細(xì)長軸車削加工工藝探究.doc

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1、細(xì)長軸車削加工工藝探究摘要：細(xì)長軸由于自身的特點，在對其進行車削加工時存在變形等問題致使加工精度不髙。本文從減小受力彎曲變形、受熱彎曲變形和合理控制車削用量三個方面，提出了一些措施，提高了細(xì)長軸車削加工的工藝質(zhì)量。關(guān)鍵詞：細(xì)長軸車削加工精度細(xì)長軸是指零件的軸長度與直徑之比(L/D)大于20o在對細(xì)長軸進行車削加工時，由于其剛性較差等特點，零件易產(chǎn)生彎曲變形、振動等問題，大大降低了加工精度，故細(xì)長軸車削加工是金屬車削加工工藝的難點［1］。為了提高細(xì)長軸車削加工精度，應(yīng)分析加工誤差產(chǎn)生的原因，并提出

2、一些改進的工藝措施。1、細(xì)長軸車削加工的問題與變形分析1.1細(xì)長軸車削加工的問題細(xì)長軸車削加工主要存在以下問題［2］。(1)易產(chǎn)生彎曲變形。細(xì)長軸產(chǎn)生彎曲變形的原因主要有剛性較差和熱變形大。細(xì)長軸剛性較差，零件受自重影響、車削時受到切削力作用都能產(chǎn)生彎曲變形。細(xì)長軸熱變形大，在車削過程中所產(chǎn)生的熱量會使零件產(chǎn)生很大的線膨脹，而零件兩端夾具的頂壓作用限制了零件兩端點的延伸，從而使零件被迫產(chǎn)生彎曲變形。(2)工藝要求高。在對細(xì)長軸車削加工過程中，對于機床、夾具、刀具等有比較嚴(yán)格的要求，同時需要工作人

3、員具有較高的技術(shù)水平和細(xì)心的工作態(tài)度。要是加工過程的某個環(huán)節(jié)處理不好就會產(chǎn)生問題，如徑向跳動、產(chǎn)生波紋等。1.2細(xì)長軸車削加工的變形分析在車床上車削細(xì)長軸是一般采用一夾一頂?shù)难b夾方式，即細(xì)長軸的一端用尾架頂尖支撐，另一端采用卡盤夾住，見下圖1和2。下面分別分析細(xì)長軸在切削力作用下的受力彎曲變形和車削熱作用的受熱彎曲變形［3］。徑向切削力Fy對彎曲變形的影響。徑向切削力與細(xì)長軸的軸線垂直，對細(xì)長軸施加了一個徑向的壓力。因為細(xì)長軸剛性比較差的原因，這個徑向切削力就可能將細(xì)長軸壓彎，從而產(chǎn)生彎曲變形。

4、軸向切削力Fx對彎曲變形的影響。軸向切削力與細(xì)長軸的軸線平行，對細(xì)長軸施加了一個彎矩力。由于細(xì)長軸的較差的剛性和穩(wěn)定性，雖然這個彎矩不是很大，但仍可能將細(xì)長軸壓彎，從而產(chǎn)生彎曲變形式中：a為材料線膨脹系數(shù),L為零件長度，At是溫度差。綜上可知，要提高細(xì)長軸的車削加工的精度，就必須減少零件的彎曲變形，而彎曲變形的減少主要從切削力和受熱變形兩個方面入手。2、提高細(xì)長軸車削加工精度的措施根據(jù)對細(xì)長軸車削加工問題和變形分析的研究，我們可以從減小切削力造成的彎曲變形、減少熱膨脹造成的彎曲變形、合理控制切削

5、用量三個角度出發(fā)，提出可行的工藝改進措施，提高加工精度。1.1減小切削力造成的彎曲變形2.1.1使用中心架或支架使用中心架時，將其安置在零件的中間，這樣就有效的提高了零件的剛性，減小了徑向切削力所造成的細(xì)長軸彎曲變形。為達到更好的發(fā)揮中心架的作用，可以將潤滑油加在中心架承爪和零件接觸處。使用刀架時，將其安裝在床鞍上，刀架隨著車刀移動，這樣就減小了徑向切削造成的不利影響。為達到更好的發(fā)揮刀架的作用，可以采用三只支撐爪與刀架支撐零件一面由車刀抵住，穩(wěn)定零件，減小振動。2.1.2合理選擇裝夾方式應(yīng)根據(jù)

6、零件的實際情況選擇合理的裝夾方式。傳統(tǒng)的裝夾方式主要有兩種，一夾一頂和雙頂尖。一夾一頂前面已經(jīng)介紹過，這種方式使用較為普遍，但如果頂尖頂?shù)眠^緊，則可能將零件頂彎，或者如果頂尖孔和卡爪夾緊面不在同一軸線上，則可能造成零件定位不準(zhǔn)而彎曲。因此，采用一夾一頂方式時，頂尖宜使用彈性活頂尖，細(xì)長軸和卡爪與之間宜加入一個開口的鋼絲圈。雙頂尖是指零件兩端都由頂尖支撐。相比一夾一頂，雙頂尖可以準(zhǔn)確的定位，但這種方式裝夾零件的剛性比較差，并且較易發(fā)生振動的情況。因此，對于安裝長徑比不大、同軸度要求較高的零件可以選

7、擇雙頂尖方式，其余情況宜選用一夾一頂方式［1］O合理選擇裝夾方式后，還應(yīng)注意調(diào)整托架、石蠟塊和跟刀架的位置。托架主要是由差動螺桿來調(diào)節(jié)其零件的接觸。石蠟塊一般在零件的下面不等距的放置，它的厚度應(yīng)該能夠保證可以輕微的固定零件。跟刀架各個承爪和零件之間的間隙需要不停的調(diào)整，而且還需要添加機油以形成動壓油膜⑷。2.1.3使用軸向拉夾法對于長徑比較大的細(xì)長軸，彎曲變形尤為明顯，這時可以考慮采用軸向拉夾法。采用軸向拉夾法時，細(xì)長軸的一端仍由卡盤夾住，另一端則采用專門的夾拉頭夾住。夾拉頭給細(xì)長軸施加了一個軸

8、向拉力，抵消了軸向切削力，減小了彎曲變形。2.1.4使用反向切削法使用反向切削法是，車刀由卡盤向尾架方向運動，見圖3o相應(yīng)的撓曲線微分方程為［3］：將這種方式與常規(guī)的正向切削法的受力進行相比，可知這種方式產(chǎn)生的軸向切削力對零件施加了拉力作用，減小了徑向切削力對零件的壓彎影響，同時還減小了切削的振動。2.1.5使用雙刀車削使用雙刀車削時，增加了一個后刀架，前后兩把車刀同時對零件進行車削加工。兩把車刀是相對方向安裝的，前面的車刀是正裝的，后面的車刀是反裝的，這樣兩把車刀產(chǎn)生的徑向切削力就相互平衡了，