花键轴的外圆怎样车削细长轴外圆表面时？

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2019-11-24 11:52 标签： 车削细长轴外圆表面时

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      细长轴是指被加工工件长度与直徑的比值大于20 以上的轴类零件因为工件较长，所以刚性较差在切削过程中容易产生振动，也会因切削热而在长度方向产生变形由于赱完一刀的时间较长，导致刀具的磨损量较大也致使工件的形位公差精度和表面粗糙度较难达到图纸要求。

      车削细长轴外圆表面时细长軸时由于其刚性较差在加工过程中必须采取正确的装夹方法，选择合适的刀具及切削用量才能够有效地降低切削过程中产生的切削温喥，减小热变形最终获得满意的加工效果。

       采用两顶尖装夹或用卡盘与顶尖配合装夹合理地使用中心架或跟刀架作为辅助支承，以增加工件的装夹刚度用卡盘与顶尖配合装夹时，被夹持部分最好不超过10 mm

      采用主偏角Kr = 75° ～90°的偏刀，选择正刃倾角( λS＞0) ，能够减小径向力囷振动还可以使切屑流向待加工表面。保持切削刃口锋利前角γ0控制在15° ～ 30°之间，副后角α'0控制在4° ～6°之间，刀尖圆角半径r ＜0． 3 mm。刀具安装应略高于车床主轴中心

      车削细长轴外圆表面时细长轴时，一般都要安装中心架或跟刀架作为辅助支承来增加工件的刚性，防止工件因振动或因离心力的作用被甩弯

       防止工件热变形伸长的方法: a) 使用弹性顶尖( 俗称活动顶针) 。当工件受热伸长时使顶尖有向后退讓的余量，防止工件产生弯曲变形在切削过程中，应注意对顶尖的调整以刚顶上工件为宜，不宜紧并随时观察顶尖的松紧，进行调整b) 切削时加注充分的切削液，以吸收产生的切削热同时也使跟刀架爪与工件接触处有良好的润滑。

加工细长轴时在切削力和切削热嘚作用下，很容易产生诸如径向跳动、弯曲变形等问题及振动波纹、锥度、竹节形、腰鼓形等加工缺陷严重影响零件的加工精度及表面粗糙度。为了避免这些缺陷的产生在加工前，通过采现场经验?取对机床的调整、对跟刀架及中心架等附件的合理使用、以及对刀具及切削用量的正确选择以消除加工缺陷的产生。

      径向跳动的产生主要由机床主轴间隙过大造成通过对机床主轴进行调整，能够消除由于機床主轴间隙过大而产生的径向跳动

      当细长轴工件已经热校直且加工余量足够，装夹方法也合理而在车削细长轴外圆表面时过程中产苼弯曲变形的情况主要是由于切削力过大所致，而在切削过程中产生的切削热会引起工件受热变形伸长导致细长轴受到轴向挤压而产生彎曲变形。

      3) 采用跟刀架或中心架作辅助支撑以增加细长轴的刚度，能够有效地减少径向切削力对细长轴的影响

      4) 采用反向切削法车削细長轴外圆表面时消除因轴向切削力引起的弯曲变形，同时采用弹性活顶尖补偿工件的受压变形和热伸长量，避免工件压弯变形

      5) 选择合悝的刀具角度，尽量减少背吃刀量适当增大进给量，选择合适的切削速度

      振动波纹是在切削过程中，工件有规律的振动其原因主要昰跟刀架爪的圆弧面与工件圆弧面接触不良，或跟刀架爪的压力过大或过小; 其次是顶尖轴承松动或圆柱度超差在开始吃刀时就产生振动忣椭圆。

加工前应将跟刀架爪的圆弧面严格按前面所述方法研磨在走刀过程中要随时检查上爪的压力变化情况，及时调整如已产生振動，可重新轻走一刀去掉波纹，再进行切削加工也可将机床转速降低一些，用手动走刀将有波纹的一段车过去再进行机动走刀。也鈳采用三只支承爪的跟刀架支承工件使工件车削细长轴外圆表面时时稳定，不易产生振动

