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机械制作技巧实训领导第2章
车削技巧练习[最新]
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机械制作技巧实训领导第2章
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3秒自动关闭窗口摘 要 文章在对细长轴在车削加工时的车削变形问题的原因进行总结分析，并结合工作实践的基处上，对避免细长轴车削变形的加工方法进行深入的探究。
　　关键词 细长轴 车削 装夹 刀具 　　中图分类号：TG51 文献标识码：A 　　0引言 　　细长轴就是指轴的长度与直径比 L/D>20～25 倍时，这一类轴我们称之为细长轴，平常所见车床的光杆就属于细长轴。本文我们将对可以避免细长轴车削变形的加工方法进行探究。 　　1车削细长轴变形问题的原因 　　1.1切削热而引起的变形 　　对细长轴的车削加工过程中，切削热会造成工件的热延长，又因为在对细长轴进行车削加工中，底座和卡盘是固定不动的，也就是两者之间的距离是固定的，这样造成的后果就是细长轴受热后在轴向伸长上受到限制，同时造成细长轴受到挤压力，这就是细长轴会变形和弯曲的原因。 　　1.2切削力造成细长轴的变形 　　细长轴的切削加工过程中受到的总切削力可以视为三个分力的合力：分别包括主切削力、进给力以及背向力，不同的分力对于细长轴的加工过程中会产生不同的加工影响。特别是进给力，通常的车削加工过程中，进给方向上所形成的分力不会对工件的变形产生重大的影响，鉴于细长轴本身刚性太低，这样会造成进给力方面对细长轴的加工方面的影响也会非常的明显。当细长轴的一头固定在卡盘中间，同时另一头施加进给力，就会造成在一个细长的杆上有偏置压力的产生，变形和弯曲就不会避免；当变形和弯曲发生在细长轴的加工工程中时，伴随着高速回转，同时离心力也会出现在细长轴的加工过程，这使得细长轴的变形和振动更加的严重。 　　1.3造成细长轴变形的其他因素 　　在细长轴的加工过程中，机床、刀具等整个工艺系统的弯曲和振动也会造成细长轴的变形，同时，加工过程中的翘曲、锥度过大、腰鼓形或圆度达不到等原因也会造成细长轴的报废。这些额外的因素不仅导致生产效率低，且加工的细长轴的质量不易保证。因此，采用高技能的人员操作，使用先进的加工设备，来提高所加工的细长轴的合格率，最大限度地降低加工细长轴的加工成本。 　　2车削过程中提高细长轴加工质量的方法 　　2.1选择合适的装夹方法 　　两顶尖安装进行加工细长轴，可以保证定位精确和同轴度。两顶尖安装会使细长轴的刚性变差，加工过程中更容易出现弯曲和振动。当加工的细长轴长径比不大、加工余量较小、同轴度要求较高时可以采用此类的装夹方法。采用一夹一顶的安装方法，在加工过程中要保证轴端不可顶得太紧，避免将细长轴顶弯。除此之外，卡爪夹紧面会出现与顶尖孔不同轴的情况，造成装夹后产生过定位，致使细长轴产生弯曲变形。所以，采用一夹一顶安装方法时，弹性活顶就应该配套使用，这样可以保证细长轴受热后发生变形；采取在卡爪与细长轴之间垫入一个约5 mm的开口钢圈，保证卡爪与细长轴的轴向接触长度不过大，避免因装夹的原因造成对细长轴的弯曲。 　　2.2 辅助支撑，提高工件刚性 　　配备三个支承块的跟刀架对细长轴进行车削。采用此支撑时，三爪对工件进行支撑，一面车刀对工件顶装，使工件在四个方向上不能移动，工件在车削时稳定固定，振动的程度减小。 　　2.3 合理地选择切削用量 　　合理的切削用量会避免细长轴在加工过程中的许多问题。在加工细长轴的过程中，通常根据工序粗车、半精车和精车以及工件的长径比来合理选择切削用量。