当前位置: 首页 » 公司动态 » 车削加工细长轴的研究

公司动态

车削加工细长轴的研究

发布时间:2013-08-29

     细长轴的车削加工是机械加工中比较常见的一种加工方式。由于细长轴刚性差,车削时产生的受力、受热变形较大,很难保证细长轴的加工质量要求。通过采用合适的装夹方式和先进的加工方法,选择公道的刀具角度和切削用量等措施,可以保证细长轴的加工质量要求。在车削过程中,由于其刚性差,在切削力和切削热的作用下,细长轴很轻易产生弯曲变形,这样就破坏了刀具和零件相对运动的正确性,使加工出来的细长轴产生中间粗、两头细的外形,严重影响零件的加工精度.同时细长轴产生弯曲变形后,还会引起工艺系统振动,影响零件的粗糙度。
  1 引起细长轴产生弯曲变形的因素
  在车床上车削细长轴采用的传统装夹方式主要有两种:一种方式是细长轴的一端用卡盘夹紧,另一端用车床尾架顶尖支承(一夹一顶);另一种方式是细长轴的两端均由顶尖支撑(双顶尖)。
  通过分析研究,车削引起细长轴弯曲变形的原因主要有:
  1) 切削力导致变形
  在车削过程中,产生的切削力可以分解为轴向切削力PX、径向切削力PY及切向切削力PZ。不同的切削力对车削细长轴时产生弯曲变形的影响是不同的。
  径向切削力PY的影响
  径向切削力是垂直作用在通过细长轴轴线水平平面内的,由于细长轴的刚性较差,径向力将会把细长轴顶弯,使其在水平面内发生弯曲变形.径向切削力对细长轴弯曲变形的影响。
  轴向切削力PX的影响
  轴向切削力是平行作用在细长轴轴线方向上的,它对工件形成一个弯矩。对于一般的车削加工,轴向切削力对工件弯曲变形的影响并不大,可以忽略。但是由于细长轴的刚性较差,其稳定性也较差,当轴向切削力超过一定数值时,将会把细长轴压弯而发生纵向弯曲变形。
  2) 切削热产生的影响
  车削加工产生的切削热,会引起工件热伸长。由于在车削过程中,卡盘和尾架顶尖都是固定不动的,因此两者之间的间隔也是固定不变的。这样细长轴受热后的轴向伸长量受到限制,导致细长轴受到轴向挤压而产生弯曲变形。
  因此可以看出,进步细长轴的加工精度题目,实质上就是控制工艺系统的受力及受热变形的题目。
  2 进步细长轴加工精度的措施
  在细长轴加工过程中,为进步其加工精度,要根据不同的生产条件,采取不同的措施,以进步细长轴的加工精度。
  1) 选择合适的装夹方法
  在车床上车削细长轴采用的两种传统装夹方式中,采用双顶尖装夹,工件定位正确,轻易保证同轴度。但用该方法装夹细长轴,其刚性较差,细长轴弯曲变形较大,而且轻易产生振动.因此只适宜于安装长径比不大、加工余量较小、同轴度要求较高的工件。
  加工细长轴通常采用一夹一顶的装夹方式。但是在该装夹方式中,假如顶尖顶得太紧,除了可能将细长轴顶弯外,还能阻碍车削时细长轴的受热伸长,导致细长轴受到轴向挤压而产生弯曲变形。另外卡爪夹紧面与顶尖孔可能不同轴,装夹后会产生过定位,也能导致细长轴产生弯曲变形.因此采用一夹一顶装夹方式时,顶尖应采用弹性活顶尖,使细长轴受热后可以自由伸长,减少其受热弯曲变形;同时可在卡爪与细长轴之间垫进一个开口钢丝圈,以减少卡爪与细长轴的轴向接触长度,消除安装时的过定位,减少弯曲变形。
  2) 直接减少细长轴受力变形
  采用跟刀架和中心架
  采用一夹一顶的装夹方式车削细长轴,为了减少径向切削力对细长轴弯曲变形的影响,传统上采用跟刀架和中心架,相当于在细长轴上增加了一个支撑,增加了细长轴的刚度,可有效地减少径向切削力对细长轴的影响。
  采用轴向拉夹法车削细长轴
  采用跟刀架和中心架,固然能够增加工件的刚度,基本消除径向切削力对工件的影响。但还不能解决轴向切削力把工件压弯的题目,特别是对于长径比较大的细长轴,这种弯曲变形更为明显。因此可以采用轴向拉夹法车削细长轴。轴向夹拉车削是指在车削细长轴过程中,细长轴的一端由卡盘夹紧,另一端由专门设计的夹拉头夹紧,夹拉头给细长轴施加轴向拉力。