细长轴车削加工教学课件

细长轴车削加工教学课件第一章细长轴车削加工概述什么是细长轴车削加工？定义与特点细轴径较轴径•长指长度与直比值大的类零件，通常长比≥10轴转径进•车削加工工件在主上旋，刀具沿特定路移动行切削•加工特点需要精确控制切削力和振动，确保几何精度广泛应用领域传•精密机械动系统传•汽车动力动部件•航空航天动力设备细长轴加工的挑战振动与变形问题精度控制难度高径导刚过产弯线圆圆长比大致性不足，加工程中容易生振动和曲变形，尤其工件几何精度要求高，包括直度、柱度、跳动等几何公差，变显终在切削力作用下更加明形会直接影响最精度表面质量保证工艺参数复杂纹热导数夹选择综虑振动会在工件表面留下波或划痕，影响表面粗糙度；切削也会切削参、具、支撑方式等工艺因素相互影响，需要合考质致工件表面量下降和精准控制细长轴车削加工的典型工件示例汽车传动轴机床主轴航空发动机轴承轴径长度可达1-2米，直50-80mm，承受精密度要求极高，跳动公差通常小于载轴扭矩荷，要求高精度和表面硬度，多

0.01mm，表面硬度高，多采用承钢采用合金钢材料制造或工具钢制造第二章车床及其主要部件介绍将详细绍结组细轴本章介车床的构成、各部件功能及其在长加工中的作用了解车床的结细轴术础工作原理和构特点，是掌握长车削加工技的基车床的基本构造床身（Bed）础较刚稳导轨导车床的基部件，具有高的性和定性，上面装有，用于支撑和向其他部件的运动主轴箱（Headstock）内轴转位于床身左端，含主和变速装置，提供工件的旋运动，是车床的动力源尾座（Tailstock）导轨位于床身右端，可沿床身移动，用于支撑长工件的右端，防止工件振动和变形车架（Carriage）横现进给包括溜板箱、向滑板和刀架，用于安装和移动刀具，实运动主轴箱详解结构组成轴计内锥兰盘盘夹•主中空设，前端有孔或法，用于安装卡或其他具轴轴组轴转刚•承系统通常采用精密承合，确保主高速旋的精度和性过级调节轴转•变速系统通齿轮变速或无变速装置，主速驱过带传驱轴转•动装置电机通皮或齿轮动动主旋常用夹持装置盘圆•三爪卡自动定心，适合形工件盘独调节圆•四爪卡立爪位，适合非形或偏心工件夹夹径•筒高精度持小直工件尾座与中心架12中心架类型与应用•固定中心架固定在床身上，支撑工件中部•随动中心架固定在车架上，随刀具移动计调节•三点支撑设，可支撑块位置径细轴•常用于长比大于10的长加工刀架与刀具刀架类型过转换•四工位刀架可装四把刀具，通旋切换换组•快刀架快速更整个刀具件带进钻铣•动力刀架动力装置，可行、等复合加工常用刀具圆圆为•外车刀加工外柱面，主偏角通常90°或75°•端面车刀加工端面，主偏角接近90°断断•切槽/切刀加工沟槽或切工件纹纹纹•螺车刀加工各类螺，刀尖角度与螺类型匹配内内内•孔车刀加工孔和腔场刀具材料特点适用合韧击断续高速钢HSS性好，易磨制，耐冲低速切削，切削质热连续硬合金硬度高，耐磨性好，耐性好高速切削，切削热陶瓷/CBN/PCD超高硬度和耐性高速精加工，特种材料加工第三章细长轴车削加工原理将讨细轴论础这选择数本章深入探长车削加工的基本原理、切削运动学和力学特性，以及振动与变形控制的理基了解些原理有助于合理加工参，提高质加工量车削基本运动主运动绕轴线转轴驱工件其旋，由主动切削速度v=πDn/1000m/min为径为转其中D工件直mm，n速r/min进给运动轴径刀具沿工件向或向移动进给速度vf=f•nmm/min为转进给为转其中f每量mm/r，n速r/min切削深度径刀具切入工件的向距离质影响切削力大小和表面量通常分粗加工大切深和精加工小切深这过质细轴别三个基本运动相互配合，共同决定了切削程的效率和量在长加工中，需要特注意控过制切削力，避免引起工件大的变形和振动主要加工参数转速n单转位r/min/分钟计算公式n=1000v/πD为为径其中v切削速度，D工件直转过过速高可能引起振动，低影响效率进给量f单转位mm/r毫米/产影响表面粗糙度和生效率细轴选择较进给长加工通常小量粗加工