减小径向切削分力、切 削 热、多走刀、小切深是加工细长轴选择切削用量的基本原则。 　　2.4采用反向切削方法 　　在细长轴的车削过程中通常会采用反向切削法，即装夹的方式采用一夹一顶的方式，车刀的进给方向为从主轴卡盘向尾架方向运动。采用这种方法，细长轴 左端以线的接触方式进行夹持，切削过程中热变形伸长的细长轴，进给力对工件已切削部分拉紧，同时，推进工件待切削部分由右端的弹性回转并对顶尖进行补偿支撑，避免因卡盘原因对细长轴造成弯曲变形。 　　2.5合理选择刀具的几何角度 　　在细长轴的加工中，不仅要考虑刀架、中心架、弹性回转顶尖等设备因素，同时还有考虑刀具的几何角度。在加工过程中往往会由于刀具选择的不当造成对细长轴的加工造成弯曲。在加工过程中合理地选用刀具角度和加工路线，可以保证所加工细长轴的质量。在车削细长轴时，主要考虑如下所述的刀具几何参数。 　　主偏角主要影响背向力，所以在加工细长轴的过程中，增大主偏角，减少细长轴的振动和弯曲。 　　增大前角，保证刀具锋利、切削轻快，减小切削力保证细长轴变形较小。所以在细长轴车削中，在保证车刀有足够强度前提下，增大刀具的前角，减少切削力、切削变形，根据细长轴刚度，前角通常取20度～30度最合适。 　　刃倾角，影响切屑的流向，为了让切屑流向待加工表面，车刀也很容易切人工件，采取增强刀尖强度的措施，在加工细长轴时通常情况把刃倾角选为3度到10度。 　　2.6切削液的使用 　　在车削过程中会产生大量的热，对于细长轴的加工，大量车削热的产生会使细长轴受热膨胀，当细长轴在其他装夹的限制下会造成变形，为了避免这种变形的出现，在车削的过程中要使用车削液对轴体、车刀进行降温，避免车削热对细长轴的加工质量造成问题。 　　3结论 　　当加工细长轴时，应根据要加工的细长轴的结构特点、加工特点，同时要结合加工细长轴可能出现的损坏情况，采取恰当的加工方法，以便得到合格的细长轴。上文叙述了在加工细长轴过程中可能遇到的使细长轴变形的情况，并提供了一些提高细长轴的加工方法，这些加工方法在细长轴的加工过程中可以提高加工的质量。这些加工方法下，在保证加工细长轴的质量的同时也确保了加工细长轴的经济效益。 　　参考文献 　　[1] 张成玉，汤双清.带球头超细长轴加工方案设计[J].机械制造与自动化，）. 　　[2] 张宏飞，郭永红，聂和林.精密电机不锈钢细长轴弯曲变形的原因分析及解决对策[J].微电机，）.百度搜索“就爱阅读”,专业资料、生活学习,尽在就爱阅读网,您的在线图书馆!
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推荐： 　　　工艺特点/车削
1、易于保证工件各加工面的位置精度a&例如易于保证同要求
利用卡盘安装工件，回转轴线是车床主轴回转轴线
利用前后顶尖安装工件，回转轴线是两顶尖的中心
b&易于保证端面与轴线垂直度要求由横溜板导轨，与工件回转轴线的垂直度
2、切削过程较平稳避免了惯性力与冲击力，允许采用较大的切削用量，高速切削，利于生产率提高。
3、适于有色金属零件的精加工
有色金属零件表面粗糙度大Ra值要求较小时，不宜采用磨削加工，需要用或铣削等。用金刚石车刀进行精细车时，可达较高质量。
4、刀具简单
车刀制造、刃磨和安装均较方便。
实际应用/车削
在车床使用不同的车刀或其他刀具，可以加工各种回转，如内外圆柱面、内外圆锥面、螺纹、沟车削槽、端面和成形面等，加工精度可达IT8一IT7&,表面粗糙度Ra&值为1.6～0.8,车削常用来加工单一轴线的零件，如直轴和一般盘、套类零件等。若改变工件的安装位置或将车床适当，还可以加工多轴线的零件(如曲轴、偏心轮等)或盘形凸轮。单件小批生产中，各种轴、盘、套等类零件多选用适应性广的卧式车床或数控车床进行加工;直径大而长度短（长径比0.3～0.8)的大型零件，多用立式车床加工。成批生产外形较复杂，具有内孔及螺纹的中小型轴、套类零件时，应选用转塔车床进行加工。大批、大量生产形状不太的小型零件，如螺钉、螺母、管接头、轴套类等时，多选用半自动和自动车床进行加工。它的生产率很高但精度较低。
