细长轴车削加工过程都有哪些缺陷缺点

2021-01-11 17:01:39 字数 5837 阅读 9201

1楼:济宁钛浩机械****

1、由于细长轴的刚性差,这样细长的工件由于其自身的重量会出现下垂的现象,所以在进行高速地旋转时,由于其受到离心力和车削时受到的车削力,所以很容易产生细长轴弯曲变形的现象,出现的弯曲情况越严重,在车削时产生的振动就会越大,其表面的精度就难以得到有效地保证;

2、在进行车削加工时会产生很大的热量,由于产生的热量很难得到扩散,而且其线的膨胀度很大,所以在两端顶的很紧的时候就极容易产生弯曲变形的现象;

3、细长轴的车削加工需要操作人员具有很高的技术加工水平,还需要很细心的操作,如果在加工时某一个环节的操作不当,就容易出现问题,例如径向跳动、波纹现象、弯曲并且产生竹节现象等这些加工疵病,所以细长轴的加工对加工机床的调整、刀具及辅具的应用和切削用量都提出了很严格的要求;

4、在对细长轴进行装夹操作时,由于轴向顶紧力的作用,使得零部件在装夹的时候已经产生弯曲变形的现象,这样就在加工的时候影响了工件的尺寸和形状精度;

5、在车削加工的过程中,由于车削力挤压和牵引导致的工件出现弯曲变形的现象,在细长轴进行车削的过程中,其产生的切削力分解成为背向力、切削力和进给力三种,产生的不同的切削力对加工细长轴时出现弯曲变形现象的影响是不相同的。背向力是与进给运动方向的力是垂直的,其主要作用在机床工艺系统的刚性最差的方向,使地工件在水平面就产生弯曲变形。进给力是由于细长轴的刚性太差导致的弯曲变形的现象。

在加工变形的零件时,其在高速的旋转状态,因为离心力的作用,使得变形加剧从而引起机床振动。

细长轴的车削特点是什么?细长轴的先进车削方法有哪些

2楼:济宁钛浩机械****

1.细长轴的加工特点

(1) 车削时产生的径向切削力会使工件弯曲,引起振动,影响加工精度和表面粗糙度。

(2) 工件的自重、变形和振动,会影响工件圆柱度和表面粗糙度。

(3) 工件高速旋转时,在离心力的作用下变形,加剧了工件的弯曲和振动。

(4) 产生的切削热会导致工件轴向伸长变形,使工件发生弯曲,影响加工质量。

2.车削细长轴应注意的问题

细长轴车削在机械加工中较为常见,由于其刚性差,加工难度较大。如果能够采用正确的切削方法,选择合适的刀具及切削用量,有效地装夹定位工件,就能够有效地降低切削温度、减少热变形,最终获得满意的加工效果。

由于细长轴的特点和技术要求,在高速车削时,易产生振动、多棱、竹节、圆柱度差和弯曲等缺陷。要想顺利地把它车好,必须全面注意工艺中的问题。

“车工怕车杆”。这句话反映出车削细长杆的难度。由于细长轴的特点和技术要求,在高速车削时,易产生振动、多棱、竹节、圆柱度差和弯曲等缺陷。

要想顺利地把它车好,必须全面注意工艺中的问题。

1 机床调整

车床主轴与尾座两中心线的连线与车床大导轨上下左右必须平行,允差应小于o.02mm。

2 工件安装

在安装时,尽量不要产生过定位,用卡盘装夹一端时,不要超过10mm。

3 刀具

采用κr=75°~90°偏刀,注意副后角α'o≤4°~6°,千万不宜大。刀具安装时,应略高于中心。

4 跟刀架

在跟刀架安装好后必须进行修整,修整的方法,可采用研、铰、镗等方法,使跟刀架爪与工件接触的弧面r≥工件半径,千万不可小于工件半径,以防止多棱产生。在跟刀架爪调整时,使爪与工件接触即可,不要用力,以防竹节产生。

5 辅助支承

工件的长径比大于40时,应在车削的过程中,增设辅助支承,以防止工件振动或因离心力的作用,将工件甩弯。切削过程中注意顶尖的调整,以刚顶上工件为宜,不宜紧,并随时进行调整,防止工件热胀变形弯曲。

细长轴加工工艺都有哪些方法?

