切削細長(cháng)軸怎么防抖
[2017-07-17]
一、細長(cháng)軸的定義:
當工件長(cháng)度跟直徑直比大于20~25倍(L/d>20~25)時(shí),稱(chēng)為細長(cháng)軸。
二、由于細長(cháng)軸本身剛性差(L/d值愈大,剛性愈差),在車(chē)削過(guò)程中會(huì )出現以下問(wèn)題:
1、工件受切削力、自重和旋轉時(shí)離心力的作用,會(huì )產(chǎn)生彎曲、振動(dòng),嚴重影響其圓柱度和表面粗糙度。
2、在切削過(guò)程中,工件受熱伸長(cháng)產(chǎn)生彎曲變形,;車(chē)削就很難進(jìn)行,嚴重時(shí)會(huì )使工件在頂尖間卡住。
因此,車(chē)細長(cháng)軸是一種難度較大的加工工藝。雖然車(chē)細長(cháng)軸的難度較大,但它也有一定的規律性,主要抓住中心架和跟刀架的使用、解決工件熱變形伸長(cháng)以及合理選擇車(chē)刀幾何形狀等三個(gè)關(guān)鍵技術(shù),問(wèn)題就迎刃而解了。
三、使用中心架支承車(chē)細長(cháng)軸
在車(chē)削細長(cháng)軸時(shí),可使用中心架來(lái)增加工件剛性。一般車(chē)削細長(cháng)軸使用中心架的方
法有:
1、中心架直接支承在工件中間 當工件可以分段車(chē)削時(shí),中心架支承在工件中間,
這樣支承,L/d值減少了一半,細長(cháng)軸車(chē)削時(shí)的剛性可增加好幾倍。在工件裝上中
心架之前,必須在毛坯中部車(chē)出一段支承中心架支承爪的溝槽,表面粗糙度及圓柱
度誤差要小,否則會(huì )影響工件的精度。車(chē)削時(shí),中心架的支承爪與工件接觸處應經(jīng)
常加潤滑油。為了使支承爪與工件保持良好的接觸,也可以在中心架支承爪與工件
之間加一層砂布或研磨劑,進(jìn)行研磨抱合。
2、用過(guò)渡套筒支承車(chē)細長(cháng)軸 用上述方法車(chē)削支承承中心架的溝槽是比較困難
的。為了解決這個(gè)問(wèn)題,可加用過(guò)渡套筒的處表面接觸,見(jiàn)圖(9?2)。過(guò)渡套筒
的兩端各裝有四個(gè)螺釘,用這些螺釘夾住毛坯工件,并調整套筒外圓的軸線(xiàn)與主
軸旋轉軸線(xiàn)相重合,即可車(chē)削。
四、使用跟刀架支承車(chē)細長(cháng)軸
跟刀架固定在床鞍上,一般有兩個(gè)支承爪,跟刀架可以跟隨車(chē)刀移動(dòng),抵消徑向切
削時(shí)可以增加工件的剛度,減少變形。從而提高細長(cháng)軸的形狀精度和減小表面粗糙度。
從跟刀架的設計原理來(lái)看,只需兩只支承爪就可以了(圖9--4),因車(chē)刀給工件的
切削抗力F`r,使工件貼住在跟刀架的兩個(gè)支承爪上。但是實(shí)際使用時(shí),工件本身有一個(gè)向下重力,以及工件不可避免的彎曲,因此,當車(chē)削時(shí),工件往往因離心力瞬時(shí)離開(kāi)支承爪、接觸支承爪而產(chǎn)生振動(dòng)。如果采用三只支承爪的跟刀架支承工件一面由車(chē)刀抵住,使工件上下、左右都不能移動(dòng),車(chē)削時(shí)穩定,不易產(chǎn)生振動(dòng)。因此車(chē)細找軸時(shí)一個(gè)非常關(guān)鍵的問(wèn)題是要應用三個(gè)爪跟刀架。
五、減少工件的熱變形伸長(cháng)
車(chē)削時(shí),由于切削熱的影響,使工件隨溫度升高而逐漸伸長(cháng)變形,這就叫“熱變形”。
在車(chē)削一般軸類(lèi)時(shí)可不考慮熱變形伸長(cháng)問(wèn)題,但是車(chē)削細長(cháng)軸時(shí),因為工件長(cháng),總
伸長(cháng)量長(cháng),所以一定要考慮到熱變形的影響。工件熱變形伸長(cháng)量可按下式計算。
△L=aL△t
式中 a?材料線(xiàn)膨脹系數,1/℃;
L?工件的總長(cháng),mm;
△t?工件升高的溫度,℃。
常用材料的線(xiàn)膨脹系數,可查閱有關(guān)附錄表。
例 車(chē)削直徑為25mm,長(cháng)度為1200mm的細長(cháng)軸,材料為45鋼,車(chē)削時(shí)因受
切削熱的影響,使工件由原來(lái)的21℃上升到61℃,求這根細長(cháng)軸的熱變形伸長(cháng)量。
解 已知L=1200mm;△t=61℃-21℃=40℃;查表知,45鋼的線(xiàn)膨脹系數a=11.59?10-6 1/℃
根據公式(9.5)得:
△L=aL△t=11.59?10-6?1200?40=0.556mm
從上式計算可知,細長(cháng)軸熱變形伸長(cháng)量是很大的。由于工件一端夾住,一端頂住,
工件無(wú)法伸長(cháng),因此只能本身產(chǎn)生彎曲。細長(cháng)軸一旦產(chǎn)生彎曲后,車(chē)削就很難進(jìn)
行。減少工件的熱變形主要可采取以下措施:
1、使用彈性回轉頂尖 用彈性回轉頂尖加工細長(cháng)軸,可有較地補償工件的熱變形伸長(cháng),工件不易彎曲,車(chē)削可順利進(jìn)行。
2、加注充分的切削液 車(chē)削細長(cháng)軸時(shí),不論是低速切削還是高速切削,為了減少工件的溫升而引起熱變形,必須加注切液充分冷卻。使用切削液還可以防止跟刀架支承爪拉毛工件,提高刀具的使用壽命和工件的加工質(zhì)量。
3、刀具保持銳利 以減少車(chē)刀與工件的摩擦發(fā)熱。