修改功能/车削
【车削】修改功能可以通过旋转一个，产生三维物体，施加该命令后，通常都调节对齐轴向与对齐位置，才能得到正确结果
工作原理/车削
车削加工工件旋转，在平面内作直线或曲线移动的。车削一般在上进行，用以加工工件的内外圆柱面、端面、圆锥面、成形面和螺纹等。车削内外圆柱面时，车刀沿平行于工件旋转轴线的方向运动。车削端面或切断工件时，车刀沿垂直于工件旋转轴线的方向水平运动。如果车刀的运动轨迹与工件旋转轴线成一斜角，就能加工出圆锥面。车削成形的回转体表面，可采用成形刀具法或刀尖轨迹法。 车削时，工件由带动旋转作主运动；夹持在刀架上的车刀作进给运动。切削速度v 是旋转的工件加工表面与车刀接触点处的线速度（米／分）；切削深度是每一切削行程时工件待加工表面与已加工表面间的垂直距离（毫米），但在切断和成形车削时则为垂直于进给方向的车刀与工件的接触长度（毫米）。进给量表示工件每转一转时车刀沿进给方向的位移量(毫米／转)，也可用车刀每分钟的进给量（毫米／分）表示。用车刀车削普通钢材时，切削速度一般为25～60米／分，车刀可达80～200米／分;用涂层硬质合金车刀时最高切削速度可达300米／分以上。 车削一般分粗车和精车（包括半精车）两类。粗车力求在不降低切速的条件下，采用大的切削深度和大进给量以提高车削效率,但加工精度只能达IT11,为Rα20～10微米；半精车和精车尽量采用高速而较小的进给量和切削深度，加工精度可达IT10～7,表面粗糙度为Rα10～0.16微米。在高精度车床上用精细修研的金刚石车刀高速精车有色金属件,可使加工精度达到IT7～5,表面粗糙度为Rα0.04～0.01微米，这种车削称为"镜面车削"。如果在金刚石车刀的切削刃上修研出 0.1～0.2微米的凹、凸形,则车削的表面会产生凹凸极微而排列整齐的条纹,在光的衍射作用下呈现锦缎般的光泽,可作为装饰性表面，这种车削称为"虹面车削"。 车削加工时，如果在工件旋转的同时，车刀也以相应的转速比（刀具转速一般为工件转速的几倍）与工件同向旋转，就可以改变车刀和工件的相对运动轨迹，加工出截面为多边形（三角形、方形、棱形和六边形等）的工件。如果在车刀纵向进给的同时，相对于工件每一转，给刀架附加一个周期性的径向往复运动，就可以加工凸轮或其他非圆形断面的表面。在铲齿车床上，按类似的工作原理可加工某些多齿刀具(如成形铣刀、齿轮滚刀)刀齿的后刀面，称为"铲背"。
车床发展/车削
车加工产品古代的车床是靠手拉或脚踏，通过绳索使工件旋转，并手持刀具而进行切削的。1797年，英国机械发明家莫兹利创制了用刀架的现代车床，并于1800年采用交换，可改变进给速度和被加工螺纹的螺距。1817年，另一位英国 人罗伯茨采用了四级带轮和背轮机构来改变。 为了提高机械化自动化程度，1845年，美国的菲奇发明转塔车床。 1848年，美国又出现回轮车床。 1873年，美国的斯潘塞制成一台单轴自动车床，不久他又制成三轴自动车床。 20世纪初出现了由单独电机驱动的带有齿轮变速箱的车床。 第一次世界大战后，由于军火、汽车和其他工业的需要，各种高效和专门化车床迅速发展。为了提高小批量工件的生产率，40年代末，带液压仿形装置的车床得到推广，与此同时，多刀车床也得到发展。50年代中，发展了带穿孔卡、插销板和拨码盘等的程序控制车床。数控技术于60年代开始用于车床，70年代后得到迅速发展。
车床结构/车削
