超細(xì)長軸車削的加工工藝
通常軸的長度與之直徑比大于20~25(即L/d≥20~25)的軸稱之為細(xì)長軸。而加工?35×4095常苍、?10×1300長軸時兼英,因徑長比達(dá)1:100至1:150左右,屬超細(xì)長軸加工鸵丸≡疲
超細(xì)長軸車削的工藝特點:①超細(xì)長軸剛性很差,車削時裝夾不當(dāng)贪焊,很容易因切削力及重力的作用而發(fā)生彎曲變形玲院,產(chǎn)生振動,從而影響加工精度和表面粗糙度惦肴。②超細(xì)長軸的熱擴散性能差淡早,在切削熱作用下,會產(chǎn)生相當(dāng)大的線膨脹。如果軸的兩端為固定支承巧鸭,則工件會因伸長而頂彎瓶您。③由于軸較長,一次走刀時間長纲仍,刀具磨損大呀袱,從而影響零件的幾何形狀精度。④車超細(xì)長軸時由于使用跟刀架郑叠,若支承工件的兩個支承塊對零件壓力不適當(dāng)夜赵,會影響加工精度。若壓力過小或不接觸乡革,就不起作用寇僧,不能提高零件的剛度:若壓力過大,零件被壓向車刀沸版,切削深度增加嘁傀,車出的直徑就小,當(dāng)跟刀架繼續(xù)移動后视粮,支承塊支承在小直徑外圓處细办,支承塊與工件脫離,切削力使工件向外讓開胃磷,切削深度減小认施,車出的直徑變大,以后跟刀架又跟到大直徑圓上裤困,又把工件壓向車刀多蜕,使車出的直徑變小,這樣連續(xù)有規(guī)律的變化巡雄,就會把細(xì)長的工件車成“竹節(jié)”形嘀回。造成機床、工件夹宏、刀具工藝系統(tǒng)的剛性不良給切削加工帶來困難楷象,不易獲得良好的表面粗糙度和幾何精度。
我們在實踐中受二,經(jīng)過不斷摸索烘俱,采用各種車削裝置:如三支承塊跟刀架、彈性活絡(luò)頂針画鉴、墊塊绘辈、托架支承:車削中采用反向進(jìn)給車削,配合以最佳的刀具幾何參數(shù)桐愉、切削用量财破、等一系列有效措施掰派。提高了超細(xì)長軸的剛性,滿足了加工要求左痢。使的加工的超細(xì)長軸效果良好靡羡,表面粗糙度達(dá)到Ra3.2以上,錐度誤差在工件全長4m中僅0.04mm俊性,橢圓度為0.01mm略步,彎曲度僅為0.15mm。且工效大大提高定页。
工件裝夾
在卡盤夾緊工件的卡爪面墊入?4×20mm鋼絲趟薄,夾入長度為15~20mm,如圖1所示典徊,使工件與卡爪之間為線接觸杭煎。
在尾座裝置彈性活絡(luò)頂針,當(dāng)工件發(fā)生彎曲變形或受熱膨脹時卒落,頂針能作一定的軸向位移枝徙。
跟刀架結(jié)構(gòu)
跟刀架固定在床鞍上,一般有兩個支承爪顺丸,跟刀架可以跟隨車刀移動饺焕,抵消徑向切削時可以增加工件的剛度,減少變形骂蒙。從而提高細(xì)長軸的形狀精度和減小表面粗糙度草吠。從跟刀架的設(shè)計原理來看国谬,只需兩只支承爪就可以了殷缝,因車刀給工件的切削抗力F'r,使工件貼住在跟刀架的兩個支承爪上程堤。但是實際使用時蝇盖,工件本身有一個向下重力,以及工件不可避免的彎曲谍线,因此虎资,當(dāng)車削時,工件往往因離心力瞬時離開支承爪工斤、接觸支承爪而產(chǎn)生振動卷雕。如果采用三只支承爪的跟刀架支承工件一面由車刀抵住,使工件上下票从、左右都不能移動漫雕,車削時穩(wěn)定,不易產(chǎn)生振動峰鄙。因此車超細(xì)長軸時一個非常關(guān)鍵的問題是要應(yīng)用三個爪跟刀架浸间。
