指导教师：
2013 年
月
日
I
合肥通用职业技术学院毕业论文
摘要
通过分析细长轴加工各关键技术问题对细长轴加工的影响， 找到改进方法， 从而提高 细长轴加工的精度，保证合格率。
关键字： 细长轴 技术问题 加工精度
II
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目录
摘要...............................................................................................................................................II 目录..............................................................................................................................................III 引言................................................................................................................................................1 第 一 章 第 二 章 细长轴加工的特点..................................................................................................2 引起细长轴产生弯曲变形的原因..........................................................................3
因此可以看出， 提高细长轴的加工精度问题， 实质上就是控制工艺系统的受力及受热变形的问题。
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第 三 章
提高细长轴加工精度的措施
3.1 增加细长轴的刚性，减小车削时的振动
3.1.1 选择合适的装夹方法
（1）两顶尖装央定位准确，容易保证工件轴度要求。但该方法车削刚性较差，要求顶 紧力适当，否则弯曲变形大，而且极易产生振动。只适宜于长度与直径比不很大，加工余 量小，需要多次以两顶尖孔定位来保证同轴度要求的工件加工。 （2）一端用卡盘夹紧，另一端用顶尖顶紧顶尖顶得太紧，工件切削时变热伸长变阻， 将引起轴变形弯曲；顶尖顶得太松，则稳定性差，另外，顶尖孔与装夹基面往往不同轴， 会形成装夹的过定位而使工件弯曲。此时．可在三爪卡盘与工件问垫入—个开口钢丝圈， 使工件与卡爪成线接触，使细长轴在自由状态下定位夹紧，不会产生内应力。此外，后顶 尖还可以采用弹性活顶尖，使工件变热伸长时不变阻，以减少弯曲变形 （3） 一夹一拉装夹细长轴在车削过程中工件始终受到轴向拉力， 因切削热而产生的轴 向伸长量，可用后尾座手轮进行调整，这是加工细长轴比较理想的一种装夹方法
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第 一 章
细长轴加工的特点
细长轴是机器上的重要零件之一． 用来支配机器中的传动零件， 使传动零件有确定的 工作位置， 并且传递运动和转矩。 当轴的长度与直径之比Ｌ／Ｄ＞２５时， 轴称为细长轴。 “车工怕杆。钳工怕眼’ ’是人们熟悉的口头语。也就是说，由于细长轴的加工精度要求 高，但细长轴本身的结构特点使之刚性差、振动大，所以加工起来存在一定的难度。其加 工特点如下： （1）细长轴刚性很差。在车削加工时，如果装夹不当，很容易因切削力及重力的作用 而产生弯曲变形，从而引起振动，降低加工精度和表面粗糙度。 （2）细长轴的散热性差。在切削热的作用下。工件轴向尺寸会变热伸长，如果轴的两 端为固定支承，则会因变挤而产生弯曲变形，甚至会使工件卡死在顶尖间而无法加工。 （3）工件高速旋转时，在离心力作用下，加剧工件弯曲与振动。 （4）细长轴轴向尺寸较长，加工时一次给所需时间长。
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（4）刀具应经常保持锐利状态，以减小刀具与工件的摩擦发热。
3.3 采用适当的车削方法
3.1.2 使用中心架和跟刀架
（1）当工件可分段车削时，中心架直接支承在工件中间。采用这种支承，长度与直径 之比可以减少一半，相当于减少了轴与支承跨距，细长轴的刚度可以增加几倍，能有效防 止轴加工时的绕曲变形(见图 3-1)。 （2）跟刀架固定在床鞍上，一般有两个支承爪，跟刀架可以跟随车刀移动，抵消径向 切削时可以增加工件的刚度，减少变形。从而提高细长轴的形状精度和减小表面粗糙度。
合 肥 通 用 职 业 技 术 学 院
毕 业 设 计 论 文
题 目： 细长轴车削加工关键技术问题研究
系
别：
机 械 工 程 系
专
业：
机 械 制 造 与 自 动 化
学
制：
三
年
姓
名：
杜文秋
学
号：
2 9 1 0 0 1 4 3
指导教师：
张
文
群
二零一三年四月九日
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指导教师评语及成绩：
3.1 增加细长轴的刚性，减小车削时的振动.......................................................................5 3.1.1 选择合适的装夹方法.............................................................................................5 3.1.2 使用中心架和跟刀架.............................................................................................5 3.2 减小热变形伸长影响.......................................................................................................6 3.3 采用适当的车削方法.......................................................................................................7 3.4 适当的控制切削用量.......................................................................................................7 3.5 选择合理的刀具角度.......................................................................................................8 总结..............................................................................................................................................10 参考文献......................................................................................................................................11
径向切削力是垂直作用在通过细长轴轴线水平平面内的， 由于细长轴的刚性较差， 径 向力将会把细长轴顶弯，使其在水平面内发生弯曲变形.径向切削力对细长轴弯曲变形的 影响(见图 1)。
图 1 一夹一顶装夹方式及力学模型
2.1.2 轴向切削力 Px 的影响
轴向切削力是平行作用在细长轴轴线方向上的， 它对工件形成一个弯矩。 对于一般的 车削加工，轴向切削力对工件弯曲变形的影响并不大，可以忽略。但是由于细长轴的刚性 较差，其稳定性也较差，当轴向切削力超过一定数值时，将会把细长轴压弯而发生纵向弯
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曲变形(如图 2)。
图 2 径向切削力的影响及力学模型
2.2 切削热产生的影响
车削加工产生的切削热，会引起工件热伸长。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。
2.1 切削力导致变形..............................................................................................................3 2.1.1 径向切削力 Pz 的影响...........................................................................................3 2.1.2 轴向切削力 Px 的影响.......................................................................................... 3 2.2 切削热产生的影响...........................................................................................................4 第 三 章 提高细长轴加工精度的措施..................................................................................5