车床结构主要组成部件有：、和。 1、主轴箱：又称床头箱，它的主要任务是将主电机传来的旋转运动经过一系列的变速机构使主轴得到所需的正反两种转向的不同转速，同时主轴箱分出部分动力将运动传给进给箱。主轴箱中等主轴是车床的关键零件。主轴在轴承上运转的平稳性直接影响工件的加工质量，一旦主轴的旋转精度降低，则机床的使用价值就会降低。 2、进给箱：又称走刀箱，进给箱中装有进给运动的，调整其变速机构，可得到所需的进给量或螺距，通过光杠或丝杠将运动传至刀架以进行切削。 3、丝杠与光杠：用以联接进给箱与溜板箱，并把进给箱的运动和动力传给溜板箱，使溜板箱获得纵向直线运动。丝杠是专门用来车削各种螺纹而设置的，在进行工件的其他表面车削时，只用，不用丝杠。同学们要结板箱的内容区分光杠与丝杠的区别。 4、溜板箱：是车床进给运动的操纵箱，内装有将光杠和丝杠的旋转运动变成刀架直线运动的机构，通过光杠传动实现刀架的纵向进给运动、横向进给运动和快速移动，通过丝杠带动刀架作纵向直线运动，以便车削。 5、刀架、尾架和床身。
车床分类/车削
普通车床按用途和结构的不同，车床主要分为卧式车床和落地车床、立式车床、转塔车床、单轴自动车床、多轴自动和半自动车床、仿形车床及多刀车床和各种专门化车床，如轴车床、、车轮车床、铲齿车床。在所有车床中，以卧式车床应用最为广泛。卧式车床加工尺寸可达IT8～IT7，Ra值可达1.6μm。近年来，计算机技术被广泛运用到机床制造业，随之出现了、车削等机电一体化的产品。 1.普通车床加工对象广，主轴转速和进给量的调整范围大，能加工工件的内外表面、端面和内外螺纹。这种车床主要由工人手工操作，生产效率低，适用于单件、小批生产和修配车间。 2.转塔车床和回转车床具有能装多把刀具的转塔刀架或回轮刀架，能在工件的一次装夹中由工人依次使用不同刀具完成多种工序，适用于成批生产。 3.自动车床按一定程序自动完成中小型工件的多工序加工，能自动上下料，重复加工一批同样的工件，适用于大批、大量生产。 4.多刀半自动车床有单轴、多轴、卧式和立式之分。单轴卧式的布局形式与普通车床相似，但两组刀架分别装在主轴的前后或上下，用于加工盘、环和轴类工件，其生产率比普通车床提高3～5倍。 5.仿形车床能仿照样板或样件的形状尺寸，自动完成工件的加工循环(见仿形机床)，适用于形状较复杂的工件的小批和成批生产，生产率比普通车床高10～15倍。有多刀架、多轴、卡盘式、立式等类型。 6.立式车床主轴垂直于水平面，工件装夹在水平的回转工作台上，刀架在横梁或立柱上移动。适用于加工较大、较重、难于在普通车床上安装的工件，分单柱和双柱两大类。 7.铲齿车床在车削的同时，刀架周期地作径向往复运动，用于铲车铣刀、滚刀等的成形齿面。通常带有铲磨附件，由单独电动机驱动的小砂轮铲磨齿面。 8.专门化车床加工某类工件的特定表面的车床，如曲轴车床、凸轮轴车床、车轮车床、车轴车床、轧辊车床和钢锭车床等。 9.联合车床主要用于车削加工,但附加一些特殊部件和附件后还可进行镗、铣、钻、插、磨等加工，具有"一机多能"的特点，适用于工程车、船舶或移动修理站上的修配工作。 数控车床10.数控车床数控机床是一种通过数字信息，控制机床按给定的运动轨迹，进行自动加工的机电一体化的加工装备，经过半个世纪的发展，数控机床已是现代制造业的重要标志之一，在中国制造业中，数控机床的应用也越来越广泛，是一个企业综合实力的体现。数控车床是数字程序控制车床的，它集通用性好的万能型车床、加工精度高的精密型车床和加工效率高的专用型车床的特点于一身，是国内使用量最大，覆盖面最广的一种。 11.马鞍车床马鞍车床在车头箱处的左端床身为下沉状，能够容纳直径大的零件。车床的外形为两头高，中间低，形似马鞍，所以称为马鞍车床。马鞍车床适合加工径向尺寸大，轴向尺寸小的零件，适于车削工件外圆、内孔、端面、切槽和公制、英制、模数、经节螺纹，还可进行钻孔、镗孔、铰孔等工艺，特别适于单件、成批生产企业使用。马鞍车床在马鞍槽内可加工较大直径工件。机床导轨经淬硬并精磨，操作方便可靠。车床具有功率大、转速高，刚性强、精度高、噪音低等特点。
