细长轴的车削方法与所用刀具

四、细长轴的车削方法与所用刀具

1.用大主偏角车刀车削

车削细长轴时，由于工件刚性差，车刀的几何形状对工件的弯曲变形和振动有明显影响，选择时应注意以下几点。

（1）车刀的主偏角是影响径向力的主要因素，在不影响刀具强度的情况下，应尽量加大车刀主偏角，一般取κ_r=80°～93°。

（2）为了减小切削力和切削热，应选择较大的前角，取γ_o=15°～30°。

（3）车刀前刀面应磨有R（1.5～3）mm的断屑槽，使切屑卷曲折断。

（4）选择正的刃倾角，一般取λ_s=3°～10°，使切屑流向待加工面。

（5）为了减小径向力，刀尖圆弧半径应磨得较小一些（r_ε＜0.3mm）。倒棱的宽度也不宜大。

如图8-10所示是大主偏角精车刀，适用于精车L/D＜50的细长轴，切削平衡，振动减小，可得到较好的表面质量及加工精度。装夹时，刀尖应略高于工件中心（0.3～0.5）mm。

图8-10　大主偏角精车刀

2.对刀车削法

把车床中拖板改装成前后两个刀架，如图7-11所示，前刀架正装一把刀具，后刀架反装另一把刀具，两刀架由螺距相同而螺旋方向相反的螺杆带动进刀、退刀。用这种方法，两把车刀的径向切削力相互抵消，使切削稳定，减小了工件的弯曲变形。

图8-11　对刀车削（1）

如图8-12（a）所示为另一种结构的对刀车削法，适用于车削直径较小的L/D＞30的细长小轴。该工具直接安装在方刀架上，将一端经过车削的冷拉圆钢由导套中穿过车刀1和车刀2，再经过导孔板，夹在卡盘中便可进行车削，粗车刀1的刀刃向下，精车刀2的刀刃向上。

如图8-12（b）所示为粗车刀结构，前角γ_o=25°～30°，后角α=8°～10°，并磨有圆弧形过渡刃，修光刃宽（2～2.5）mm。车削细长轴时，若采用一夹一顶的装夹方法，为克服工件受热后无法伸长而产生弯曲，后顶尖常采用弹性顶尖。如图8-13所示为一种弹性顶尖，当工件发生膨胀而轴向伸长时，使顶尖压缩弹簧作补偿性移动，从而避免了工件的弯曲变形。

图8-12　对刀车削（2）

图8-13　弹性顶尖

如图8-14所示是另一种结构的弹性回转顶尖。由圆柱滚子轴承和滚针轴承承受径向力，推力球轴承承受轴向力。在推力球轴承和深沟球轴承之间放置两片碟形弹簧。当工件受热变形伸长时，带动顶尖使碟形弹簧压缩。

图8-14　弹性回转顶尖

注意：由于这种顶尖是弹性的，不能承受较大的径向切削力，所以，只能在有跟刀架支承时用于反向车削细长轴，不适用于正向车削加工。

3.反向车削法

采用反向进给车削，使工件受轴向力后，向弹性顶尖伸缩，减少弯曲变形。三爪卡盘的卡爪与工件之间垫入准4mm×20mm的钢丝形成线接触，起万向调节作用，避免卡爪夹死而产生弯曲变形。如图8-15（a）所示。

刀具的主偏角为75°，磨出大前角（γ_o=15°～20°）、小后角（α=3°），并有宽（0.2～0.3）mm、-3°的倒棱，可减少切削力。如图8-15（b）所示。

精车时，可采用宽刀弹性可调节刀排，用低速大进给量进行切削，如图8-15（c）所示。切削刃宽度应大于进给量，一般取B=（1.3～1.5）f。

图8-15　反向车削