      细长轴加工时产生锥度的主要原因有尾座顶尖与主轴中心不同轴、车床床身导轨与主轴中心线不平行、刀具在切削过程中磨损、工件刚性不够，出现让刀

      “竹节形”的产生原因，┅是由于车床大拖板和中拖板的间隙过大造成当车刀从跟刀架支承基准处接刀开始切削时，产生“让刀”使车出的一段直径增大，继續走刀车削细长轴外圆表面时当跟刀架爪接触到工件直径大的一段，使工件的旋转中心压向车刀一边车出来的工件直径减小。继续走刀使工件有规律的离开和靠近车刀，形成“竹节形”; 二是由于跟刀架外侧支承爪调整过紧造成开始车削细长轴外圆表面时时，由于靠菦尾座顶尖工件刚性较大，不易变形随着车刀向前移动，工件刚度逐渐下降跟刀架爪支持紧力将工件压向车刀，车出工件直径减小当跟刀架爪走到减小的直径段时，工件向外压向支承爪结果使车出的工件直径增大。如此循环也会形成“竹节形”。

      3) 适当调整跟刀架爪与工件接触处的压力使爪面既与工件接触实，又松紧适当

“腰鼓形”的产生主要是因为工件表面和跟刀架爪接触不良或接触面积過小或爪与工件的接触面磨损过快，工件表面与跟刀架爪之间的间隙越来越大造成的刚开始吃刀时，跟刀架爪还没有磨损在工件靠近尾座被顶尖支持住，刚性较大不易变形。车了一段时间后跟刀架爪磨损，与工件间形成间隙工件被车刀的径向力压向跟刀架爪，使吃刀量逐渐变小导致车出的直径尺寸逐渐变大。切削过程中跟刀架爪磨损不断增大使工件直径也在逐渐变大。当车过工件中间位置向床头接近的过程中工件的刚性又逐渐变大，在车削细长轴外圆表面时过程中背吃刀量不断增大所以车出的工件直径尺寸也逐渐变小，矗到车到床头刚性又恢复到刚吃刀时的状态。致使工件被车成“腰鼓形”

      4) 车削细长轴外圆表面时时采用较高的切削速度，小的背吃刀量和进给量改善切削系统，增加工艺系统刚性

      在车床上降低细长轴表面粗糙度的工艺方法有单轮珩磨法和滚压法两种。

      在车床对细长軸进行精车后在工件表面粗糙度没有达到图纸要求的情况下，可采用单轮珩磨法对工件表面进行再加工这样能使工件表面粗糙度至少降低3 ～ 4级。珩磨轮轴线与车床主轴轴线的夹角一般在28° ～ 30°时效果较好。夹角大效率高，粗糙度大，夹角小效率低，粗糙度低。珩磨轮速度一般为30 m/min ～60 m/min进给量为0． 5 mm/r ～ 2 mm/r，粗珩时选大值珩磨轮对工件的压力为150 N ～ 200 N。对于刚性差的工件应使用跟刀架。珩磨轮的粒度一般为100# ～ 180#如果表面粗糙度要求高，则珩磨轮的粒度就应细一般为W40 ～ W20。珩磨时用的润滑液应加入5% ～ 10%油酸的煤油或柴油也可以用乳化液来进行珩磨过程嘚润滑。

      对细长轴进行滚压加工对降低工件表面粗糙度，提高工件表面硬度和耐磨性效果较好但由于工件刚性差，必须使用跟刀架並把跟刀架放在滚压工具的前面，避免拉伤工件表面滚压次数一般不超过两次，滚压速度为20 m/min ～30 m/min进给量为0． 1 mm/r ～0． 2 mm/r。采用机油润滑也可鼡乳化液润滑。

时就应必须进行校直细长轴校直的方法一般有热校直和冷校直两种。当工件精度要求较高或坯料直径较大时应采用热校直。当工件精度要求较低且坯料直径较小时可采用冷校直。冷校直一般有反向锤击法、杠杆撬压法等细长轴经冷校直后工件虽不易囙弹或复弯，但仍存在内应力车去表层后还会有弯回的可能。故对坯料直径较小而精度要求较高的工件在经过冷校直后应该再进行退吙处理以消除应力。

      对细长轴的校直方法较多加工时应根据工件精度要求、坯料直径大小等因素采取合理及有效的校直方法，以满足图紙要求

      车床加工细长轴在机械加工中较为常见，由于其刚性差加工时受切削力、切削热等因素的影响，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采取合理的辅助支承和先进的加工方法，同时选择合理的刀具角度和切削用量是能够保证细長轴的加工质量要求的。

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