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看德國工匠如何完爆細長軸車削

發布時間:2021年2月9日上午8:21

我們都知道細長軸難加工,細長軸剛性差,車削時產生的受力、受熱變形較大,很難保證細長軸的加工質量要求。今天就來看看德國工匠如何車削細長軸的。
通過采用合適的裝夾方式和先進的加工方法,選擇合理的刀具角度和切削用量等措施,可以保證細長軸的加工質量要求。
細長軸在加工中是最常見的問題

1、熱變形大。細長軸車削時熱擴散性差、線膨脹大,當工件兩端頂緊時易產生彎曲。

2、剛性差。車削時工件受到切削力、細長的工件由于自重下垂、高速旋轉時受到離心力等都極易使其產生彎曲變形。

3、表面質量難以保證。由于工件自重、變形、振動影響工件圓柱度和表面粗糙度。

看德國工匠如何完爆細長軸車削

如何提高細長軸的加工精度

1、選擇合適的裝夾方法

1)雙頂尖裝夾法。采用雙頂尖裝夾,工件定位準確,容易保證同軸度。但用該方法裝夾細長軸,其剛性較差,細長軸彎曲變形較大,而且容易產生振動。因此只適宜于長徑比不大、加工余量較小、同軸度要求較高、多臺階軸類零件的加工。

2)一夾一頂的裝夾法。在該裝夾方式中,如果頂尖頂得太緊,除了可能將細長軸頂彎外,還能阻礙車削時細長軸的受熱伸長,導致細長軸受到軸向擠壓而產生彎曲變形。另外卡爪夾緊面與頂尖孔可能不同軸,裝夾后會產生過定位,也能導致細長軸產生彎曲變形。因此采用一夾一頂裝夾方式時,頂尖應采用彈性活頂尖,使細長軸受熱后可以自由伸長,減少其受熱彎曲變形;同時可在卡爪與細長軸之間墊入一個開口鋼絲圈,以減少卡爪與細長軸的軸向接觸長度,消除安裝時的過定位,減少彎曲變形。

3)雙刀切削法。采用雙刀車削細長軸改裝車床中溜板,增加后刀架,采用前后兩把車刀同時進行車削。兩把車刀,徑向相對,前車刀正裝,后車刀反裝。兩把車刀車削時產生的徑向切削力相互抵消。工件受力變形和振動小,加工精度高,適用于批量生產。

4)采用跟刀架和中心架。采用一夾一頂的裝夾方式車削細長軸,為了減少徑向切削力對細長軸彎曲變形的影響,傳統上采用跟刀架和中心架,相當于在細長軸上增加了一個支撐,增加了細長軸的剛度,可有效地減少徑向切削力對細長軸的影響。

5)采用反向切削法車削細長軸。反向切削法是指在細長軸的車削過程中,車刀由主軸卡盤開始向尾架方向進給。這樣在加工過程中產生的軸向切削力使細長軸受拉,消除了軸向切削力引起的彎曲變形。同時,采用彈性的尾架頂尖,可以有效地補償刀具至尾架一段的工件的受壓變形和熱伸長量,避免工件的壓彎變形。

2、選擇合理的刀具角度為了減小車削細長軸產生的彎曲變形,要求車削時產生的切削力越小越好,而在刀具的幾何角度中,前角、主偏角和刃傾角對切削力的影響最大。細長軸車刀必須保證如下要求:切削力小,減少徑向分力,切削溫度低,刀刃鋒利,排屑流暢,刀具壽命長。從車削鋼料時得知:當前角γ0增加10°,徑向分力Fr可以減少30%;主偏角Kr增大10°,徑向分力Fr可以減少10%以上;刃傾角λs取負值時,徑向分力Fr也有所減少。

1)前角(γ0)其大小直接著影響切削力、切削溫度和切削功率,增大前角??梢允贡磺邢鹘饘賹拥乃苄宰冃纬潭葴p小,切削力明顯減小。增大前角可以降低切削力,所以在細長軸車削中,在保證車刀有足夠強度前提下,盡量使刀具的前角增大,前角一般取γ0=150° 。車刀前刀面應磨有斷屑槽,屑槽寬B=3.5~4mm, 配磨 br1=0.1~0.15mm,γ01=-25°的負倒棱,使徑向分力減少,出屑流暢,卷屑性能好,切削溫度低,因此能減輕和防止細長軸彎曲變形和振動。

