普通车床加工细长轴工艺制作和加工方法

普通车床加工细长轴工艺制作和加工方法一般工件长度与直径25：1时称为细长轴。干过车工的人都知道，细长轴是机床加工中最难加工的一种零部件。过去在机械加工行业当中有句俗话：“车工怕车杆，钳工怕挫眼”。“杆”就是指细长轴。“眼”，指的是孔。实际上这句话现在来讲也不过时。细长轴始终是困扰着机床加工中的一项技术难题。下面根据我多年干车工的实际经验给大家讲一讲在普通车床上车削细长轴的工艺制作和加工方法：一，下料：细长轴的下料尺寸和一般零部件的下料尺寸有一些区别，通常的零部件下料长度加长5-6mm，直径加大2-3mm即可。而细长轴就不同了，由于细长轴的刚性差，主轴旋转起来所产生的离心力比较大，工件在加工过程中，很容易脱落，造成机械事故和人伤亡事故。为了安全起见，卡盘爪加持的长度一般不少于20mm。下料尺寸一般为30长，直径最少加大5-6mm。二，粗车：也就是除锈，主要是给调质打基础，除锈的方法一般的分三种：1），锉刀挫。2），砂布打。3），车刀车。一般的前两种不用。用车刀车一下见光为止。注意，在编排工艺的时候一定要注明不准打中心孔。三，调质，硬度可根据技术要求而定。四，校直，1),在平板上用锤子敲打的方法。2），用压力机校直的方法。五，时效，一般在空气中放置一段时即可。六，车：一般的可分为粗车、半精车、精车三种。细长轴的装卡方法，可分为一夹一顶、两顶和一加一拉的方法。今天我给大家讲的是一夹一顶的方法加工细长轴。首先平端面，打中心孔，最好是两头打中心孔，但不能同时把两头的中心孔打出来。由于细长轴本身的刚性差，故在车削过程中过程中会常常出现以下问题：1在切削过程中，工件受热会产生弯曲变形，甚至会使工件卡死在顶尖间而无法加工。2工件受切削力作用产生弯曲，从而引起震动影响工件的精度和表面粗糙度。3由于工件的自重、变形、振动影响工件圆柱度和表面粗糙度。4工件在高速旋转时，在离心力的作用下，加剧工件弯曲与振动。因此，切削速度不宜过高。由此可知对车削细长轴，不论对刀具，机床精度，辅助工具精度，切削用量的选择，工艺安排与具体操作技能都应有较高的要求，是一项工艺较强的综合技术。七，防止细长轴车削时振动和变形的方法防止细长轴车削时振动和变形主要采取以下几种措施。1.使用中心架支承车削细长轴，在车削细长轴时，可使用中心架来增加工件刚性。一般车削细长轴使用中心架的方法有：1）中心架直接支承在工件中间，当工件可以分段车削时，中心架支承在工件中间，这样支承，长度与直径的比值减少了一半，对细长轴的刚性可增加好几倍。在工件装上中心架之前，必须在工件毛坯中间车一段支承中心架支承爪的沟槽，沟槽表面粗糙度要细，圆柱度公差要小，否则会影响工件的精度。车削时，中心架的支承爪与工件接触处应经常加润滑油。为了是支承爪与工件保持良好的接触，也可以在支承爪与工件之间加一层纱布和研磨剂，进行研磨抱合。2）用过渡套筒支承细长轴。如果用上面支承方法车沟槽比较困难的化，可以用过渡套筒，是支承爪与过渡套筒的外表面接触，过渡套筒的两端面各装有4个螺钉，用这些螺钉顶住毛坯工件，并调整套筒的轴线与主轴旋转轴线相重合，即可车削。2.跟刀架的使用，跟刀架分两种：一种是带有两只支承爪的跟刀架，还有一种是带有三只爪的跟刀架。加工细长轴最好使用带有三个爪的跟刀架。因为三个爪的跟刀架支承的点位比较多，分布比较合理，装夹比较牢固，可以大大的减小工件的跳动，提高工件的加工质量。车削时三爪与工件表面应保持良好的接触，接触压力不宜过大，压力过大，会把工件车成“竹节形”。如果跟刀架的卡爪压力过小，甚至没有接触，那就起不到跟刀架的作用。要特别注意的是，当支承爪在加工过程中磨损以后，应及时的调整。3.减少工件的热变形伸长，车削时，由于车削热的影响，使工件随温度的升高而逐渐伸长变形，这就叫“热变形。在车削一般轴类时可不考虑热变形伸长问题，但是车削细长轴时，因为工件长，总伸长量大，所以一定要考虑热变形的影响。工件热变形伸长量计算公式：⊿L=aL⊿t式中⊿L——工件热变形伸长量（mm）；a——材料线膨胀系数（1/ºС）;L——工件的总长（mm）;⊿t——工件升高的温度（ºС）。例如；车削直径为25mm，长度为1200mm的细长轴，材料45#车削时因受到切削热的影响，使工件由原来的21ºC上升到61ºC，求这根细长轴的热变形伸长量。⊿t=61ºС-21ºС=40ºС⊿L=aL⊿t=11.59X10−6X1200X40=0.556（mm）从上计算可知，细长轴热变形伸长量是很大的，由于工件一端顶住，一端夹住，工件热变形量无法伸长，因此只能本身产生弯曲。细长轴一旦产生弯曲后，车削就很难进行下去。克服工件的热变形可采用以下措施。1）使用弹性活顶尖来适应工件热变形伸长。弹性活顶尖前面装有向心球轴承，中间装有推力球轴承承受轴向推力，尾部装有滚针轴承支承径向推力。而向心轴承和推力轴之间装有三片厚2.5mm的蝶形弹簧。当工件变形伸长时，工件推动顶尖通过向心球轴承是蝶形弹簧压缩变形。从而可达到调节工件热变形伸长的作用。工件不易弯曲，车削可顺利进行。2）保证充分的切削液，车削细长轴时，不论是低速车削还是高速车削，为了减少工件的升温而引起的热变形，提高跟刀架、刀具的使用寿命和工件的加工质量。3）刀具应经常保持锋利，以减少车刀与工件的摩擦发热。4．合理选择车刀的几何形状。车削细长轴时，由于工件刚性差，车刀的几何形状对工件的震动有明显的影响。1）为了减少径向切削力，车刀的主偏角尽量采用90º～93º。2）为了减小切削力和切削热，应选择较大的前角20º～25º.3）车刀前面应磨有R1.5～3的断屑槽，使切屑卷曲折断。4）选择正刃倾角，取λ=3º，使切削留量流向待加工表面，并使卷削效果良好。5）为了减小径向切削力，刀尖半径应磨有0.3mm的圆弧。倒楞0.1mm。粗车时主轴转速选择300～350。进给量0.2～0.3mm。切削深度1.5～2mm。精车时主轴转速500～600。进给量0.08～0.12mm。切削深度0.5mm左右。6）外圆车成后，可以把长度量好后切一刀，但不要直接切断，需调头切断。切断时要在车床主轴孔内镶上一固定套，把轴穿进套筒内切断。7）存放，不要横放在工件箱内，应有专用的工件箱竖直存放。