0.2-

0.5mm/r，精加工

0.05-

0.2mm/r切削深度ap单位mm毫米影响切削力和切屑厚度细轴选择较长加工通常小切深粗加工1-5mm，精加工

0.2-1mm细轴时这数综虑刚进选择则证时围内长加工，三个参需要合考工件材料、性、精度要求等因素行优化一般原是保加工效率的同，控制切削力在合理范，避免工件变形和振动振动与变形控制切削参数优化支撑系统强化刀具与夹具选择选悬刚•降低切削深度，减小切削力•尾座支撑工件尾端•用短伸、高性刀杆选择进给•合适的量，避免共振•使用一个或多个中心架•刀具几何角度优化•优化切削速度，减少振动•合理布置中心架位置•使用振动阻尼刀具选择当压夹稳•使用多次小切深代替一次大切深•适的支撑力•增加持力，确保固细轴战过应稳践组振动控制是长加工的核心挑通分析振动源并采取相措施，可以有效提高加工定性和精度实中，往往需要多种方法合使用，根据实断际情况不优化第四章细长轴车削加工操作步骤将详细绍细轴夹数过本章介长车削加工的具体操作流程，从工件装到参设定，再到加工导骤质程控制，全面指实际操作掌握正确的操作步和方法，是确保加工量和安全的基础工件装夹装夹方式选择盘径较•卡-尾座支撑适用于长比大的工件盘•卡-中心架支撑适用于需要加工全长的工件•双中心支撑适用于精度要求极高的工件夹夹径细轴•筒装适用于小直长装夹注意事项检杂•查工件表面，确保无物和毛刺盘•确保工件在卡中心位置盘夹紧过导过导•卡力适中，大致变形，小致打滑顶•尾座尖与工件中心孔良好配合•长工件中部需添加中心架支撑细轴夹图典型长装方式示意装夹安全警示盘确保卡扳手已取出再启动机床须弯长工件必使用支撑，防止曲甩出夹关闭装前机床电源刀具安装与调整刀具高度调整刀具角度设置刀具悬伸长度应线规对尽悬刚刀尖高度与工件中心一致，可使用中心或确保前角、后角和偏角符合工艺要求量减小刀具伸量，提高性调圆选选悬过径刀仪整通常外粗加工用75°菱形车刀，精加工用35°伸长度通常不超刀杆直的

1.5倍过过质高度高或低会影响切削角度和表面量菱形车刀质细轴刚数为稳质议对阶专正确的刀具安装是高量加工的前提长加工中，刀具性和切削几何参尤重要，直接影响切削定性和表面量建不同材料和加工段使用用证刀具，保最佳切削效果设定加工参数转速选择进给量选择切削深度选择径计刚刚基于切削速度和工件直算n=1000v/πD基于表面粗糙度要求和工件性确定基于工件性和加工余量确定议议进给议材料建切削速度加工类型建量mm/r加工类型建切深mmm/min粗加工

0.2-

0.5粗加工1-5碳钢60-120半精加工

0.1-

0.2半精加工

0.5-1锈不钢40-80精加工

0.05-

0.1精加工

0.2-

0.5铝合金150-300细轴数选择则长加工参原数应较进给

1.工件越长，切削参越保守（低的切深和量）选择较数

2.支撑越多，可大的切削参应

3.材料硬度越高，切削速度越低数应

4.精度要求越高，精加工参越保守加工过程监控切屑观察与分析加工过程调整策略现时进给•出振动降低切削深度和量，增加支撑点检损调进给转•表面粗糙度差查刀具磨，整量和速检夹紧状态调测•尺寸精度波动查，整量方法热严转•工件发重降低速，使用切削液冷却测量与检验进检测态状态•使用卡尺或千分尺行多点尺寸切屑形反映切削检测圆规断•使用百分表跳动和度•理想切屑呈6或9形卷曲，有律裂检测质连续带状进给过锋•采用粗糙度仪表面量•切屑小或刀具不利关键检验积误断续状过•工序设置点，防止累差•或粉末切屑切削速度低或材料脆性大烧蓝过过•变色或切屑切削速度高，温度高验则过觉觉觉综断状态匀稳击问题颜断经法通听、视和触合判加工正常切削声音均定；异常声音如尖叫或敲声表明存在；切屑温度可用色判，过热蓝的切屑呈色或紫色第五章典型细长轴车削工艺实例将过细轴过圆本章通具体实例，展示长车削的不同工艺程，包括外车削、端面车削、螺纹锥这将习应节识车削和度车削等些实例帮助学者理解如何用前面章所学的知，解决问题实际加工车削外圆外圆车削工艺步骤数选择当转进给