车床保养/车削
1.装夹校正工件时的注意事项在装夹工件前，必须先把碳在工件中的砂泥等杂质清除掉免杂质嵌进滑动面，加剧导软磨损或“咬坏”。 在装夹及校正一些尺寸校大、形状复杂而装夹而积又较小的工件时，应预先在工件下面的车床床面上安放一块木制的床盖板，同时用压板或活络顶针顶住工件，防止它掉下来砸坏车床，如发现工件的位置不正确或歪斜，切忌用力敲击，以免影响车床的精度，必须先将夹爪、压板或顶针略微松开，再进行有步骤的校正。 2.工具和车刀的安放工具和车刀不要放在床面上，以免敲坏导轨。如需要放的话般先在床面上盖上床盖板，把工具和车刀放在床盖板上。 （1）在砂光工件时，要在工件下面的床面上用床盖板或纸盖住；砂光后，仔细擦净床面。 （2）在车铸铁工件时，在扼板上装护轨罩盖，同时要擦去切屑能够飞溅到的一段床面上的。 （3）不使用时，必须做好车床的清洁保养工作，防止切屑、砂粒或杂质进入车床导轨滑动面，把导轨“咬坏”或加剧它的磨损。（4）在使用冷却润滑液前，必须清除车床及冷却润滑液盛盘里的垃圾；使用后，要把导轨上的冷却润滑液擦干，并加机械润。
操作安全/车削
车床操作（1）工作前按规定润滑机床，检查各手柄是否到位，并开慢车试运转五分钟，确认一切正常方能操作。 （2）卡盘夹头要上牢，开机时扳手不能留在卡盘或夹头上。 （3）工件和装夹要牢固，刀杆不应伸出过长（镗孔除外）；转动小刀架要停车，防止刀具碰撞、工件或划破手。 （4）工件运转时，操作者不能正对工件站立，身不靠车床，脚不踏油盘。 （5）时，应使用断屑器和挡护屏。 （6）禁止高速反刹车，退车和停车要平稳。 （7）清除铁屑，应用刷子或专用钩。 （8）用锉刀打光工件，必须右手在前，左手在后；用砂布打光工件，要用“手夹”等工具，以防绞伤。 （9）一切在用应放于附近的安全位置，做到整齐有序。 （10）车床未停稳，禁止在车头上取工件或测量工件。 （11） 车床工作时，禁止打开或卸下。 （12） 临近下班，应清扫和擦试车床，并将尾座和溜板箱退到床身最右端。
车刀1.定义车刀是应用最广的一种单刃刀具。也是学习、分析各类刀具的基础。车刀用于各种车床上，加工外圆、内孔、端面、、车槽等。 2.分类车刀按结构可分为整体车刀、焊接车刀、、可转位车刀和成型车刀。其中可转位车刀的应用日益广泛，在车刀中所占比例逐渐增加。（1）焊接车刀 所谓焊接式车刀，就是在碳钢刀杆上按刀具几何角度的要求开出刀槽，用焊料将硬质合金刀片焊接在刀槽内，并按所选择的几何参数刃磨后使用的车刀。 （2）机夹车刀 机夹车刀是采用普通刀片，用机械夹固的方法将刀片夹持在刀杆上使用的车刀。（3）可转位车刀 可转位车刀是使用可转位刀片的机夹车刀。一条切削刃用钝后可迅速转位换成相邻的新切削刃，即可继续工作，直到刀片上所有切削刃均已用钝，刀片才报废回收。更换新刀片后，车刀又可继续工作。 与焊接车刀相比，可转位车刀具有下述优点:A. 刀具寿命高 由于刀片避免了由和高温引起的缺陷,刀具几何参数完全由刀片和刀杆槽保证，切削性能稳定，从而提高了刀具寿命。 B. 生产效率高 由于机床操作工人不再磨刀，可大大减少停机换刀等辅助时间。 C. 有利于推广新技术、新工艺 可转位刀有利于推广使用涂层、陶瓷等新型刀具材料。 D. 有利于降低刀具成本 由于刀杆使用寿命长，大大减少了刀杆的消耗和库存量，简化了刀具的管理工作，降低了刀具成本。可转位车刀刀片的夹紧特点与要求A. 