长度与直径之比大于25的轴称为细长轴,如车床上的丝杠、光杠等。由于细长轴刚性很差、车削加工时受切削力、切削热和振动等的作用和影响,极易产生变形,出现直线度、圆柱度等加工误差,不易达到图样上的形位精度和表面质量等技术要求,使切削加工很困难。L/d值越大,车削加工越困难。
车削细长轴的关键技术是防止加工中的弯曲变形,为此必须从夹具、机床辅具、工艺方法、操作技术、刀具和切削用量等方面采取措施。
1、 改进工装夹方法
在车削细长轴时,一般均采用一头夹和一头顶的装夹方法,如图。用卡盘装夹工件时,在卡爪与工件之间套入一开口的风丝圈,以减少工件与卡爪轴向接角长度。在尾座上采用弹性顶尖,这样当工件受切削热而伸长时,顶针能轴向伸缩,以补偿工作的亭台形,减少工件的弯曲。
2、 采用跟刀架
跟刀架为车床的通用除件,它用来在刀具切削点附近支承工件并与刀架溜板一起作纵向移动。跟刀架与工件接触处的支承一块一般用耐磨的球墨铸铁或青铜制成,支承爪的圆弧,应移粗车后与外圆研配,以免擦伤工件,采用跟刀架能抵消加工时径向切削分力和工件自重的影响,从而减少切削振动和工件变形,但必须注意仔细调整,使跟刀架的中心与机床顶针中心保持一致。
3、 合理选用车刀的几何形状
为减少径向切削力,宜选用较大主偏角;前刀面应磨出R=1.5-3mm的断屑槽,前角一般取γ0=150-300;; 刃倾角λs取正值,使切屑流向待加工表面;车刀表面粗糙度值要小,并经常保持切削刃锋利。
4、 合理选择切削用量
车削细长轴时,切削用量应比普通轴类零件适当减小,用硬质合金车刀粗车,可按下表切削用量
工件直径/mm |
20 |
25 |
30 |
35 |
40 |
工件长度/mm |
1000-2000 |
1000-2500 |
10003-000 |
1000-3500 |
1000-4000 |
进给量/mm.r-1 |
0.3-0.5 |
0.35—0.4 |
0.4-0.45 |
0.4 |
0.4 |
切削深度ap/mm |
1.5-3 |
1.5-3 |
2-3 |
2-3 |
2.5-3 |
切削速度v/mm.s-1 |
40-80 |
40-80 |
50-100 |
50-100 |
50-100 |
-精车时,用硬质合金金车刀车削φ20φ40mm,长1000-1500mm细长轴时,可选用f=0.15-0.25mm/r,ap=0.2-0.5mm,v=60-100m/s