1.确定加工参根据材料和尺寸适的速、量和切削深度进给

2.粗加工留

0.5-1mm精加工余量，可多次减小切削力质

3.半精加工切削深度

0.3-

0.5mm，改善表面量获终质

4.精加工切削深度

0.1-

0.3mm，得最尺寸和表面量检测测径检圆

5.使用千分尺量外，百分表查度和跳动技术要点匀进给顿阶•保持均，避免停造成台轴积•长分段加工，防止累变形润•使用切削液降温和滑时连续•精加工保持切削，一次完成细轴圆关键进终长外车削的是控制变形一种有效方法是跟支撑法使用随动中心架跟随刀具移动，始在切削点附近提供支撑，大大提高加工精度车削端面粗加工准备工作较进给采用大量（

0.15-

0.3mm/r）调线安装合适的端面车刀，整刀尖高度与工件中心一致径刀具从外向中心移动，留

0.5mm左右精加工余量当转圆设置适的速（通常低于外车削）缠绕注意控制切屑，防止显时预确保工件端部无明缺陷，必要先切平检验与修整精加工检查端面平面度，使用直角尺或千分表较进给采用小量（

0.05-

0.1mm/r）检轴线时进查与垂直度，必要行修正连续顿保持切削，避免中途停缘清理毛刺，确保边光滑质可使用少量切削液提高表面量简单对细轴来说别对内径盘对别端面车削看似，但于长，需要特注意切削力工件的推力影响通常采用从外到的切削路，使切削力方向朝向卡，减少工件变形于长度特大的工件，端面加工可能需要别进在两端分行车削螺纹螺纹加工准备选择纹纹•合适的螺车刀，刀尖角度与螺角度匹配计为•算并设置螺距（公制通常

0.5-3mm）调轴线纹•整刀具与垂直，确保螺角度准确纹标记•在工件上划出螺起止位置螺纹加工步骤

1.粗加工多次切削，每次深度增加

0.1-

0.2mm

2.半精加工切深减小到

0.05-

0.1mm约

3.精加工最后1-2刀，切深

0.02-

0.05mm纹规检纹

4.使用螺查螺距和螺角度检纹

5.配合螺母查螺配合性细长轴螺纹加工注意事项导轴弯纹切削力可能致曲，影响螺精度须必使用尾座支撑，减小变形时精加工使用非常小的切深，提高精度纹议长螺段建分段加工，中间使用中心架支撑12专纹计检进给丝使用用螺车刀，确保刀尖角度正确（公制60°，英制55°）算并设置正确的螺距，查杠与变速齿轮配合34进给过规纹检验纹质多次切削，避免一次切深大，防止振动和变形使用量或螺样板螺量和精度车削锥度锥度概念与计算锥度加工方法锥锥度K=D-d/L，其中•偏置尾座法适用于小度、长工件进给时进纵横进给为径•复合法同行向和向•D大端直mm锥为径•仿形法使用与度相同角度的刀具•d小端直mm导轨转锥为锥•偏法适用于短度加工•L长mm锥度角α=2×arctanK/2锥度检验方法测测径•直接量法量大小端直和长度检验锥对•样板法使用度样板比规检验专锥规•量法使用用度量检验检•配合法与配合件装配查细轴锥难锥线圆为质议长度加工的点在于保持度的直度和度确保加工量，建采用以下措施进给时进给协调

1.使用复合法，确保两个方向的一致锥时虑积误

2.加工长度，可考分段加工，避免累差对锥

3.使用多点支撑，减小工件变形度精度的影响阶较数质

4.精加工段使用小的切削参，提高表面量第六章细长轴车削常见问题及解决方案将绍细轴问题战过问题产习诊断本章介长车削加工中常见的和挑，并提供实用的解决方案通分析生的原因和解决的方法，帮助学者在实际工作中快速和处理各种加工异常振动过大振动原因分析工件因素切削参数因素径过刚过过•工件长比大，性不足•切削深度大，切削力高夹当进给•工件装不，支撑不足•速度不合适，引起共振内应释导转频区•工件材料力放致变形•速处于系统固有率域设备与刀具因素刚•机床性不足或有松动悬过刚•刀具伸长，性差损•刀具磨或几何角度不合适纹颤振痕迹（振痕迹）解决方案