定位精度高 刀片转位或更换新刀片后，刀尖位置的变化应在工件精度允许的范围内。 B. 刀片夹紧可靠 应保证刀片、刀垫、刀杆接触面紧密贴合，经得起和，但夹紧力也不宜过大，应力分布应均匀，以免压碎刀片。 C. 排屑流畅 刀片前面上最好无障碍，保证切屑排出流畅，并容易观察。 D. 使用方便 转换刀刃和更换新刀片方便、迅速。对小尺寸刀具结构要紧凑。 在满足以上要求时，尽可能使结构简单，制造和使用方便。 (4) 成形车刀 成形车刀是加工成形表面的专用刀具，其刃形是根据工件廓形设计的，可用在各类车床上加工内外回转体的成形表面。 用加工零件时可一次形成零件表面，操作简便、生产率高，加工后能达到公差等级IT8～IT10、粗糙度为10～5μm，并能保证较高的互换性。但成形车刀制造较复杂、成本较高，刀刃工作长度较宽，故易引起振动。 成形车刀主要用在加工批量较大的中、小尺寸带成形表面的零件。 车刀按用途分类（1）车刀按用途可分& （a）90°车刀（偏刀）； （b）45°车刀(弯头车刀)； （c）切断刀; （d）刀; （e）成形车刀; （f）车刀； （g）硬质合金不重磨车刀 （2）各种车刀的基本用途（a）90°车刀：用来车削工件的外圆,阶台和端面。 （b）45°车刀：用来车削工件的外圆.端面和倒角。 （c）切断刀 ：用来切断工件或工件上切出的沟槽。 （d）镗孔刀：用来车削工件的内孔。 （e）成形车刀：用来车削阶台处的圆角,圆槽或车削特殊形状工件。 （f）纹车刀：用来车削螺纹 。
加工方法/车削
车削加工1．粗车车削加工是外圆粗加工最经济有效的方法。由于粗车的目的主要是迅速地从毛坯上切除多余的金属，因此，提高生产率是其主要任务。 粗车通常采用尽可能大的和来提高生产率。而为了保证必要的刀具寿命，切削速度则通常较低。粗车时，车刀应选取较大的主偏角，以减小背向力，防止工件的和振动；选取较小的前角、后角和负值的刃倾角，以增强车刀切削部分的强度。粗车所能达到的加工精度为～ITll，Ra为50～12．5μm。 2．精车精车的主要任务是保证零件所要求的加工精度和表面质量。精车外圆表面一般采用较小的背吃刀量与进给量和较高的切削速度进行加工。在加工大型轴类零件外圆时，则常采用宽刃车刀低速精车。精车时车刀应选用较大的前角、后角和正值的刀倾角，以提高加工表面质量。精车可作为较高精度外圆的最终加工或作为精细加工的预加工。精车的加工精度可达IT8～IT6级，表面粗糙度Ra可达1．6～0．8μm。 3．精细车精细车的特点是：背吃刀量和进给量取值极小，高达150～2000m／min。精细车一般采用立方氨化硼（CBN）、金刚石等超硬材料刀具进行加工，所用机床也必须是主轴能作高速回转、并具有很高刚度的高精度或精密机床。精细车的加工精度及表面粗糙度与普通外圆磨削大体相当，加工精度可达IT6以上，表面粗糙度Ra可达0．4～0.005μm。多用于磨削加工性不好的有色金属工件的精密加工，对于容易堵塞砂轮气孔的铝及铝合金等工件，精细车更为有效。在加工大型精密外圆表面时，精细车可以代替磨削加工。
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第三章数控车削加工工艺【ppt】,数控车削,数控ppt,思修第三章ppt,车削加工,流通加工ppt,特种加工ppt,信息的编程加工 ppt,数控加工,数控及cnc加工
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车削工艺论文车削加工论文
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机械制造技术实训指导教案（电工版）第2章 车削技术训练
