轴类零部件
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  • 一、车削细长轴产生弯曲变形的因素分析 
           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:一夹一顶安装;另一种方式是:两顶尖安装。这里主要分析一夹一顶的装夹方式。

           通过用普通车床实际加工分析,车削细长轴弯曲变形的原因有:

    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,径向切削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。

    2、切削热产生的影响

            车床加工工件时产生的切削热,会引起工件热变形伸长。由于在车削过程中,卡盘和尾架顶尖都是固定不动的,因此两者之间的距离也固定不变。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。
            由此可以看出,提高细长轴的加工精度问题,实质上就是控制工艺系统的受力及受热变形问题。
    二、解决细长轴加工变形问题的措施

    在细长轴加工过程中,为提高加工精度,应根据不同的生产条件,采取不同的措施,才能保证细长轴的加工精度。

    1、选择合适的装夹方法

           在普通车床上车削细长轴的两种传统装夹方式中,采用双顶尖装夹,工件定位准确,容易保证同轴度。但用这种方法装夹细长轴,其刚性较差,细长轴弯曲变形较大,而且容易产生振动.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。但是在我们单位加工细长轴通常采用一夹一顶的装夹方式,如果顶尖顶得太紧,可能将细长轴顶弯外,或者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.所以采用一夹一顶装夹方式时,顶尖必须采用弹性活顶尖,使细长轴受热后可以自由伸长,减少其受热弯曲变形;还可以在卡爪与细长轴之间垫入一个开口钢丝圈,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,以保证细长轴的加工精度。

    2、直接减少细长轴受力变形

    (1)采用传统的跟刀架和中心架,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。

    (2)采用轴向夹拉法车削细长轴,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。

            在车削过程中,细长轴始终受到轴向拉力,解决了轴向切削力把细长轴压弯的问题。同时在轴向拉力的作用下,会使细长轴由于径向切削力引起的弯曲变形程度减小;补偿了因切削热而产生的轴向伸长量,提高了细长轴的刚性和加工精度。

    (3)采用反向切削法车削细长轴:反向切削法是指在细长轴的车削过程中,车刀由主轴卡盘向尾架方向进给。这样在加工过程中产生的轴向切削力使细长轴受拉,消除了轴向切削力引起的弯曲变形。同时,采用弹性的尾架顶尖,可以有效地补偿刀具至尾架一段的工件的受压变形和热伸长量,避免工件的压弯变形。

    (4)采用双刀车削细长轴改装车床中滑板,增加后刀架,采用前后两把车刀同时进行车削。两把车刀,径向相对,前车刀正装,后车刀反装。两把车刀车削时产生的径向切削力相互抵消。工件受力变形和振动小,加工精度高,适用于批量生产。

    (5)采用磁力切削法车削细长轴:我们采用的磁力切削法的原理与反向切削法原理基本相同。在车削过程中,细长轴由于受到磁力拉伸的作用,可以减少细长轴加工时的弯曲变形,提高细长轴加工精度。

     

     

     

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