利用活络拉紧装置车削细长轴资料

1、广东省工人技师职务申请评 审 论 文论文题目 利用活络拉紧装置车削细长轴 姓 名： 单 位： 原技术工种名称： 申报时间： 广东省劳动和社会保障厅利用活络拉紧装置车削细长轴 摘要: 细长轴的加工是机械加工中的一大难题，但也是在机械加工中比较常用的。一般情况下，车削细长轴时，我们都采用一夹一顶的方式进行加工。但由于细长轴本身的刚度低，车削时又受到切削力，重力，切削热等因素的影响，容易产生弯曲变形以及震动，锥度，腰鼓形，竹节形等缺陷，难以保证加工精度。因此，本人通过研究分析并在实际加工中探索了一些有效的加工方法，研制了一套活络拉紧装置切削细长轴，实践证明不但可以保证长轴的精度要求，还能提高零件的生

2、产效率。关键词：细长轴 活络拉紧装置正文：一、零件工艺分析图样（见图1）上要求加工的零件为某型号产品的扭杆零件，该零件杆部直径为(15±0.05 mm)，杆部长度为386mm，根部R4mm圆弧过渡，长径比为25.8mm，直线度要求0.05mm，零件材料为45#钢料。根据零件加工性能分析，加工该零件时，选择CA6140卧式车床进行车削加工。在加工扭杆时，首先对零件的装夹、刀具装夹及切削进给量需进行合理的改进及调整，在加工过程中才能保证其精度要求。二、细长轴加工特点当工件长度与直径之比大于25(LD>25)的轴类零件称为细长轴。由于细长轴刚性差（LD值愈大，刚性愈差），在车削过程中

3、会出现以下问题：1、工件受切削力、自重和旋转式离心力的作用，会产生弯曲，振动，严重影响其圆柱度和表面粗糙度的保证。2、在切削过程中，工件受热伸长产生弯曲变形；车削就难以进行，严重时会使工件在顶尖间卡住。由此可以看出，提高细长轴的加工精度问题，实质上就是控制工艺系统的受力及受热变形的问题。一般情况下，在车床上车削细长轴的过程中，为提高其加工精度，应根据不同的生产条件，采用不同的措施，以提高细长轴的加工精度。车床上车削细长轴通常采用的两种装夹方式中：采用双顶针装夹，虽然定位准确，容易保证同轴度，但其刚性较差，细长轴弯曲变形大，而且容易产生振动，质量难以保证。另外，采用一夹一顶的装夹方式，如果顶尖顶

4、得太紧，除了可能将细长轴顶弯外，还能阻碍车削时细长轴的受热伸长，导致细长轴受到轴向挤压而产生弯曲变形。还有，卡爪夹紧面与顶尖孔可能产生不同轴，夹紧后会产生过定位，也会导致细长轴产生弯曲变形。因此，零件在装夹时需充分考虑加工过程中如何控制以几个方面的因素：（1）减少热变形伸长：在车削时，因切削热传导给工件，使工件温度升高，工件就开始伸长变形，热变形为：L=Lt式中：L热变形伸长值；材料线膨胀系数，1/，与温度和材料有关； L工件的总长，单位mm； t工件升高的温度，（2）减少震动增加细长轴的刚性；（3）减少车削时的振动。三、细长轴加工的解决办法1、装夹通过对零件的工艺性分析，为了解决细长轴加工出

5、现的质量问题在加工过程中我尝试采用了（如图2）所示的装夹方式进行加工。2、车削加工方法车削细长轴时，通常情况下，我们都会采用跟刀架和中心架，此方法虽然能够增加工件的刚度，基本消除径向力对工件的影响。但还不能够解决轴向切削力把工件压弯的问题，特别是对于长径比较大的细长轴。因此，经过多次分析研究，在细长轴的加工过程中除使用中心架及跟刀架外，本人设计了一套活络拉紧装置，并采用活络拉紧装置和三爪跟刀架配合进行车削加工。其中活络拉紧装置主要的结构（如图3）所示。零件锁紧螺母主要由锁紧螺母外套和开口弹簧夹头组成，在锁紧螺母外套d5和开口弹簧夹头d4处分别带有1：10的锥度，其结构如（图4、图5）所示，（图

