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細長軸加工工藝設計

2016-9-13 來源：山（shān）東常林機械（xiè）集團股份有限公司作者：顏春（chūn）峰張學春

摘（zhāi）要：在車床車削加工細長軸（zhóu）時，應采取適當合理的加（jiā）工方法來保（bǎo）證零件的加工精度、零（líng）件的使用性能，以便達到圖紙的設計要求。

關鍵詞（cí）：細長軸（zhóu）兩爪（zhǎo）跟刀架螺（luó）紋回轉頂尖

長度與直徑之比大於25 倍的軸稱為細長軸。隨著機械行業的發展，在機械機構中細長軸的應用越來越廣泛（fàn），但其（qí）長徑比較大，在加工過程中具有一定的難度，在車削過程中會出現以下問題：

（1）工件受切削力、自重和旋轉時離心力的作（zuò）用（yòng），會產（chǎn）生彎曲、振動、嚴重影響其圓柱度和表（biǎo）麵粗糙度。

（2）在切削過程中，工件受熱伸長（zhǎng）產生彎曲變形（xíng），車削就很難進行，嚴重時會使工件在頂尖間卡住。

在日常工作中，由於（yú）沒有專用設備或專用工裝夾具來此類細長軸的工（gōng）件進行加（jiā）工製作，所（suǒ）以隻能用普通車床車削加工。

圖1 細（xì）長軸零件示意圖

圖1 是材料為45# 鋼的一種細長軸零件圖。零件直徑φ6.3mm,總長480mm（包含工（gōng）藝（yì）部分），長徑比達70,其外圓的尺寸（cùn）精度、形位公差、及（jí）表麵粗糙度的要求較高（gāo），在切削中容易彎曲、變形、振動、出現（xiàn）錐度的發生。

1、傳統加（jiā）工方案

圖2

1.1 技術方案

（1）傳統（tǒng）的加工工藝（yì）我們采取一夾（jiá）一頂(如圖2 所示)，利用三爪跟刀架加工，這種加工方法加工起來工件的表麵粗糙（cāo）度太高，有時有積屑瘤，已加工麵容易被切屑拉毛，切削時易產生振動。

（2）用兩頂尖夾裝細長（zhǎng）軸，能保證工件同軸度,但剛性差，易產生振動；精度不容易控製，經常會出現大（dà）小頭，很難達到圖紙要（yào）求。

1.2 原因分析

上述兩種加工方法單向（xiàng）受力、剛（gāng）性差、工件易產生振（zhèn）動、刀具安裝不（bú）合理、切削方向正（zhèng）常走刀、不易加工細長軸。

1.3 采（cǎi）取方法

可以使用兩爪（zhǎo）跟刀架把外（wài）來切削力抵消掉（diào）或者合理安裝（zhuāng）刀具，使刀具更（gèng）加合理，改變（biàn）切削方向也可以消除一部分（fèn）外力引起的變形振動。

2、實施方法

采用螺紋（wén）回轉頂尖如圖（3）所（suǒ）示（shì），拉製（zhì）切削反向走刀，兩爪跟刀架通過反複試（shì）製切削，同樣能加工出合（hé）格的產品，以便提（tí）高工（gōng）作效率。

1.三爪自定心卡盤；2.兩爪（zhǎo）跟刀架；3.刀具；4.工件（jiàn）；5.螺帽；6.螺紋回轉頂尖

圖3

在車削時用螺紋回轉頂（dǐng）尖拉（lā）緊工件反向走刀，用此方法加工（gōng）細長（zhǎng）軸類工件，能（néng）解決（jué）加工過（guò）程中由於切削（xuē）熱而產（chǎn）生的線膨脹和徑向切削力。

（1）由原來的一（yī）夾一頂（dǐng），回轉頂件尖通過增（zēng）加5、6（如圖3 所示），在加工過程中螺紋回轉（zhuǎn）頂尖拉緊工件，調整後將螺母背緊（jǐn），使（shǐ）工件受一個（gè）軸（zhóu）向力和切削力PX 方向一（yī）致的拉力，使（shǐ）工件繃緊不致被甩彎。

通過采用一夾一拉的方式（shì），使工件始終處於拉緊狀態（tài），解決了切削時產生的變形問題。

（2）跟刀架。在切削細長軸時，使用跟刀架是必要的，所以如何使用好跟刀架也很關（guān）鍵。兩爪跟刀架其兩爪軸線夾角大於90°，約為100°，而（ér）三爪跟刀架的三爪軸（zhóu）線的夾角均為90°。在正常的切削過程中（zhōng）通過我的實踐經驗認為（wéi），使用三爪跟（gēn）刀架沒有必要，使用好兩爪跟刀架，同樣能夠（gòu）車削（xuē）出合格的細長軸。車削時每次走刀前要在靠近卡盤一端車（chē）出跟刀架位置，這（zhè）一段直徑要（yào）與跟刀架的架子爪互研。

（3）仔細要調（diào）整好機床，要（yào）使尾座與（yǔ）主軸軸線同軸，溜板間（jiān）隙調整恰當等。

（4）車削時刀具要保持銳利、分粗精車進行，加注充分的（de）冷卻液。

（5）刀具（如圖4）。刀具材料選用YW1 硬質合金刀頭（tóu），或YT15，主偏角為75~93。粗車刀的幾何（hé）參數為：前角25~35°，後角8°，主偏角75~93°，副偏角45°，刃傾角取正（zhèng）值，rε=0.1~0.2mm,R=2~3mm 。精車用寬刃精車（chē）刀，刃口磨削要平整，刀具安裝（zhuāng）中心對準（zhǔn）主軸旋轉中心。