軸類零部件
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  • 細長軸

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  • 一、車削細長軸產生彎曲變形的因素分析 
           在車床上車削細長軸采用的傳統裝夾方式主要有兩種:一種方式是:一夾一頂安裝;另一種方式是:兩頂尖安裝。這里主要分析一夾一頂的裝夾方式。

           通過用普通車床實際加工分析,車削細長軸彎曲變形的原因有:

    1、切削力導致變形

             在車削過程中,產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生彎曲變形的影響是不同的。
             徑向切削力PY的影響:徑向切削力是垂直作用在通過細長軸軸線水平平面內的,由于細長軸的剛性較差,徑向切削力將會把細長軸頂彎,使其在水平面內發生彎曲變形.徑向切削力對細長軸彎曲變形的影響。

    2、切削熱產生的影響

            車床加工工件時產生的切削熱,會引起工件熱變形伸長。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固定不變。這樣細長軸受熱后的軸向伸長量受到限制,導致細長軸受到軸向擠壓而產生彎曲變形。
            由此可以看出,提高細長軸的加工精度問題,實質上就是控制工藝系統的受力及受熱變形問題。
    二、解決細長軸加工變形問題的措施

    在細長軸加工過程中,為提高加工精度,應根據不同的生產條件,采取不同的措施,才能保證細長軸的加工精度。

    1、選擇合適的裝夾方法

           在普通車床上車削細長軸的兩種傳統裝夾方式中,采用雙頂尖裝夾,工件定位準確,容易保證同軸度。但用這種方法裝夾細長軸,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。但是在我們單位加工細長軸通常采用一夾一頂的裝夾方式,如果頂尖頂得太緊,可能將細長軸頂彎外,或者阻礙車削時細長軸的受熱伸長,導致細長軸受到軸向擠壓而產生彎曲變形。另外卡爪夾緊面與頂尖孔可能不同軸,裝夾后會產生過定位,也能導致細長軸產生彎曲變形.所以采用一夾一頂裝夾方式時,頂尖必須采用彈性活頂尖,使細長軸受熱后可以自由伸長,減少其受熱彎曲變形;還可以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,以保證細長軸的加工精度。

    2、直接減少細長軸受力變形

    (1)采用傳統的跟刀架和中心架,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。

    (2)采用軸向夾拉法車削細長軸,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,另一端由專門設計的夾拉頭夾緊,夾拉頭給細長軸施加軸向拉力。

            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生的軸向伸長量,提高了細長軸的剛性和加工精度。

    (3)采用反向切削法車削細長軸:反向切削法是指在細長軸的車削過程中,車刀由主軸卡盤向尾架方向進給。這樣在加工過程中產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,可以有效地補償刀具至尾架一段的工件的受壓變形和熱伸長量,避免工件的壓彎變形。

    (4)采用雙刀車削細長軸改裝車床中滑板,增加后刀架,采用前后兩把車刀同時進行車削。兩把車刀,徑向相對,前車刀正裝,后車刀反裝。兩把車刀車削時產生的徑向切削力相互抵消。工件受力變形和振動小,加工精度高,適用于批量生產。

    (5)采用磁力切削法車削細長軸:我們采用的磁力切削法的原理與反向切削法原理基本相同。在車削過程中,細長軸由于受到磁力拉伸的作用,可以減少細長軸加工時的彎曲變形,提高細長軸加工精度。

     

     

     

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