锥形细长轴的车削加工

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细长轴的直径和长度之比(l/d)一般都大于20，车削时机床—工件—刀具工艺系统的刚性较差，工件极易弯曲且产生振动，特别是加工锥形部分刚度更差。另外，由于细长轴热扩散性差，切削过程中切削热使工件产生的线膨胀，也会使工件容易产生腰鼓形、麻花形、竹节形等缺陷，不易获得满意的表面粗糙度及几何精度。因此车削锥形细长轴时，关键是要提高工艺系统的刚度，这对刀具、机床、辅助工具和工艺方法均有较高要求。

1.工件2.衬套3.叉形支承4.转塔5.车刀柄6.轴7.螺钉8.u形板9.螺柱10.平板
图3锥形部分的装夹及车削示意图

如图1所示，细长轴的材料为45钢。由于长径比大，表面精度要求较高，锥形部分的车削难度较大，采用常规的加工方法很难满足质量要求。通过分析，设计人员制定了合理的工艺方案，有效避免了在加工圆柱外圆时受切削力影响产生的弯曲变形，增强了在加工锥形部分时工件的刚度，减小了加工过程中的振动，提高了锥形细长轴的加工质量，取得了良好的加工效果。

细长轴外圆的车削在加工工件的f6-0.03外圆时，采用图2所示的装夹方法安装工件，为减小车削时工件的振动和弯曲变形，加工过程中采用了反向走刀的加工方法。首先在工件3的外圆上套一开口钢丝圈1，使工件与卡爪间成线接触(钢丝圈起万向调节的作用)，伸入卡盘用卡爪夹紧。在工件的另一端钻一圆柱孔作顶尖孔，以使顶尖与圆柱孔成线接触，消除工件旋转时的蹩劲现象；尾座顶尖采用有伸缩性的弹簧顶尖4，这样工件可轴向伸缩，补偿切削热引起的膨胀。同时，跟刀架2配备三个支承爪，底部采用弹簧支承爪，支承爪的支承面与工件研配。切削过程中跟刀架三个支承爪与车刀组成两对径向压力，以平衡车削时产生的径向力。车刀主偏角k=75°～90°，前角g=15°～20°，并磨制圆弧形切削槽，以减小背向切削力，增大轴向切削力。锥形部分的车削锥形部分的车削需对卧式车床的转塔和横刀架进行改造(见图3)。在横刀架上固定一块平板10，在平板10上以螺柱9为旋转中心安装一块可转动的u形板8，根据细长轴锥形部分的锥度将其旋转至要求后用螺钉7固定在平板10上。在u形板8上固定一根轴6，车刀柄5以其有衬套的孔在轴6上滑动。同时，在转塔4上固定一个叉形工件支承3，工件1通过叉形支承3的衬套2进入叉内，叉的内侧开有槽，车刀通过槽进入叉内进行车削。由于刀柄5也是固定在转塔4上的，当转塔4向机头推进时，车刀便将进入叉内的细长轴车成了图示的锥形