粮油机械细长轴车削加工研究

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引言
在粮油机械的加工过程中，有很多零件的长径比l/d>20。例如：高方平筛的主转动轴、蝶片滚筒精选机的蝶片转动轴等。通常把这类零件称之为细长轴。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，影响零件的粗糙度。
1 引起细长轴产生弯曲变形的因素
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)。作者主要分析一夹一顶的装夹方式.其力学模型如图1所示。
通过分析研究，车削引起细长轴弯曲变形的原因主要有：
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7 u) [. {5 N7 K( V6 C# @图1 一夹一顶装夹方式及力学模型

) |/ E- S5 |7 c" ~3 X: t( x' D8 h图2 轴向切削力的影响及力学模型

6 H( _9 y( Z4 w) ?! b. ~1 G图3 一夹一顶装夹方式的改进

图4 轴向夹拉车削及力学模型
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* Z0 H( F1 g4 }  m& P( F图5 反向切削法加工及力学模型

/ ^. T6 D& c' Y, h6 S# `图6 双刀加工及力学模型
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图7 前角对切削力的影响
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6 f% B4 Q- ~8 e4 _) ?" u图9 刃倾角对切削力的影响
刃倾角(ls)倾角影响着车削过程中切屑的流向、刀尖的强度及3个切削分力的比例关系。刃倾角对切削力的影响，见图9。
从图9可以看出，随着刃倾角的增大，径向切削力明显减小，但轴向切削力和切向切削力却有所增大。刃倾角在-10°～+10°范围内，3个切削分力的比例关系比较合理。在车削细长轴时，常采用正刃倾角+3°～+10°，以使切屑流向待加工表面。
3 L3 I! I( e" J. c" I* k) _3 结论
细长轴的车削加工是机械加工中比较常见的一种加工方式。由于细长轴刚性差，车削时产生的受力、受热变形较大，很难保证细长轴的加工质量要求。通过采用合适的装夹方式和先进的加工方法，选择合理的刀具角度和切削用量等措施，可以保证细长轴的加工质量要求。
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