為使跟刀架保持良好的剛性太雨,配備有三只支承塊(材料為QT60-2),使其與工件研磨后緊密貼合魁蒜。跟刀架支承塊與工件表面接觸不良囊扳,留有間隙,易造成工件中心偏離旋轉(zhuǎn)中心兜看,從而產(chǎn)生多邊形锥咸。應(yīng)合理選用跟刀架結(jié)構(gòu),正確修磨支承塊弧面铣减,使其與工件良好接觸她君。切削運行時呈滑動配合,使工件保持在切削旋轉(zhuǎn)軸線上葫哗。
在調(diào)整和修磨跟刀架支承塊后狈合,如接刀不良,使第二次和第一次進(jìn)給的徑向尺寸不一致笤吵,引起工件全長上出現(xiàn)與支承塊寬度一致的周期性直徑變化捏描,在切削中出現(xiàn)輕度竹節(jié)形√镜梗可通過調(diào)節(jié)上側(cè)支承塊的壓緊力肘蜘,使支承塊與工件保持良好接觸:通過調(diào)節(jié)中拖板手柄,改變切削濃度或減少車床大拖板和中拖板間的間隙:從而加以消除甩芦。
墊塊
除跟刀架裝置外讽空,還可根據(jù)工件長度,在工件下面墊放不等距的木塊(在切削中隨放隨取练歇,保證拖板正常進(jìn)給)楞盼,木塊直接墊放在床身上其厚度以能輕微托牢工件為宜,木塊制成半圓弧凹坑蔑枣,運行時加機油潤滑锄镜。這種墊塊還具有消振作用,如圖3所示仿吞。
托架支承對直徑較小的超細(xì)長軸滑频,因裝夾、發(fā)熱等各種因素造成的工件偏擺唤冈,導(dǎo)致切削深度變化峡迷。可利用托架托架支承你虹,如圖4所示绘搞,并改善托架與工件的接觸狀態(tài)。
刀具設(shè)計
刀具幾何參數(shù)和切削用量選擇不當(dāng)售葡,造成切削力過大看杭,發(fā)生彎曲變形和表面粗糙忠藤,工件裝夾不良,尾座頂尖與工件中心孔頂?shù)眠^緊楼雹,在上述夾緊方式下模孩,采用反向走刀車削,使工件受力后能向彈性頂針處伸縮贮缅。
粗車刀
刀具特點:①主偏角較大榨咐,使徑向力Py減小,軸向力Px增大焕鲸,能減少切削振動和彎曲變形:②前角g=15°~20°切削輕快:③斷屑槽磨成R 2.5~4mm忿韧,有良好的卷屑作用,并增大實際切削前角落寡。
刀具材料:刀片牌號YT15成止,型號A117:刀桿45號鋼,調(diào)質(zhì)HB220~250痒仆。
精車刀
刀具特點:①具有較大前角揣蒿,刀尖無倒棱,切削輕快豪服,切屑呈鋁箔紙狀:②刀刃寬度大于走刀量1.3倍以上刨德,可以修光工作表面:③有1.5°~2°刃傾角,切屑沿待加工表面排出:④刀刃必須研磨平直吁巫,表面粗糙度達(dá)Ra0.8以上汰日。
刀具材料:刀片牌號W18Cr4V,熱處理HRC63~66龟夜;刀桿彈性刀排挂捅。
可磨出刀尖圓弧半徑,當(dāng)工件長度與直徑比較大時亦可采用寬刃低速光車燕酷。
切削用量
粗車時:切削速度v=32m/min籍凝;走刀量f=0.3~0.35mm/r周瞎;切削深度ap=2~4mm苗缩。
精車時:切削速度v=1.5m/min;走刀量f=12~14mm/r声诸;切削深度ap=0.02~0.05mm酱讶。
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