6、6）为装配后的锁紧螺母。活络拉紧装置的使用：将工件装夹在卡盘上，锁紧卡盘，然后将拉紧装置放入尾座中，将开口弹簧夹头放置（图5：开口弹簧夹头）在锁紧螺母里，把锁紧螺母轻轻拧入轴8上（见图3），装入所需要加工的工件（要根据零件的大小来选择适当的弹簧夹：图6 锁紧螺母头），并根据工件长度来选择调整尾座与卡盘的距离，再拧紧锁紧螺母，利用锁紧螺母内螺纹与轴8的外螺纹的配合拉紧轴向卡盘方向移动来压缩弹簧9，弹簧9在压紧后有一个反向的张力将工件拉紧（根据工件直径可选用不同强度的弹簧进行调整）。其装夹（如图2）所示。3、跟刀架的选用：在选择跟刀架时，采用三爪跟刀架支承车削细长轴（如下图）。因为车削细长轴时使用

7、三爪跟刀架比使用两爪跟刀架效果好。增加其装夹面积，使跟刀架有足够的刚性和稳定性，把工件限制在更狭小的位置，从而减少加工中的振动和变形。 4、刀具的选择在车床上加工的各种钢料材料中，其韧性较好，特别是45#钢为优质碳素结构钢，硬度不高易车削加工。但，由于细长轴车削时刚性差，车刀的几何形状对工件的振动有明显的影响，选择采用刀具材料为YT15的硬质合金车刀，选择时，其主要几何角度要考虑一下几点：（1）车刀前角应磨成有较窄而深（R1.5 3）的断屑槽，使切屑顺利卷曲折断；后角改为O=（8° 12°） （粗车时取小值，精车时取大值），这样可以减轻加工硬化。（2）将90°主偏

8、角K，改为75°，副偏角K：（10° 20°）可以增加刀具的散热面积和增加刀尖强度。（3）为提高刀具寿命，同时将刀尖圆弧半径磨成r=0.51mm。（4）为了保证刃口有足够的强度，减少崩刃现象，将刃口修磨出负倒棱，宽度为b=0.20.5mm。4、切削参数的选择细长轴刚性差，加工过程中切削用量受到限制，车削时，为维持一定的刀具寿命，保证好的加工质量，选择低速切削：粗车时：主轴转速为 n=200300 r/min,进给量f=0.3 mm/r；半精车时：进给量f=0.150.2 mm/r；精车时：主轴转速为 n=300500 r/min，进给量f=,0.06 mm/r，背

9、吃刀量ap=0.050.08mm。5、切削注意事项在刚开始，就已经分析了，车削细长轴的过程中工件会受切削力作用影响，工件会产生振动影响表面粗糙度。因此，为消除震颤，使切削平稳，在车削细长轴时，改用反向走刀（在加工中，一般走刀都是从尾座向主轴方向车削的，俗称正向走刀），走刀的抗力方向使工件变为受拉应力，反向切削使工件受到拉伸作用，能消除震颤，使切削平稳。从而保证零件加工的表面粗糙度要求，提高零件质量。为减少工件的热伸长变形：（1）在车削细长轴时，不论是低速切削还是高速车削，为了减少工件的温升而引起热变形，必须加注充分的切削液，充分冷却；（2）刀具保持锋利，以减少车刀与工件的摩擦发热。6、加工取得的效果实践证明，采用活络拉紧装置配合三爪跟刀架车削细长轴后，零件加工过程平稳，并保证了精度要求，提高了加工效率，比用常规一夹一顶车削细长轴节约了1312的加工时间。四、结束语 通过改进装夹方式，采用活络拉紧装置车削细长轴，在车削过程中，细长轴始终受到轴向拉紧，解决了轴切削力把细长轴压弯的问题。同时，在轴向拉紧的作用下，会使细长轴由于径向切削力引起的弯曲变形程度减少；补偿了因切削热而产生轴向伸长量，提高了细长轴的刚性和加工精度。另外，采用更合理的切削刀具和切削参数，保证了扭杆的所有加工质量及形位公差要求，减少了应力集中，减少了扭