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  • 浅谈细长轴车削加工方法

     在机械加工过程中,有很多轴类零件的长径比L/d>25。在切削力、重力和顶尖顶紧力的作用下, 横置的细长轴很容易弯曲甚至失稳, 因此, 车削细长轴时必须改善细长轴的受力问题。 加工方法: 采用反向进给车削, 选用合理的刀具几何参数、切削用量、拉紧装置和轴套式跟刀架等一系列有效措施。

          一、车削细长轴产生弯曲变形的因素分析 
    火狐体育娱乐下载      在车床上车削细长轴采用的传统装夹方式主要有两种,这里主要说说一夹一顶安装。

    火狐体育娱乐下载      通过实际加工分析,车削引起细长轴弯曲变形的原因主要有:

          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PY及切向切削力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。

    火狐体育娱乐下载      2、切削热产生的影响

          加工产生的切削热,会引起工件热变形伸长。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。     
    火狐体育娱乐下载  二、提高细长轴加工精度的措施

          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。

    火狐体育娱乐下载      采用跟刀架和中心架,虽然能够增加工件的刚度,基本消除径向切削力对工件的影响。但还不能解决轴向切削力把工件压弯的问题,特别是对于长径比较大的细长轴,这种弯曲变形更为明显。因此可以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,

          2、采用合理的车削方法

          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。

          3、合理地控制切削用量

          切削用量选择的是否合理,对切削过程中产生的切削力的大小、切削热的多少是不同的。

          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。

    火狐体育娱乐下载      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。

          提高切削速度有利于降低切削力。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。

          4、选择合理的刀具角度

    火狐体育娱乐下载      为了减小车削细长轴产生的弯曲变形,要求车削时产生的切削力越小越好,而在刀具的几何角度中,前角、主偏角和刃倾角对切削力的影响最大。

          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=13°~17°。

    火狐体育娱乐下载      主偏角(kr) 其大小影响着3个切削分力的大小和比例关系。在60°~75°范围内。在车削细长轴时,一般采用大于60°的主偏角。

          刃倾角(λs)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。在车削细长轴时,常采用正刃倾角0°~+10°,以使切屑流向待加工表面


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