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车削工艺论文车削加工论文
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3秒自动关闭窗口　　【摘 要】 细长轴的车削加工是机械加工中比较常见的一种加工方式。由于细长轴刚性差，车削时产生的受力、受热变形较大，很难" />
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浅谈细长轴的车削加工方法
2013年第9期目录
&&&&&&本期共收录文章20篇
　　【摘 要】 细长轴的车削加工是机械加工中比较常见的一种加工方式。由于细长轴刚性差，车削时产生的受力、受热变形较大，很难保证细长轴的加工质量要求。通过采用合适的装夹方式和先进的加工方法，选择合理的刀具角度和切削用量等措施，可以保证细长轴的加工质量要求。 中国论文网 /9/view-5888706.htm　　【关键词】 细长轴；加工特点；误差；精度；措施 　　【中图分类号】G64.02 【文献标识码】A 【文章编号】（-01 　　1.细长轴加工误差产生的原因及消除方法 　　1.1加工原理的误差 　　加工原理的误差是指在满足生产需求的前提下，采用近似的传动关系或忽略一些不大影响加工的条件。如车削细长轴时，采用近似的传动关系或近似的刀刃轮廓，虽然会带来加工原理误差，但往往可简化机床结构或刀具形状等参数。因此，只要其误差不超过规定的精度要求，在生产中仍可得到广泛的应用。 　　1.2制造几何误差 　　加工中刀具相对于工件的成型运动大都是通过车床完成的，细长轴的加工精度很大程度上取决于车床的精度，车床制造误差中对工件加工精度影响较大的误差有主轴回转误差和传动链误差。在加工细长轴前先选择好机床的精度能加工出这种细长轴的精度等级。 　　1.3力变形所引起的误差 　　工艺系统在切削力、夹紧力、惯性力、重力等作用下将产生相应的变形，破坏刀具与工件之间的正确位置，使工件产生各种加工误差。 　　这些力大致可分为内应力和外力引起的误差。 　　1.3.1内应力引起的细长轴变形的误差 　　内应力又称残余应力，指在没有外力作用下或去掉外力后仍存残余留在工件内部的应力。工件一旦有残余应力产生，就会使工件材料暂时处于一种稳定的状态，继而随着时间不断的推移，工件会恢复到没有应力的状态，从而使工件产生加工误差。 　　1.3.2外力引起细长轴变形的误差 　　车削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的压力不当，会影响加工精度，若压力过小或不接触时则不起作用，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，不易获得良好表面质量和几何精度。 　　1.4热变形所引起的误差 　　切削加工过程中产生的切削热传给工件的热量占总切削热的30%左右，切削速度越高，切削带走的热量越多，传给工件的热量就越少。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，如果两端为固定支撑，则工件会因伸长而顶弯。由于加工刀体小，热容量小，所以刀具切削部分的温度高，引起刀具伸长，继而产生加工误差。 　　2.提高细长轴的加工精度的措施 　　2.1选择合适的装夹方法 　　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。 　　采用一夹一顶的装夹方式，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，因此在采用此装夹方式时，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。 　　