臥式數控車床加工細長軸零件

時間：2025-08-21 01:08:34 數控畢業論文

臥式數控車床加工細長軸零件

　　臥式數控車床加工細長軸零件

　　摘? 要細長軸的特點是剛性差，車削過程中容易產生彎曲和震動。普及型數控車床以其自動化程度高，性能穩定等特點，使其成為目前廣泛使用加工設備;但因其采用的尾臺為液壓控制，在頂緊力方面控制較難，易使工件本身變形彎曲。所以在尾臺結構工藝性方面相對普通車床手動方式的尾臺對工件的影響較大。

　　本文就我們的數控車床在用戶實際使用過程中細長軸加工解決震刀既保證用戶精度要求方面的車削工藝進行探討。

　　關鍵詞細長軸;工件;數控車床;刀具選擇

　　普及型數控車床作為當前較為廣泛使用的加工設備，其具有加工性能穩定、精度高、自動化程度高的特點，其在加工過程中完全由數控系統程序控制，大大降低了勞動強度且具有零件加工的一致性好、穩定性高等特點。由于具備此特點，所以當前倍受廣大的客戶所青睞，其最終也必將取代普通車床和經濟型數控車床。

　　但是細長軸、薄壁套一直是機械加工中的難題，其加工的工藝性之差多年來始終困擾著機加行業，有些長徑比達到1:30。此類軸剛性極差，在加工過程中容易產生震動和彎曲，車削時經常出現翹曲、錐度過大、凸肚、螺紋節等現象，使工件不能獲得預期的精度和表面粗糙度而報廢。在國內一般都采用普通車床配置跟刀架、白鋼手磨大前角車刀及低速加工完成，但是效率較低而且加工質量不穩定。

　　此次客戶購買我廠的HTC3297機床加工此類零件，但是沒有數控及細長軸加工經驗由我廠組織進行攻關調試零件加工。現場為了解決加工過程中震刀及保證共建精度問題，我們主要從切削力、刀具并根據刀具的特點選擇相應的切削方法等方面入手，調研了國內其他企業的加工情況但是不容樂觀。

　　1 頂緊力考慮

　　我們首先從頂緊力入手，防止工件因頂緊力過大造成的工件靜態彎曲，多數普及型臥式數控車床配置的液壓尾座均有套筒鎖緊功能，在加工細長軸時因為頂尖頂緊工件后，頂尖外錐面與工件中心孔內錐面接觸較好，套筒鎖緊會造成尾座套筒在鎖緊機構的作用下停止了軸向微量位移。

　　在車削過程中由于切削力和受熱膨脹而引起的工件變形造成尾座芯不能相應退回而得不到補償，進而會引起工件的頂尖孔與頂尖面接觸不良導致嚴重的加工振動;經過多次試驗我們決定取消應在加工過程中取消套筒鎖緊功能，經調試我們把壓力控制在0.5bar，轉速1800r/min比較穩定。

　　但是使用普通涂層刀具、手磨刀具進行試驗，在離尾座100mm左右發生抖動，而無法繼續加工完成零件。

　　2 刀具的改進

　　在傳統的普通車床上加工細長軸時，一般都采用跟刀架及手磨刃白鋼刀，但是跟刀是手動結構，在車削一段長度后工人讓調整跟刀架車削外圓，而且普通車床的轉速較低，以致造成了車削的效率低下無法滿足大批量的加工;但是數控車配置普通涂層刀片使用刀尖切削此類工件，在高速狀態下加工，工件發生抖動無法進刀加工工件，尤其長徑比大于1：15以上的軸類零件。

　　而這次刀具的改進，為了保存跟刀架及手磨刀片的優勢，我們把刀尖的中心高墊高2mm，使用刀片的切削刃加工，靠刀具的后刀面壓住工件，防止工件在受力和高速狀態下抖動，以達到跟刀架的效果。其次，我們把刀具的前角按常用的手磨刀片處理，前角達到15°，切削刃不再涂層以增加刀片的切割性能，使切削零件受力在滿足性能情況下減到最小。

　　簡單改裝后結構圖如下：

　　3實驗

　　要求及準備：

　　1)數控機床：HTC3297;

　　2)工件裝夾方式：標準三爪自定心卡盤、液壓尾座;

　　3)工件尺寸：?25*600;

　　4)長徑比：1:24;

　　5)工件加工后中間允許跳動：0.05mm;

　　6)粗糙度：Ra3.2;

　　7)加工節拍：140秒/件(含輔助時間);

　　8)工件材質：45#;調質回火硬度HB280;

　　9)毛坯準備：打兩端中心孔并套車卡持端30mm。