细长轴车削加工工艺.doc

细长轴车削加工工艺作者：焦文凯专业：车工年级：08数控摘要针对影响加工细长轴零件精度不高等因素分析了如何提细长轴零件的加工精度给出解决问题的具体方法关键词:细长轴变形装夹精度一.细长轴车削的工艺特点：①细长轴刚性很差车削时装夹不当很容易因切削力及重力的作用而发生弯曲变形产生振动从而影响加工精度和表面粗糙度。②细长轴的热扩散性能差在切削热作用下会产生相当大的线膨胀。如果轴的两端为固定支承则工件会因伸长而顶弯。③由于轴较长一次走刀时间长刀具磨损大从而影响零件的几何形状精度。④车细长轴时由于使用跟刀架若支承工件的两个支承块对零件压力不适当会影响加工精度。若压力过小或不接触就不起作用不能提高零件的刚度：若压力过大零件被压向车刀切削深度增加车出的直径就小当跟刀架继续移动后支承块支承在小直径外圆处支承块与工件脱离切削力使工件向外让开切削深度减小车出的直径变大以后跟刀架又跟到大直径圆上又把工件压向车刀使车出的直径变小这样连续有规律的变化就会把细长的工件车成“竹节”形。造成机床、工件、刀具工艺系统的刚性不良给切削加工带来困难不易获得良好的表面粗糙度和几何精度。二.引起细长轴产生弯曲变形的原因在车床上车削细长轴采用的传统装夹方式主要有两种：一种方式是细长轴的一端用卡盘夹紧另一端用车床尾架顶尖支承；另一种方式是细长轴的两端均由顶尖支撑。主要分析一夹一顶的装夹方式。1.切削力导致变形在车削过程中产生的切削力可以分解为轴向切削力PX、径向切削力PZ。不同的切削力对车削细长轴时产生弯曲变形的影响是不同的。径向切削力PZ的影响径向切削力是垂直作用在通过细长轴轴线水平平面内的由于细长轴的刚性较差径向力将会把细长轴顶弯使其在水平面内发生弯曲变形.径向切削力对细长轴弯曲变形的影响。轴向切削力PX的影响轴向切削力是平行作用在细长轴轴线方向上的它对工件形成一个弯矩。对于一般的车削加工轴向切削力对工件弯曲变形的影响并不大可以忽略。但是由于细长轴的刚性较差其稳定性也较差当轴向切削力超过一定数值时将会把细长轴压弯而发生纵向弯曲变形。2.切削热产生的影响车削加工产生的切削热会引起工件热伸长。由于在车削过程中卡盘和尾架顶尖都是固定不动的因此两者之间的距离也是固定不变的。这样细长轴受热后的轴向伸长量受到限制导致细长轴受到轴向挤压而产生弯曲变形。提高细长轴的加工精度问题实质上就是控制工艺系统的受力及受热变形的问题。三.提高细长轴加工精度的措施在细长轴加工过程中为提高其加工精度要根据不同的生产条件采取不同的措施以提高细长轴的加工精度。1.选择合适的装夹方法在车床上车削细长轴采用的两种传统装夹方式中采用双顶尖装夹工件定位准确容易保证同轴度。但用该方法装夹细长轴其刚性较差细长轴弯曲变形较大而且容易产生振动.因此只适宜于安装长径比不大、加工余量较小、同轴度要求较高的工件。加工细长轴通常采用一夹一顶的装夹方式。但是在该装夹方式中如果顶尖顶得太紧除了可能将细长轴顶弯外还能阻碍车削时细长轴的受热伸长导致细长轴受到轴向挤压而产生弯曲变形。另外卡爪夹紧面与顶尖孔可能不同轴装夹后会产生过定位也能导致细长轴产生弯曲变形.因此采用一夹一顶装夹方式时顶尖应采用弹性活顶尖使细长轴受热后可以自由伸长减少其受热弯曲变形；同时可在卡爪与细长轴之间垫入一个开口钢丝圈以减少卡爪与细长轴的轴向接触长度消除安装时的过定位减少弯曲变形。1）采用中心架和跟刀架采用一夹一顶的装夹方式车削细长轴为了减少径向切削力对细长轴弯曲变形的影响传统上采用跟刀架和中心架相当于在细长轴上增加了一个支撑增加了细长轴的刚度可有效地减少径向切削力对细长轴的影响。a.用中心架支承车细长轴:一般在车削细长轴时用中心架来增加工件的刚性当工件可以进行分段切削时中心架支承在工件中间。在工件装上中心架之前必须在毛坯中部车出一段支承中心架支承爪的沟槽其表面粗糙及圆柱误差要小并在支承爪与工件接触处经常加润滑油。为提高工件精度车削前应将工件轴线调整到与机床主轴回转中心同轴。当车削支承中心架的沟槽比较困难或一些中段不需加工的细长轴时可用过渡套筒使支承爪与过渡套筒的外表面接触如图6所示过渡套筒的两端各装有四个螺钉用这些螺钉夹住毛坯表面并调整套筒外圆的轴线与主轴旋转轴线相重合。2）垫块除跟刀架装置外还可根据工件长度在工件下面垫放不等距的木块(在切削中随放随取保证拖板正常进给)木块直接垫放在床身上其厚度以能轻微托牢工件为宜木块制成半圆弧凹坑运行时加机油润滑。3.采用反向切削法车削细长轴这样在加工过程中产生的轴向切削力使细长轴受拉消除了轴向切削