2.2直接减少细长轴受力变形 　　2.2.1采用跟刀架和中心架 　　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。 　　2.2.2采用轴向拉夹法车削细长轴 　　轴向夹拉车削是指在车削细长轴过程中，细长轴的一端由卡盘夹紧，另一端由专门设计的夹拉头夹紧，夹拉头给细长轴施加轴向拉力。 　　在车削过程中，细长轴始终受到轴向拉力，解决了轴向切削力把细长轴压弯的问题。同时在轴向拉力的作用下，会使细长轴由于径向切削力引起的弯曲变形程度减小；补偿了因切削热而产生的轴向伸长量，提高了细长轴的刚性和加工精度。 　　2.2.3采用反向切削法车削细长轴 　　反向切削法是指在细长轴的车削过程中，车刀由主轴卡盘开始向尾架方向进给。这样在加工过程中产生的轴向切削力使细长轴受拉，消除了轴向切削力引起的弯曲变形。同时，采用弹性的尾架顶尖，可以有效地补偿刀具至尾架一段的工件的受压变形和热伸长量，避免工件的压弯变形。 　　2.3合理地控制切削用量 　　2.3.1切削深度（t） 　　在工艺系统刚度确定的前提下，随着切削深度的增大，车削时产生的切削力、切削热随之增大，引起细长轴的受力、受热变形也增大。因此在车削细长轴时，应尽量减少切削深度。 　　2.3.2进给量（f） 　　进给量增大会使切削厚度增加，切削力增大。但切削力不是按正比增大，因此细长轴的受力变形系数有所下降。如果从提高切削效率的角度来看，增大进给量比增大切削深度有利。 　　2.3.3切削速度（v） 　　提高切削速度有利于降低切削力。这是因为，随着切削速度的增大，切削温度提高，刀具与工件之间的摩擦力减小，细长轴的受力变形减小。但切削速度过高容易使细长轴在离心力作用下出现弯曲，破坏切削过程的平稳性，所以切削速度应控制在一定范围。对长径比较大的工件，切削速度要适当降低。 　　2.4选择合理的刀具角度 　　2.4.1前角（γ） 　　其大小直接着影响切削力、切削温度和切削功率。增大前角，可以使被切削金属层的塑性变形程度减小，切削力明显减小。 　　增大前角可以降低切削力，所以在细长轴车削中，在保证车刀有足够强度前提下，尽量使刀具的前角增大，前角一般取γ=15°。 　　2.4.2主偏角（kr） 　　其大小影响着3个切削分力的大小和比例关系。随着主偏角的增大，径向切削力明显减小，切向切削力在60°～90°时却有所增大。在60°～75°范围内，3个切削分力的比例关系比较合理。在车削细长轴时，一般采用大于60°的主偏角。 　　2.4.3刃倾角（λs） 　　刃倾角影响着车削过程中切屑的流向、刀尖的强度及3个切削分力的比例关系。随着刃倾角的增大，径向切削力明显减小，但轴向切削力和切向切削力却有所增大。刃倾角在-10°～+10°范围内，3个切削分力的比例关系比较合理。在车削细长轴时，常采用正刃倾角+3°～+10°，使切屑流向待加工表面。 　　参考文献 　　[1]彭云峰，郭隐彪.车削加工工艺及应用[M].北京：国防工业出版社.2010. 　　[2]王先逵.机械制造工艺学[M].北京：机械工业出版社，2006. 　　[3]余新?.机械制造基础.北京：北京大学出版社，2008. 　　[4]邹积德.机械制造工艺与夹具应用.北京：化学工业出版社，2010. 　　[5]恽达明.金属切削机床.北京：机械工业出版社，2005. 　　[6]郁鼎文.现代制造技术[M].北京：清华大学出版社，2006. 　　[7]余新?.机械制造基础[M].北京：北京大学出版社，2008.
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