车削细长轴
1、细长轴的加工特点
通常认为在机械中做旋转运动的、长度大于直径的圆柱零件,叫做轴;
而长度为直径20倍以上的轴,叫做细长轴。
车削细长轴和一般轴类相比,又有其特点,例如加工35x4095或10x1300毫米细长轴时,它们毛坯的直径与长度之比达1:100、1:150左右,工件的刚性很差,给切削加工带来困难,不易获得良好的表面光洁度及几何精度。
以下简单介绍几种加工细长轴的方法,如果使用得当,可以获得比较满意的加工结果。
2、工件装夹方法的改进
2.1、在卡盘的每只卡爪下面横向垫入4x20毫米的钢丝,夹入长度为15~2毫米,使工件与卡爪之间的夹持转变为线接触,避免工件被卡爪夹死,如图1.
图1 细长轴工件的装夹
2.2、在尾座上改用弹性顶针,以使在工件受到切削热而膨胀伸长时,顶针能轴向压缩,避免工件弯曲变形。
3、跟刀架结构的改进
3.1普通车床跟刀架的两个支撑块,与工件的接触面小,刚性差,不能满足高速切削细长轴的要求,如改用图2所示结构的跟刀架,就可获得比较好的效果。
图2 车削细长轴的跟刀架
这种跟刀架配备三只支撑块,用角耐磨的QT60-2球墨铸铁制成。
支撑
块的圆弧R,应经粗车后与工件外圆研磨,宽度B大于工件直径,一般取B=(1.2~1.5)D。
车削时,工件外圆被夹持在刀具和三个滑配合的支撑块之间,组成两对径向压力,限制工件上下,左右移动,只能绕轴线旋转,故而能有效底减少切削振动和工件的变形。
3.2、除了装置跟刀架外,还可根据工件长度,在工件下面垫放不等距的木块(在切削中随放随取,保证托板正常进给),如图3所示,木块直接放在床身上,其厚度以能轻微拖牢工件为宜,木块制成半圆弧凹坑,运转时加机油润滑。
这种垫块还具有消振作用。
另外对直径较小的细长轴,还可采用托架支承如图4所示。
图3 车削细长轴的垫块
图4 车削细长轴的托架
4、细长轴的车削方法及车刀
4.1细长轴的车削方法
车削细长轴,在上述夹紧方式下,应采用反向进给车削,以使工件受轴向力后,能向弹性顶尖处伸缩图5,减小车削变形。
4.2细长轴车刀
4.2.1粗车刀及其特点
a、主偏角较大,以使径向力P
v 减小,轴向分力P
x
增大,从而减小切削振
动和弯曲变形;
b、前角γ
=15~20°,以使切削轻快;
c、断削槽磨成R2.5~4mm,有良好的卷削作用,并增大实际切削前角图6.
图5 反向进给车削
刀片:牌号YT15,型号A117;刀杆:45钢,调质HB220~250
图6 细长轴粗车刀
4.2.2精车刀及其特点
a、具有较大的前角,刃口无倒棱,切削较快,切削呈铝箔纸状;
b、切削刃宽度为进给量的1.3倍以上,可修光工件表面;
c、有1°301~2°的负刃倾角,反向进给时可使切削向待加工表面一侧
排出;
d、切削刃必须研磨平直,光洁度在▽8以上图7。
5、切削用量及加工效果
粗车:
切削速度 v=32m/min
进给量 s=0.3~0.35mm/r
切削深度 t=2~4mm
精车:
切削速度 v=1.5m/min
进给量 s=12~14mm/r
切削深度 t=0.02~0.05mm
采用上述切削用量的加工效果:光洁度可达▽7以上,全长4m的工件圆锥误差仅0.04mm,椭圆度0.01mm,弯曲度0.15mm。
刀片:W18Cr4V,热处理HRC63~66;刀杆:弹性刀排
图7 细长轴精车刀。