论文[1]细长轴车削加工J

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1、细长轴车削加工工艺作者:专业:年级:指导老师:答辩日期:成绩:数控技术0802数控吴跃文摘要针对影响加工细长轴零件精度不高等因素，分析了如何提细长轴零件的加工精度，给出解决问题的具体方法。关键词:细长轴变形装夹精度刖3通常轴的长度与之直径比大于20〜25（即L/d^20〜25）的轴称之为细长轴。这类零件一般在车床上进行加工。在车削过程中，由于其刚性差，在切削力和切削热的作用下，细长轴很容易产生弯曲变形，这样就破坏了刀具和零件相对运动的准确性，使加工出来的细长轴产生中间粗、两头细的形状，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

2、，影响零件的粗糙度。目录摘要及关键词2前言2细长轴车削的工艺特点4二、引起细长轴弯曲变形的原因52.1切削力导致变形52.2切削热产生的影响6三.提高细长轴加工精度的措施63.1选择合适的装夹方法63.2减少细长轴受力变形73.3.采用反向切削法车削细长轴11四•合理地控制切削用量1214五.选择合理的刀具角度13六.结论匹安工业人学继续教冇V院毕业（设计）论文—.细长轴车削的工艺特点：①细长轴刚性很差，车削时装夹不当，很容易因切削力及重力的作用而发生弯曲变形，产生振动，从而影响加工精度和农面粗糙度。②细长轴的热扩散性能差，在切削热作用下，会产生相当大的

3、线膨胀。如果轴的两端为固定支承，则工件会因伸长而顶弯。③由于轴较长，一次走刀时间长，刀具磨损大，从而影响零件的几何形状精度。④车细长轴时由于使用跟刀架，若支承工件的两个支承块对零件压力不适当，会影响加工精度。若压力过小或不接触，就不起作用，不能提高零件的刚度:若压力过大，零件被压向车刀，切削深度增加，车出的直径就小，当跟刀架继续移动后，支承块支承在小直径外圆处，支承块与工件脱离，切削力使工件向外让开，切削深度减小，车出的直径变大，以后跟刀架又跟到大直径圆上，又把工件压向车刀，使车出的直径变小，这样连续有规律的变化，就会把细长的工件车成“竹节”形。造成机床

4、、工件、刀具工艺系统的刚性不良给切削加工带来困难，不易获得良好的表面粗糙度和几何精度。二.引起细长轴产生弯曲变形的原因在车床上车削细长轴采用的传统装夹方式主要有两利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）。主要分析一夹一顶的装夹方式•其力学模型如图1所示。:一―fSh-图1一夹一顶装夹方式及力学模型通过分析研究，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PZ。不同的切削力对车削细长轴吋产生弯曲变形的影响是不

5、同的。径向切削力PZ的影响径向切削力是垂直作用在通过细t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，见图1。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彩响并不大，可以忽略。但是曲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。如图2所示。图2轴向切削力的影响及力学模型1.切削热产生的影响车削加工产生的切削热，会引起工件热仲长。由于在车

6、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是固定不变的。这样细长轴受热后的轴向伸t量受到限制，导致细t轴受到轴向挤压而产生弯曲变形。因此可以看出，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的问题。三.提高细长轴加工精度的措施在细长轴加工过程屮，为捉高其加工精度，耍根据不同的生产条件，采取不同的措施，以提高细长轴的加工精度。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屮，采用双顶尖装夹，工件定位准确，容易保证同轴度。但用该方法装夹细长轴，其刚性较差，细长轴弯卅变形较大，而且容易产生振动•因此只适宜于

7、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，如果顶尖顶得太紧，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。另外卡爪夹紧而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吋，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。如图3所示弹性活顶尖图3一夹一顶装夹方式的改进

8、2直接减少细长轴受力变形1）采用屮心架和跟刀架采用一夹一顶的装夹方式车削细长轴，