當(dāng)工件長度跟直徑直比大(dà)於20~25倍(bèi)(L/d>20~25)時,稱為細長軸。
二、由於細長軸本身(shēn)剛性差(L/d值(zhí)愈大,剛性愈差(chà)),在車削過程中會出現以下問題:1、工件受切削力、自重和旋轉時離心力的作用,會產生彎曲、振動,嚴重影響其圓柱度和表麵粗糙度。2、在(zài)切削過程(chéng)中,工件受熱伸(shēn)長產生彎曲變形,;車削就很難進行,嚴重(chóng)時會使工件在頂尖間卡住。因(yīn)此,車細長軸是一種難度較(jiào)大的(de)加工工藝。雖然車細長軸的難度較大,但它(tā)也有一定的規律性,主要抓住中心架和跟刀架的使用、解(jiě)決工件熱(rè)變形伸(shēn)長以及合理選擇車刀幾何形狀(zhuàng)等三(sān)個關鍵技術,問題就迎刃而解了。
三、使用中心架支承車細長軸(zhóu)在(zài)車削細長軸時,可使用中心架來增加工件剛性。一般車削細長軸使用中心架的方法有:1、中心架(jià)直接支承在工件中間 當工件可以分段車削時(shí),中心架支承在工件中間,這樣支承,L/d值減少了一半,細長軸(zhóu)車削時的剛性可增(zēng)加好幾倍。在(zài)工(gōng)件裝上中心架之前,必須(xū)在毛坯中部(bù)車出一段支承中(zhōng)心架支承爪的溝槽,表麵粗糙度及圓柱度誤差要小(xiǎo),否則會影響工件的精度。車削時,中心架的支承爪與工件(jiàn)接觸處應經常加潤滑油。為了使支承爪與工件保持良好的接觸,也可以在中心架支承爪與工件之間加一層砂布或研磨劑,進行研磨抱合。2、用過(guò)渡套筒支(zhī)承車細長軸 用上(shàng)述方法車削支承承中心架的溝(gōu)槽是比較困難的。為了解決這個問題(tí),可加用過渡套筒的處表麵接觸(chù),見圖(9—2)。
過渡(dù)套筒的兩端(duān)各裝有四(sì)個螺釘,用這些螺釘夾住毛坯工件,並調(diào)整套筒圓的軸線與主軸旋轉軸線相重合,即可車削。
四、使用跟刀架支承車細長跟刀架(jià)固定在床鞍上,一般(bān)有兩個支承爪,跟刀架可以跟隨車(chē)刀(dāo)移動,抵消徑向切削時可以增加工件的剛度,減少變形。從而提高細長軸的形狀精度和減小表麵粗糙度。從(cóng)跟刀架的設計原理(lǐ)來看,隻需兩隻支承爪就可以(yǐ)了(圖9--4),因車(chē)刀給工件的切(qiē)削抗力F`r,使工件(jiàn)貼住在跟刀架(jià)的兩個支承爪上。但是實際使用時,工件本身有一個(gè)向下重力,以及工件不可避免的彎曲,因此,當車削時,工(gōng)件往往因(yīn)離心力瞬時離開支承爪、接(jiē)觸支承爪而產(chǎn)生振(zhèn)動。如果采用三隻(zhī)支承爪(zhǎo)的跟刀架支承工(gōng)件一(yī)麵由車刀(dāo)抵住,使工件上下、左右(yòu)都不(bú)能移(yí)動,車削(xuē)時穩定(dìng),不(bú)易產生振動。因此車細找軸時一個非常關鍵的問題是要應用三個爪跟刀架(jià)。
五、減少(shǎo)工件的熱變形伸(shēn)長車削時,由於切削熱的影響,使工件隨溫度升高而逐(zhú)漸伸長變形,這就叫“熱變形”。在車削(xuē)一般軸類時可不考慮熱變形伸長問題,但是車削細長軸時,因為工件長,總伸長量長,所以一定(dìng)要考慮到熱變形的影響。工(gōng)件熱變形伸長量可按下式計算。△L=aL△t式中 a—材料線膨脹係數,1/℃;L—工件的(de)總長,mm;△t—工件升高的溫度,℃。常用(yòng)材料的線膨脹係數,可查閱有關附錄表。例:車(chē)削直徑為25mm,長度為1200mm的細長軸,材料為45鋼,車削時因受切削(xuē)熱的影響,使工件由原來的21℃上升到61℃,求這根細長軸的熱變形(xíng)伸(shēn)長量(liàng)。 解:已知L=1200mm;△t=61℃-21℃=40℃;查表(biǎo)知,45鋼的線膨脹係(xì)數a=11.59×10-6 1/℃
△L=aL△t=11.59×10-6×1200×40=0.556mm從上式計算(suàn)可知(zhī),細(xì)長軸熱變形伸長量是很大的(de)。由(yóu)於(yú)工件一端夾住,一端頂住,工件無法伸(shēn)長(zhǎng),因此隻能本身產生彎曲。細長軸一旦產(chǎn)生彎曲後,車削就(jiù)很難進行。
減少工件的熱變形主要可(kě)采取以下(xià)措施:
1、使用彈性(xìng)回轉頂尖 用彈性回轉頂尖加工細長軸,可(kě)有較(jiào)地補償工件的熱變形伸長,工件(jiàn)不易彎曲,車削可順利進行(háng)。
2、加注充分的切削(xuē)液 車削細長軸時,不論是低速切削(xuē)還(hái)是高速切削,為了減少(shǎo)工件的溫(wēn)升(shēng)而引起熱變形,必須加注切液充分冷卻。使用切削液還可以防止跟刀架支承(chéng)爪拉(lā)毛工件,提高刀具的使用壽命(mìng)和工件的加工質量(liàng)。
3、刀具保持銳利 以減少車刀與工件的摩擦發熱。
六、合理(lǐ)選擇車刀幾何形狀車削細長軸時,由(yóu)於工件剛性差,車刀的幾何形狀對工件的振動有明顯的影響。選擇時主要考慮以下幾點:
1、由於細長軸剛生差,為減少細長軸彎曲,要求徑向切削力越小越(yuè)好,而刀(dāo)具的主偏角是影響徑(jìng)向切削力的主要因素,在不影響刀具強度(dù)情況下,應盡量增大車刀主偏角。車刀的(de)主(zhǔ)偏角取kr=80°~93°。
2、為減少切削煙力和切削熱,應該選擇較大的前角,取r0=15°~30°。
3、車刀前麵應該磨有R11.5~3的(de)斷屑槽,使切削順利卷(juàn)曲折斷。
4、選擇正刃(rèn)傾角,取入=3°使切削屑流向(xiàng)待加工表麵(miàn),並使卷屑效果良好。
5、切削刃表麵粗糙度要求在Ra0.4以下,並要經(jīng)常保持鋒利。
6、為了減少徑向切(qiē)削力,應選擇較小的刀尖圓弧半徑(re<0.3mm)。倒棱的寬度也(yě)應選得較小(xiǎo),取倒棱寬(kuān)br1=0.5f。
七、車削細長軸的車刀
1、刀片材料為YT15硬質合金。
2、切削用量(liàng):粗車時,切削速度vc=50~60m/min;進給量f=0..3~0.4mm/r;切削深度ap=1.5~2mm。精車(chē)時(shí),切削速度vc=60~100m/min;進給量 f=0.08~0.12mm/r ;切削深度ap=0.5~1mm.。
3、采用乳化液作切削液。
4、適用範圍:適用於車削光杠、絲杆等細長軸。