1、國家職業資格全國統一鑒定（國家職業資格2級）車 工論文題目: 細長軸加工工藝的探索_編號：_ _細長軸加工工藝的探索摘要：細長軸的車削加工是機械車削加工中比較常見的一種加工方式。由于細長軸直徑與長度的比值較大，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。通過采用合適的裝夾方式和先進的加工工藝，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，本人根據多年的生產實踐，對細長軸的加工工藝進行了探索。關鍵詞：細長軸車削 加工工藝探索與工藝的分析 正文：一、零件工藝分析圖樣（見圖一）上要求加工的零件為某型號產品的細長軸，該零件細頭直徑為(15±0.0

2、5 mm)，長度為300mm，根部R2mm圓弧過渡，大徑為(20±0.05 mm)，長度為100mm，零件材料為45#鋼料。根據零件加工性能分析，加工該零件時，選擇CA6140臥式車床進行車削加工。在加工細長軸時，首先對零件的裝夾、刀具裝夾及切削進給量需進行合理的改進及調整，在加工過程中才能保證其精度要求。二、 引起細長軸產生彎曲變形的因素在車床上車削細長軸采用的傳統裝夾方式主要有兩種：一種方式是細長軸的一端用卡盤夾緊，另一端用車床尾架頂尖支承(一夾一頂);另一種方式是細長軸的兩端均由頂尖支撐(雙頂尖裝夾)。通過研究分析，車削引起細長軸彎曲變形的原因主要有：1) 切削力導致變形在車削

3、過程中，產生的切削力可以分解為軸向切削力PX、徑向切削力PY及切向切削力PZ。不同的切削力對車削細長軸時產生彎曲變形的影響是不同的。徑向切削力PY的影響徑向切削力是垂直作用在通過細長軸軸線水平平面內的，由于細長軸的剛性較差，徑向力容易把細長軸頂彎，使其在水平面內發生彎曲變形.徑向切削力對細長軸彎曲變形的影響較大。軸向切削力PX的影響軸向切削力是平行作用在細長軸軸線方向上的，它對工件形成一個彎矩。對于一般的車削加工，軸向切削力對工件彎曲變形的影響并不大，可以忽略。但是由于細長軸的剛性較差，其穩定性也較差，當軸向切削力超過一定數值時，將會把細長軸壓彎而發生縱向彎曲變形。2) 切削熱產生的影響車削加

4、工產生的切削熱，會引起工件熱伸長。由于在車削過程中，卡盤和尾架頂尖兩者之間的距離是固定不變的。這樣細長軸受熱后的軸向伸長量受到限制，導致細長軸受到軸向擠壓而產生彎曲變形。由此可以看出，提高細長軸的加工精度問題，實質上就是控制工藝系統的受力及受熱變形的問題。三、 提高細長軸加工精度的措施在細長軸加工過程中，為提高其加工精度，要根據不同的生產條件，采取不同的措施，以提高細長軸的加工精度。1) 選擇合適的裝夾方法在車床上車削細長軸采用的兩種傳統裝夾方式中，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.因此只適宜于安裝長徑比不大、

5、加工余量較小、同軸度要求較高的工件。加工細長軸通常采用一夾一頂的裝夾方式。如圖2所示，但是在該裝夾方式中，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，如圖3，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。 圖2圖32) 直接減少細長軸受力變形采用跟刀架和中心架采用一夾一頂的裝夾方式車削

6、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。采用軸向拉夾法車削細長軸采用跟刀架和中心架，雖然能夠增加工件的剛度，基本消除徑向切削力對工件的影響。但還不能解決軸向切削力把工件壓彎的問題，特別是對于長徑比較大的細長軸，這種彎曲變形更為明顯。因此可以采用軸向拉夾法車削細長軸。如圖4，軸向夾拉車削是指在車削細長軸過程中，細長軸的一端由卡盤夾緊，另一端由專門設計的夾拉頭夾緊，夾拉頭給細長軸施加軸向拉力。 圖4在車削過程中，細長軸始終受到軸向拉力，解決了軸向切削力把細長軸壓彎的問題。同

7、時在軸向拉力的作用下，會使細長軸由于徑向切削力引起的彎曲變形程度減小;補償了因切削熱而產生的軸向伸長量，提高了細長軸的剛性和加工精度。采用反向切削法車削細長軸，如圖5。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。 圖5采用雙刀車削細長軸，改裝車床中滑板，在中滑板后端加裝一個X軸方向用的小滑板，然后把后刀架裝在小滑板上，這樣就可以在加工過程中利用后刀架的小滑板來調整后車刀在車削時的進給量，采用

8、前后兩把車刀同時進行車削。如圖6兩把車刀，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。圖63) 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。切削深度(t) 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，應盡量減少切削深度。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

9、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。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。4) 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。前角() 其大小直接著影響切削力、切削溫度和切削功率.增大前角，可以使被切削金屬層的塑性變形程度減小，切削力明顯

10、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=15°。主偏角(kr) 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，切向切削力在60°90°時卻有所增大。在60°75°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，一般采用大于60°的主偏角。刃傾角(s)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。四、結束語細長軸的車削加工是機械加工中比較常見的一種加工方式。由于細長軸剛性差，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。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。通過改進裝夾方法，采用雙刀車削細長軸，在車削過程中，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,引起的彎曲變形程度減少；補償了因切削熱而產