细长轴加工工艺分析 - 图文

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引言

细长轴的加工是车削中比较棘手的问题，原因是细长轴刚性差，在加工中极容易变形，使零件的误差增大，不易保证零件的加工质量。细长轴在机诫系统中运用比较广泛，一根轴的加工质量会直接影响到机器的正常运转。临钢在加工备件细长轴过程中，发现该轴的加工特点，零件的装夹，刀具的合理选用及切削用量等方面做一些探讨和分析。我们在实践中，经过不断摸索，采用各种车削装置：如三支承块跟刀架、弹性活络顶针、垫块、托架支承：车削中采用反向进给车削，配合以最佳的刀具几何参数、切削用量、等一系列有效措施。提高了超细长轴的刚性，满足了加工要求。使的加工的超细长轴效果良好，表面粗糙度达到Ra3.2以上，锥度误差在工件全长4m中仅0.04mm，椭圆度为0.01mm，弯曲度仅为0.15mm。且工效大大提高

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第一章 细长轴的概念及技术参数 1.1细长轴的概念

先介绍一下什么叫细长轴，通常轴的直径与长度之比大于7细叫长轴，大于即L/d≥25的轴称之为超细长轴。

2.细长轴刚性较差，在加工过程中因床及刀具事业者多因素等影响，工件易产生，弯曲腰鼓形，多角形，糖糊芦形等等缺陷，特别是磨削加工中一般尺寸占差，表面粗糙度又要求较高，又因磨削时工件一般要求谇火式调质等热处理要求，磨削时的切削热更容易引起工件变形等等，因此如何解决好上述的问题，便成了加工超细长轴关键问题。

1.2细长轴的主要技术参数

图1为细长轴零件图，尺寸及精度（mm）：φ20±0.05，φ25±0.05；形状精度要求：φ25外圆的圆柱度公差为0.05mm；位置精度要求：两φ20±0.0.5外圆的同轴度公差为0.03mm。

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第二章 细长轴变形的原因及措施

2.1 细长轴变形的原因分析

在加工过程中，由于中间工艺过程控制不当而造成细长轴弯曲变形，虽然床的工作台上校正，但效果仍不理想，究其原因有以下几点：（1）切削中工件受热产生变形，甚至会使工件卡死在顶尖间而无法加工；（2）细长轴本身刚性差，工件受削力作用而弯曲，从而引起振动，影响工件精度和表面粗度；（3）工件高速旋转时，在离心力作用下，会加剧弯曲振动。因此，车削细长轴的关键技术是解决加工

工

件

的

弯

曲

变

形

问

题

。

2.2控制细长轴变形的主要措施 1．加工前的准备工作 （1）校直工作 （2）加工前呸料必须进行校直 2. 工件装夹

（1）粗车时，采用一夹一顶装夹，并用中心、架辅助支承；精车时，采用两顶尖安装工件，并用跟到架辅助支承。

（2）在卡盘夹紧工件的卡爪面垫入?4×20mm钢丝，夹入长度为15～20mm，如图2-1所示，使工件与卡爪之间为线接触。

（3）在尾座装置弹性活络顶针，当工件发生弯曲变形或受热膨胀时，顶针能作一定的轴向位移。

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图3. 跟到架，中心架的使用调整

跟带架固定在床鞍上，要求每个支承爪都能与轴保持相同的间隙，并能自由移动，使用时需对各支承爪与工件的间隙，并注油润滑。

中心架支承爪的圆弧要与工件外行圆弧等，在低速运转中，每个支承爪与外圆保持相同的微小间隙，并作自由移动，使用时注意注油润滑和调整。

4. 工件轴线与车床主轴相同与两顶尖装夹工件削轴类零件相同，工件轴线与车床主轴需同 轴。

5．机床间隙调整

调整机床主轴全跳动量不大于0.01mm，床身导轨在水平面和垂直面不大于0.04mm。大.中.小滑板与导轨之间的间隙合适。 6 . 跟刀架结构

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。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F'r，使工件贴住在跟刀架的两个支承爪上。但是实际使用时，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

2-1

工

件

装

夹

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件上下、左右都不能移动，车削时稳定，不易产生振动。因此车超细长轴时一个非常关键的问题是要应用三个爪跟刀架，结构如图2所示。

图2 跟刀架

1）为使跟刀架保持良好的刚性，配备有三只支承块(材料为QT60-2)，使其与工件研磨后紧密贴合。跟刀架支承块与工件表面接触不良，留有间隙，易造成工件中心偏离旋转中心，从而产生多边形。应合理选用跟刀架结构，正确修磨支承块弧面，使其与工件良好接触。切削运行时呈滑动配合，使工件保持在切削旋转轴线上。 （2）在调整和修磨跟刀架支承块后，如接刀不良，使第二次和第一次进给的径向尺寸不一致，引起工件全长上出现与支承块宽度一致的周期性直径变化，在切削中出现轻度竹节形。可通过调节上侧支承块的压紧力，使支承块与工件保持良好接触：通过调节中拖板手柄，改变切削浓度或减少车床大拖板和中拖板间的间隙：从而加以消除。

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