四、細(xì)長(zhǎng)軸的車削方法與所用刀具

1.用大主偏角車刀車削

車削細(xì)長(zhǎng)軸時(shí)，由于工件剛性差，車刀的幾何形狀對(duì)工件的彎曲變形和振動(dòng)有明顯影響，選擇時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)。

（1）車刀的主偏角是影響徑向力的主要因素，在不影響刀具強(qiáng)度的情況下，應(yīng)盡量加大車刀主偏角，一般取κ_r=80°～93°。

（2）為了減小切削力和切削熱，應(yīng)選擇較大的前角，取γ_o=15°～30°。

（3）車刀前刀面應(yīng)磨有R（1.5～3）mm的斷屑槽，使切屑卷曲折斷。

（4）選擇正的刃傾角，一般取λ_s=3°～10°，使切屑流向待加工面。

（5）為了減小徑向力，刀尖圓弧半徑應(yīng)磨得較小一些（r_ε＜0.3mm）。倒棱的寬度也不宜大。

如圖8-10所示是大主偏角精車刀，適用于精車L/D＜50的細(xì)長(zhǎng)軸，切削平衡，振動(dòng)減小，可得到較好的表面質(zhì)量及加工精度。裝夾時(shí)，刀尖應(yīng)略高于工件中心（0.3～0.5）mm。

圖8-10　大主偏角精車刀

2.對(duì)刀車削法

把車床中拖板改裝成前后兩個(gè)刀架，如圖7-11所示，前刀架正裝一把刀具，后刀架反裝另一把刀具，兩刀架由螺距相同而螺旋方向相反的螺桿帶動(dòng)進(jìn)刀、退刀。用這種方法，兩把車刀的徑向切削力相互抵消，使切削穩(wěn)定，減小了工件的彎曲變形。

圖8-11　對(duì)刀車削（1）

如圖8-12（a）所示為另一種結(jié)構(gòu)的對(duì)刀車削法，適用于車削直徑較小的L/D＞30的細(xì)長(zhǎng)小軸。該工具直接安裝在方刀架上，將一端經(jīng)過(guò)車削的冷拉圓鋼由導(dǎo)套中穿過(guò)車刀1和車刀2，再經(jīng)過(guò)導(dǎo)孔板，夾在卡盤中便可進(jìn)行車削，粗車刀1的刀刃向下，精車刀2的刀刃向上。

如圖8-12（b）所示為粗車刀結(jié)構(gòu)，前角γ_o=25°～30°，后角α=8°～10°，并磨有圓弧形過(guò)渡刃，修光刃寬（2～2.5）mm。車削細(xì)長(zhǎng)軸時(shí)，若采用一夾一頂?shù)难b夾方法，為克服工件受熱后無(wú)法伸長(zhǎng)而產(chǎn)生彎曲，后頂尖常采用彈性頂尖。如圖8-13所示為一種彈性頂尖，當(dāng)工件發(fā)生膨脹而軸向伸長(zhǎng)時(shí)，使頂尖壓縮彈簧作補(bǔ)償性移動(dòng)，從而避免了工件的彎曲變形。

圖8-12　對(duì)刀車削（2）

圖8-13　彈性頂尖

如圖8-14所示是另一種結(jié)構(gòu)的彈性回轉(zhuǎn)頂尖。由圓柱滾子軸承和滾針軸承承受徑向力，推力球軸承承受軸向力。在推力球軸承和深溝球軸承之間放置兩片碟形彈簧。當(dāng)工件受熱變形伸長(zhǎng)時(shí)，帶動(dòng)頂尖使碟形彈簧壓縮。

圖8-14　彈性回轉(zhuǎn)頂尖

注意：由于這種頂尖是彈性的，不能承受較大的徑向切削力，所以，只能在有跟刀架支承時(shí)用于反向車削細(xì)長(zhǎng)軸，不適用于正向車削加工。

3.反向車削法

采用反向進(jìn)給車削，使工件受軸向力后，向彈性頂尖伸縮，減少?gòu)澢冃?。三爪卡盤的卡爪與工件之間墊入準(zhǔn)4mm×20mm的鋼絲形成線接觸，起萬(wàn)向調(diào)節(jié)作用，避免卡爪夾死而產(chǎn)生彎曲變形。如圖8-15（a）所示。

刀具的主偏角為75°，磨出大前角（γ_o=15°～20°）、小后角（α=3°），并有寬（0.2～0.3）mm、-3°的倒棱，可減少切削力。如圖8-15（b）所示。

精車時(shí)，可采用寬刀彈性可調(diào)節(jié)刀排，用低速大進(jìn)給量進(jìn)行切削，如圖8-15（c）所示。切削刃寬度應(yīng)大于進(jìn)給量，一般取B=（1.3～1.5）f。

圖8-15　反向車削