2)主偏角(Kr) 車刀主偏角Kr是影響徑向力的主要因素,其大小影響著3個切削分力的大小和比例關系。隨著主偏角的增大,徑向切削力明顯減小,在不影響刀具強度的情況下應盡量增大主偏角。主偏角Kr=90°(裝刀時裝成85°~88°),配磨副偏角Kr'=8°~100°,刀尖圓弧半徑γS=0.15~0.2mm,有利于減少徑向分力。

3)刃傾角(λs)傾角影響著車削過程中切屑的流向、刀尖的強度及3個切削分力的比例關系。隨著刃傾角的增大,徑向切削力明顯減小,但軸向切削力和切向切削力卻有所增大。刃傾角在-10°~+10°范圍內,3個切削分力的比例關系比較合理。在車削細長軸時,常采用正刃傾角+3°~+10°,以使切屑流向待加工表面。

4)后角較小a0=a01=4°~60°,起防振作用。

合理地控制切削用量切削用量選擇的是否合理,對切削過程中產生的切削力的大小、切削熱的多少是不同的。因此對車削細長軸時引起的變形也是不同的。粗車和半粗車細長軸切削用量的選擇原則是:盡可能減少徑向切削分力,減少切削熱。

車削細長軸時,一般在長徑比及材料韌性大時,選用較小的切削用量,即多走刀,切深小,以減少振動,增加剛性。

1)背吃刀量(ap)。在工藝系統剛度確定的前提下,隨著切削深度的增大,車削時產生的切削力、切削熱隨之增大,引起細長軸的受力、受熱變形也增大。因此在車削細長軸時,應盡量減少背吃刀量。2)進給量(f)。進給量增大會使切削厚度增加,切削力增大。但切削力不是按正比增大,因此細長軸的受力變形系數有所下降。如果從提高切削效率的角度來看,增大進給量比增大切削深度有利。3)切削速度(v)。提高切削速度有利于降低切削力。這是因為,隨著切削速度的增大,切削溫度提高,刀具與工件之間的摩擦力減小,細長軸的受力變形減小。但切削速度過高容易使細長軸在離心力作用下出現彎曲,破壞切削過程的平穩性,所以切削速度應控制在一定范圍。對長徑比較大的工件,切削速度要適當降低。

滾珠絲杠螺母副的安裝調試注意事項
滾珠絲杠螺母副僅用于承受軸向負荷。徑向力、彎矩會使滾珠絲杠副產生附加表面接觸應力等不良負荷,從而可能造成絲杠的永久性損壞。因此,滾珠絲杠螺母副安裝到機床時,應注意:
(1)滾珠螺母應在有效行程內運動,必須在行程兩端配置限位,避免螺母越程脫離絲杠軸,而使滾珠脫落。
(2)由于滾珠絲杠螺母副傳動效率高,不能自鎖,在用于垂直方向傳動時,如部件重量未加平衡,必須防止傳動停止或電機失電后,因部件自重而產生的逆傳動,防止逆傳動方法可用:蝸輪蝸桿傳動、電動制動器等。
(3)絲杠的軸線必須和與之配套導軌的軸線平行,機床兩端軸承座的中心與螺母座的中心必須三點成一線。
(4)滾珠絲杠螺母副安裝到機床時,不要將螺母從絲杠軸上卸下來。如必須卸下來時,要使用輔助套,否則裝卸時滾珠有可能脫落。
(5)螺母裝入螺母座安裝孔時,要避免撞擊和偏心。
(6)為防止切屑進入,磨損滾珠絲杠螺母副,可加裝防護裝置如折皺保護罩、螺旋鋼帶保護套等,將絲杠軸完全保護起來。另外,浮塵多時可在絲杠螺母兩端增加防塵圈。

直線滾動導軌安裝調試注意事項
(1)安裝時輕拿輕放,避免磕碰影響導軌的直線精度。
(2)不允許將滑塊拆離導軌或超過行程又推回去。若因安裝困難,需要拆下滑塊時,需使用引導軌。
(3)直線滾動導軌成對使用時,分主、副導軌副,首先安裝主導軌副,設置導軌的基準側面與安裝臺階的基準側面緊密相貼,緊固安裝螺栓,然后再以主導軌副為基準,找正安裝副導軌副。找正是指兩根導軌副的平行度、平面度。最后,依次擰緊滑塊的緊固螺栓。



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