摘要:細長軸的車削加工是
機械加工中比較常見的一種加工方式。由于細長軸剛性差,車削時產(chǎn)生的受力、受熱變形較大,很難保證細長軸的加工質(zhì)量要求。通過采用合適的裝夾方式和先進的加工方法,選擇合理的
刀具角度和切削用量等措施,可以保證細長軸的加工質(zhì)量要求。
P Z+Rz1x {`[u XH?3d 在糧油機械的加工過程中,有很多零件的長徑比l/d>20。
{hKf
'd9E Iy{&T#e" 例如:高方平篩的主轉(zhuǎn)動軸、蝶片滾筒精選機的蝶片轉(zhuǎn)動軸等。通常把這類零件稱之為細長軸。這類零件一般在
車床上進行加工。在車削過程中,由于其剛性差,在切削力和切削熱的作用下,細長軸很容易產(chǎn)生彎曲變形,這樣就破壞了刀具和零件相對運動的準確性,使加工出來的細長軸產(chǎn)生中間粗、兩頭細的形狀,嚴重影響零件的加工
精度.同時細長軸產(chǎn)生彎曲變形后,還會引起工藝系統(tǒng)振動,影響零件的粗糙度。
^g
n7DiIPH Qx[
nR/ 1 引起細長軸產(chǎn)生彎曲變形的因素
&?yVLft gz"I=9 在車床上車削細長軸采用的傳統(tǒng)裝夾方式主要有兩種:一種方式是細長軸的一端用卡盤夾緊,另一端用車床尾架頂尖支承(一夾一頂);另一種方式是細長軸的兩端均由頂尖支撐(雙頂尖)。
Dad*6;+N b/'RJQSAc 通過分析研究,車削引起細長軸彎曲變形的原因主要有:
C)0JcM hjY)W; 1) 切削力導(dǎo)致變形
nsV;6^> pkEqd"G 在車削過程中,產(chǎn)生的切削力可以分解為軸向切削力PX、徑向切削力PY及切向切削力PZ。不同的切削力對車削細長軸時產(chǎn)生彎曲變形的影響是不同的。
.tRWL! {@`Z`h"N 徑向切削力PY的影響
2sXX0kq~V MIWI0bnf 徑向切削力是垂直作用在通過細長軸軸線水平平面內(nèi)的,由于細長軸的剛性較差,徑向力將會把細長軸頂彎,使其在水平面內(nèi)發(fā)生彎曲變形.徑向切削力對細長軸彎曲變形的影響.
'B$qq[l]S ,W~a%8* 軸向切削力PX的影響
NxQ+z^o\ v8o{3wJ 軸向切削力是平行作用在細長軸軸線方向上的,它對工件形成一個彎矩。對于一般的車削加工,軸向切削力對工件彎曲變形的影響并不大,可以忽略。但是由于細長軸的剛性較差,其穩(wěn)定性也較差,當軸向切削力超過一定數(shù)值時,將會把細長軸壓彎而發(fā)生縱向彎曲變形。
Y,C3E>}Dq +"2IQme5 2) 切削熱產(chǎn)生的影響
0%<x>O EX^j^#N 車削加工產(chǎn)生的切削熱,會引起工件熱伸長。由于在車削過程中,卡盤和尾架頂尖都是固定不動的,因此兩者之間的距離也是固定不變的。這樣細長軸受熱后的軸向伸長量受到限制,導(dǎo)致細長軸受到軸向擠壓而產(chǎn)生彎曲變形。
TZ%u;tBH: iKuSk~ 因此可以看出,提高細長軸的加工精度問題,實質(zhì)上就是控制工藝系統(tǒng)的受力及受熱變形的問題。
H-1y2AQ Ue)8g# 2 提高細長軸加工精度的措施
`SO"F, xk8P4`;d$ 在細長軸加工過程中,為提高其加工精度,要根據(jù)不同的生產(chǎn)條件,采取不同的措施,以提高細長軸的加工精度。
9DP6g<>B sDvtk]4o-4 1) 選擇合適的裝夾方法
!&OybjQ J^BC 在車床上車削細長軸采用的兩種傳統(tǒng)裝夾方式中,采用雙頂尖裝夾,工件定位準確,容易保證同軸度。但用該方法裝夾細長軸,其剛性較差,細長軸彎曲變形較大,而且容易產(chǎn)生振動.因此只適宜于安裝長徑比不大、加工余量較小、同軸度要求較高的工件。
2kU=9W6ND {(!j6|jK 加工細長軸通常采用一夾一頂?shù)难b夾方式。但是在該裝夾方式中,如果頂尖頂?shù)锰o,除了可能將細長軸頂彎外,還能阻礙車削時細長軸的受熱伸長,導(dǎo)致細長軸受到軸向擠壓而產(chǎn)生彎曲變形。另外卡爪夾緊面與頂尖孔可能不同軸,裝夾后會產(chǎn)生過定位,也能導(dǎo)致細長軸產(chǎn)生彎曲變形.因此采用一夾一頂裝夾方式時,頂尖應(yīng)采用彈性活頂尖,使細長軸受熱后可以自由伸長,減少其受熱彎曲變形;同時可在卡爪與細長軸之間墊入一個開口鋼絲圈,以減少卡爪與細長軸的軸向接觸長度,消除安裝時的過定位,減少彎曲變形。
`?R~iLIAq ,
H_Cn1l 2) 直接減少細長軸受力變形
SB'$?Kh Gdf*x<T1 采用跟刀架和中心架
K\]ey;Bd C~dD'Tq] 采用一夾一頂?shù)难b夾方式車削細長軸,為了減少徑向切削力對細長軸彎曲變形的影響,傳統(tǒng)上采用跟刀架和中心架,相當于在細長軸上增加了一個支撐,增加了細長軸的剛度,可有效地減少徑向切削力對細長軸的影響。
<kr%ylhIu 3mnq=.<(w 采用軸向拉夾法車削細長軸
i0-zGEMB. h tn?iLq 采用跟刀架和中心架,雖然能夠增加工件的剛度,基本消除徑向切削力對工件的影響。但還不能解決軸向切削力把工件壓彎的問題,特別是對于長徑比較大的細長軸,這種彎曲變形更為明顯。因此可以采用軸向拉夾法車削細長軸。軸向夾拉車削是指在車削細長軸過程中,細長軸的一端由卡盤夾緊,另一端由專門設(shè)計的夾拉頭夾緊,夾拉頭給細長軸施加軸向拉力.
~&Gw[Nd1 %}asw/WiUa 在車削過程中,細長軸始終受到軸向拉力,解決了軸向切削力把細長軸壓彎的問題。同時在軸向拉力的作用下,會使細長軸由于徑向切削力引起的彎曲變形程度減小;補償了因切削熱而產(chǎn)生的軸向伸長量,提高了細長軸的剛性和加工精度。
LE:nmo gLef6q{} 采用反向切削法車削細長軸
XVKR}I lIj2w;$v 反向切削法是指在細長軸的車削過程中,車刀由主軸卡盤開始向尾架方向進給.
P}+-))J 1]uHaI( 這樣在加工過程中產(chǎn)生的軸向切削力使細長軸受拉,消除了軸向切削力引起的彎曲變形。同時,采用彈性的尾架頂尖,可以有效地補償?shù)毒咧廖布芤欢蔚墓ぜ氖軌鹤冃魏蜔嵘扉L量,避免工件的壓彎變形。
LMmW3W`
sA u ;i 采用雙刀車削細長軸改裝車床中溜板,增加后刀架,采用前后兩把車刀同時進行車削.
EJrn4QOs