工人們常說:鉗工怕鉆眼，車工怕車桿。車工怕車桿就是指車細(xì)長(zhǎng)軸。因?yàn)榧?xì)長(zhǎng)軸工件的細(xì)長(zhǎng)比大，剛性差，切削中易熱脹變形和振動(dòng);連續(xù)切削時(shí)間長(zhǎng)，刀具磨損量大，致使工件形位精度和表面粗糙度不容易達(dá)到圖樣要求，可見車削細(xì)長(zhǎng)軸是難掌握的加工技術(shù)。
易產(chǎn)生彎曲與振動(dòng)因?yàn)榧?xì)長(zhǎng)軸的長(zhǎng)徑比大，剛性很差，車削時(shí)如果裝夾不當(dāng)，很容易因切削力及重力的作用而發(fā)生彎曲變形，從而產(chǎn)生振動(dòng)，影響加工精度和表面粗糙度。熱變形大由于軸向尺寸大且散熱性差，在切削熱的作用下，會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)大的線膨脹。如果軸的兩端為固定支承，則工件會(huì)因受熱膨脹而擠壓變形。當(dāng)軸高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，這種彎曲引起的離心力會(huì)進(jìn)一步加大軸的變形。 刀具磨損大由于細(xì)長(zhǎng)軸軸向尺寸大，進(jìn)給量較小，走刀所用時(shí)間很長(zhǎng)，刀具磨損大，工件容易產(chǎn)生錐度。
對(duì)操作者的技能要求高在細(xì)長(zhǎng)軸整個(gè)車削過程中，對(duì)機(jī)床的調(diào)整、輔具的應(yīng)用、刀具與切削用量等都提出了嚴(yán)格的要求。如某一環(huán)節(jié)處理不當(dāng)，都可能影響加工精度。
長(zhǎng)期以來，“跟刀架車削法”、“反向車削法”等加工方法是我國(guó)解決細(xì)長(zhǎng)軸車削的傳統(tǒng)加工模式。近些年來，隨著工業(yè)生產(chǎn)中對(duì)與細(xì)長(zhǎng)軸類零件需求的增加，特別是航天用的鋁基復(fù)合材料的細(xì)長(zhǎng)螺桿、機(jī)床用高精度的傳動(dòng)絲杠等，對(duì)細(xì)長(zhǎng)軸的加工提出了更高的要求。于是國(guó)內(nèi)許多學(xué)者專家對(duì)細(xì)長(zhǎng)軸的加工進(jìn)行了深入研究，并提出了很多改進(jìn)辦法。針對(duì)細(xì)長(zhǎng)軸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，現(xiàn)在大多采用大進(jìn)給量反向切削的方法以消除軸向切削力所引起的彎曲變形。但采用此法，應(yīng)對(duì)工件的裝火方法、刀具、火具等方面作如下改進(jìn):機(jī)床的調(diào)整細(xì)長(zhǎng)軸的加工過程需要使用床身導(dǎo)軌的全部或大部分，因此機(jī)床本身的精度對(duì)加工效率、質(zhì)量有著相當(dāng)重要的影響。首先，檢驗(yàn)車床尾座套筒中心與主軸旋轉(zhuǎn)中心是否在同一中心線上，就車床導(dǎo)軌而言不能產(chǎn)生高低不平或橫向水平位移;其次，檢驗(yàn)調(diào)整主軸間隙，使主軸旋轉(zhuǎn)平穩(wěn)，大、中、小滑板配合間隙適當(dāng);然后要求床身導(dǎo)軌平直不能出現(xiàn)凸凹現(xiàn)象。跟刀架與中心架是車削加工細(xì)長(zhǎng)軸時(shí)不可缺少的輔具。
輔具的正確使用對(duì)保證切削加工的順利進(jìn)行和提高工件的加工質(zhì)量起著重要作用。普通車床上的跟刀架有兩個(gè)支承塊，與工件接觸面小，剛性差，不能滿足高速切削細(xì)長(zhǎng)軸的要求。改用帶有二個(gè)弧面支承塊的跟刀架，支承塊的軸心線互成900。每個(gè)支承塊用較好的耐磨HT200 灰鑄鐵制造，因?yàn)檫@種材料的磨損較小能保證加工精度，不會(huì)研傷工件表面，能提高工件表面的光潔度，同時(shí)可注入冷卻液。支承塊弧面與工件的配合間隙應(yīng)控制在0.02~0.03mm 范圍內(nèi)，并目與工件接觸良好。保證支承塊對(duì)工件的作用力在其半徑方向，并通過軸心線。這樣使工件上、下、左、右的移動(dòng)受到限制，只能繞軸線旋轉(zhuǎn)，有效地減少車削振動(dòng)和工件的變形。采用具有摩擦消振裝置的中心架，來消除車削時(shí)的振動(dòng)，從而提高加工時(shí)的精度。
在切削過程中，由十工件溫度的升高，會(huì)產(chǎn)生熱伸長(zhǎng)。在沒有彈簧頂尖或不及時(shí)調(diào)整頂尖的支承力的情況下，會(huì)引起工件的彎曲變形。故機(jī)床的尾座上頂尖應(yīng)采用彈簧頂尖，同時(shí)還要注意細(xì)長(zhǎng)軸頂尖孔的質(zhì)量.輔助托架采用可調(diào)節(jié)的輔具，除中心架、跟刀架可靠地支承工件外，視工件的長(zhǎng)度定，在工件下面放置可調(diào)節(jié)式的托架。可調(diào)節(jié)托架一方面能托牢工件，另一方面還有消振作用。隨著現(xiàn)代制造技術(shù)的高度發(fā)展，對(duì)機(jī)械產(chǎn)品精度的要求也越來越高，無論機(jī)械加工，還是被加工的工件，在加工過程中其動(dòng)態(tài)特性對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響逐漸受到重視。模態(tài)分析已經(jīng)成為研究細(xì)長(zhǎng)軸車削時(shí)振動(dòng)變形特點(diǎn)的主要手段，振型曲線揭示了細(xì)長(zhǎng)軸的振動(dòng)變形規(guī)律。
影響細(xì)長(zhǎng)軸車削加工質(zhì)量的因素很多，其動(dòng)特性很復(fù)雜，很難從某一方向的研究得到完美的解釋，因此研究?jī)?nèi)容和方法也各有不同。振動(dòng)是細(xì)長(zhǎng)軸車削中的主要難題，然而這方面的理論研究卻很少，一方面是因?yàn)榉蔷€性切削動(dòng)力學(xué)的復(fù)雜性;另一方面數(shù)據(jù)采集也是一個(gè)難題。
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