1.增加支撑点合理布置尾座和中心架位置数调进给转

2.优化切削参减小切深，整量和速状态悬

3.改善刀具减小伸，使用阻尼刀具夹夹紧稳

4.加强持提高力，确保工件定积

5.分段加工长工件分多段完成，减少累变形对不同支撑方式比表面粗糙度差刀具因素切削参数因素振动因素损圆钝进给过显进给显•刀具磨，刀尖•量大，留下明痕•工件支撑不足，振动明稳•刀具几何角度不合适•切削速度不合适•机床运行不定圆径过悬过刚•刀尖弧半小•切削深度波动•刀具伸长，性差质润夹•刀具材与工件不匹配•冷却滑不足•持系统松动时换选择状圆进给对区检紧连悬解决方案及更或重磨刀具，合适的刀具几何形，增大刀尖弧半解决方案降低量，优化切削速度，确保切削液充足并准切削解决方案增加支撑点，查并固机床接部位，减小刀具伸径细轴产质标质综表面粗糙度是长品量的重要指通常，Ra值要求在

0.8-

3.2μm之间提高表面量的合措施包括阶锐圆径进给

1.精加工段使用新刀具，大弧半，小量润

2.使用充足的切削液，保持冷却和滑尺寸超差尺寸超差原因分析解决方案进测测量误差

1.改量方法测•使用高精度量工具测测•量工具精度不足•采用多点量取平均值测测环•量方法不正确•控制量境温度测选择当测标•量点不•建立量准流程测环热•量境温度波动

2.控制变形•使用充足的切削液冷却数热产热变形•控制切削参，减少量生进终测•工件冷却后再行最量过虑热偿预缩•加工程温度升高•考补，留收余量缩稳•工件冷却后收

3.提高加工定性热检维•切削分布不均•定期查和护机床测•工件与量工具温差•增强工件支撑，减小变形径•优化刀具路和切削策略机械误差虑弹偿•考性变形补量•机床精度不足导轨丝损•或杠磨夹误•具定位差•机床震动影响工艺误差数•切削参不合适偿•刀具补不准确弹•工件性变形顺•加工序不合理第七章安全操作规范与注意事项调过识规产规仅本章强车削加工程中的安全意和操作范安全是生的前提，掌握正确的安全操作程，不能保护操作者的人身安全，也能延长设备寿命，质提高加工量车削加工安全要点12操作前准备个人防护检镜伤•查机床电气和机械系统，确保无异常•佩戴防护眼，防止切屑眼检夹•查具和刀具的安装是否牢固•穿着合身工作服，避免松散衣物区转•清理工作域，确保无障碍物•不戴手套操作旋设备规须•按定穿戴个人防护用品•长发必束起或戴帽子紧钮•熟悉急停机按位置•穿防滑工作鞋34操作中注意事项设备维护时开岗检维•机床运行不得离工作位•定期查和护机床环•不用手触摸运动部件或切屑•保持工作境整洁钩规润•使用毛刷或子清理切屑•按照定滑机床各部件转•避免靠近或跨越旋部件•正确存放工具和量具现严规•发异常立即停机•格遵守操作程危险警示紧急情况处理转严伤时紧钮旋工件可能卷入松散衣物或长发，造成重害发生异常立即按下急停止按溅导烧伤伤伤时请飞的切屑温度高，可能致或眼部害受立即求援助，不要擅自处理错误导断时灭灭的操作可能致工件飞出或刀具裂火灾使用正确的火器材火记应话线熟急电和逃生路结束语技术关键点总结细轴项综术论识践验结长车削加工是一合技，需要理知与实经的合成功的加赖工依于数选择质•合理的参，平衡效率与量稳夹•定的持系统，减小变形和振动测•精确的量方法，确保尺寸精度质证精益求精的工匠精神是高量加工的保严证•格的工艺流程，保加工一致性数术细轴断关键随着控技的发展，长加工精度和效率不提高，但基本原理和要点仍然适用理论与实践结合工艺持续优化安全第一原则来没针对应将掌握车削原理只是第一步，真正的技能自于有最好的工艺，只有更好的工艺不同任何加工任务都安全放在首位良好的安续践验积议习细轴应断结验习惯仅质持的实和经累建学者多动手操材料、不同要求的长，不总经，全不保护操作者，也是提高加工量和践验证论识质础作，在实中和深化理知优化加工方法，提高效率和量效率的基谢习细轴课绩感您学长车削加工教学件，祝您在实际工作中取得优异成！。