3楼:济宁钛浩机械****

工件的长度l与直径d之比大于25(即长颈比l/d>25)的轴类工件称为细长轴。细长轴刚性差,使用机床、刀具、夹具、工件的工艺系统刚性不足,切削中易产生振动变形,造成加工困难。在加工过程中,所遇到的主要问题是:

1、工件受切削抗力而产生振动和出现弯曲变形,使几何精度和表光洁度降低。

2、在切削过程中工件吸收的切削热,会导致工件产生较大的轴向线膨胀,加剧弯曲变形,增加振动,甚至使工件挤死在两顶尖之间,造成无法加工。

3、长颈比愈大,自重力愈大,工件在高转速下,产生的离心力也愈大,上下跳动也就严重影响加工质量。

4、刀具的几何角度、切削用量和加工工艺方法等选择不当,会使切削力加大,变形和振动加剧。

5、工件弯曲和振动,使车削加工必须采用较低的转速和切削深度,限制了生产效率的提高。

6、工件在径向切削力作用下,车削已加工的工件外形容易形成两端小、中间大,还易出“扎刀”现象。

7、机床调整不当,易产生锥形误差;夹具调整不当,易造成弯曲和产生“竹节形”、“菱形”等。

在生产实际中,为了确保细长轴的加工精度和表面质量,提高生产效率,采取了以下措施:

1、为了弥补细长轴的刚性不足,在车削中,应采用跟刀架,以提高工件的刚性,减少变形。

2、注意具体操作方法,有较严格的工艺要求和措施,以保证整个工艺系统的刚性,让工件获得必要的几何精度和表面光洁度。

3、采用由左至右反方向车削;减小内应力和弯曲变形,保证直线度及尺寸精度,加工效率高,适应性强。

4、合理选用切削用量,以及刀具几何角度及参数。

1、加工几何精度及表面质量要求高。采用常规加工方法都是主轴和尾座间装夹工件,两端无伸缩性,工件在切削力和热膨胀的影响下,产生内应力和弯曲变形,不易保证直线度及尺寸精度。而反方向走刀法是克服上述现象的一种方法,适于中速粗车和大走刀低速精车,并具有适应性强,对机床精度要求不高,加工效率较高等特点。

2、加工原理:反方向车削,就是从车床主轴朝尾座方向进给,车削中将工件夹紧在三爪自定心卡盘上,使被夹紧一端成为不可纵向窜动的固定点。这时,切削中产生的纵向切削沿工件轴线趋向尾座方向,由于轴向力的作用拉紧了工件,增加了工件的实际刚度,不致于出现弯曲(弓形)变形。

同时,反方向车削走刀时,采用较大的进给量,这样就增大了纵向切削力,减轻径向圆跳动及减少和消除大幅度振动,保证了被加工表面质量。

(1)改变常规加工方法装夹工件的方式,将面接触改为线接触,减少了应力变形。

(2)尾顶尖改用有伸缩性的弹簧顶尖,消除了工件由于热伸长所造成的强迫弯曲。

(3)使用三爪跟刀架,能更好地保证向心平行运动,防止细长轴车削中发颤。(注意:加工前先将跟刀架松开,然后开车吃刀。

迅速将跟刀架跟上,接触跟刀架时不退刀不停车,并且跟刀架支柱爪与轴表面的调整力度要适当,以不将轴件顶变形为适合,防止过松或过紧,跟刀架支柱爪与轴表面的接触要严密,轴、爪时润滑配合,这样切削下去,可避免细长轴形成竹节形。)

(4)由车头向尾座方向走刀切削,轴向切削力拉直工件已切削部分并推进工件待加工部分向尾座方向移动。

(5)粗车后在半精车和精车前,应对轴件再进行一次校正,将粗车中产生的顶尖孔误差和位移误差校正过来,消除内应力。

由于细长轴刚性不足,要求径向切削力越小越好。因此,对刀具要求刀刃锋利,切削轻快,排屑顺利,耐用度高。原则是在不影响刀具强度的前题下,尽量加大前角和主偏角。

常用主偏角φ=75°~90°,前角γ=28°~30°。硬质合金刀片为yt15,刀杆为45优质碳素刚。主偏角φ=75°。

其主切削刃前角γ=25°,棱前角也是25°,倒棱0.4~0.8mm,由于有倒棱和r4mm断屑槽的作用,所以有很好的断屑性能。

同时,由于刀尖角度的增大,增加了刀尖强度和散热条件。车刀主后角α=8°,倒棱0.1~0.

3mm,棱后角为-12°,这样,就增加了车刀后隙面支持在工件上的接触面积,防止了由于工件材料内部组织不均匀而产生的啃刀现象,并可消除低频率振动。

1、精车刀。刀具结构采用弹性刀杆,起到消振作用,改善切削条件,硬质合金刀片采用yt15,装刀时要使刀尖低于轴件中心0.1mm。刀刃较宽,修光刀刃8~10mm。

可保持车刀与轴件有一定的接触面积,刀刃顶着轴件进行车削,可防止车削力变化时引起啃刀的疵病。主偏角很小,以形成薄的变形小的切削,有利于提高被加工表面光洁度,前角γ=30°,使切削轻快。

选择合理的切削用量

反向车削细长轴中,对切削用量有特殊要求。要求取最大的进给量f,以增加工件轴向拉应力,防止工件大幅度振动。但切削用量的选择受到加工表面几何形状误差的限制,通常选择的次序为:

先取最大的进给量,其次取最大被吃刀量ap,最后取最大的切削速度v。实践证明,当工件长度与直径之比为40~120时,若v=40m/min,f最好取0.35~0.

5mm/r;若v=45~100m/min,f取0.6~1.2mm/r为宜。

在实际操作中切削用量选择:粗车时,切削速度为50~60m/min,进给量为0.3~0.

4mm/r,切削深度为1.5~2mm;精车时,切削速度为60~100m/min,进给量为0.08~0.

12mm/r,切削深度为0.5~1mm。

(一)由于细长轴本身刚性差(l/d值愈大,刚性愈差),在车削过程中会出现以下问题:

1、工件受切削力,自重和旋转时离心力的作用,会产生弯曲,振动,严重影响其圆柱和表面粗糙度。

2、在切削过程中,工件受热伸长产生弯曲变形 ;车削就很难进行,严重时会使工件在顶尖间卡珠。因此,在车削细长轴是一种难度较大的加工工艺。虽然在车削细长轴的难度较大,但也有一定的规律性,主要抓住中心架、跟刀架的使用,解决工件热变形伸长以及合理选择车刀几何形状等三各关键技术,问题就迎刃而解了。

(二)使用中心架支承车细长轴。

在车削细长轴时,可使用中心架来增加工件刚性。一般在车削细长轴使用的方法有:

1、中心架直接来支承工件中间 当工件可以分段车削时,中心架支承在工件中间,这样支承,l/d减少了一半,细长轴车削时的刚性可增加好几倍。在工件装上中心架之前,必须在毛坯中部车出一段支承爪的沟槽,表面粗糙度及圆柱度误差要小,否则会影响工件的精度。车削时,中心架支承在工件中间与工件接触处应经常加润滑油。

为了使支承爪与工件保持良好的接触,也可以在中心架支承爪与工件之间加一层砂布或研磨剂,进行研磨抱合。

2、用过渡套筒支承车细长轴 用上述方法车削支承中心架的沟槽是比较困难的。为了解决这个问题,可加用过渡套筒的表面接触。过渡套筒的两端各装有四个螺钉,用这些螺钉套筒外圆的轴线与主轴旋转线重合,即可车削。

3、使用跟刀架支承车削细长轴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。从而提高细长的型状精度和减小表面粗糙度。从跟刀架的设计原理来看,只需两只支承爪就可以了,因车刀给工件的切削抗力fr,使工件贴住在跟刀架的两各支承爪上。

但实际使用时,工件本身有一个向下重力,以及工件不可避免的弯曲,因此,当车削时,工件往往因离心力瞬时离开支承爪,接触支承爪而产生振动。如果采用三只支承爪的跟刀架支承工件一面由车刀抵住,使工件上下,左右都不能移动,车削时稳定,不易产生振动。因此车削细长轴时一个非常关键的问题是要应用三爪跟刀架。

4、车削时,由于切削热的影响,使工件随温度而逐渐伸长变形,这就叫“热变,在车削一般轴类可不考虑热变形伸长的问题,但是车削细长轴时,因为工件伸长量长,所以一定要考虑热变形的影响。

细长轴热变形伸长量式是很大的。由于工件一端夹住,一端顶住,工件无法伸长,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。减少工件的热变形主要可采取以下措施:

1)使用弹性回转顶尖,用弹性回转顶尖加工细长轴,可由较地补偿工件的热变形伸长,工件不易弯曲,车削可顺利进行。

2)加注充分的切削液。车削细长轴时,不论是低速切削还时高速切削,为了减少工件的温度升高而引起的热形变,必须加注切削液充分冷却。使用切削液还可以防止跟刀架支承爪拉毛工件,提高刀具的使用寿命和工件的加工质量。

3)刀具保持锐利。以减少车刀与工件的摩擦发热。

切削液的选用:

1、粗车时,为了减少跟刀架与工件外圆的摩擦,减少温度升高,在车削过程中应采用柴油加入10%机油的混合液进行润滑和冷却。

2、精车时,为了提高表面粗糙度ra,使切削轻快,使用豆油40%,机油30%,柴油30%混合液或植物油进行充分的润滑冷却。从而保证尺寸精度的控制,车削出合格的工件。

综上所述,加工细长轴是一种难度较大的加工工艺,但通过采用上述一系列方法,从工件装夹支撑,到采用合理选择车刀几何形状等关键技术,解决了工件的表面质量和热变形伸长,保证了机床——刀具——夹具——工件的工艺系统刚性。

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