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细长轴的长度和直径之比(L/D)一般都大于20,车削时机床—工件—刀具工艺系统的刚性较差,工件极易弯曲且产生振动,特别是加工锥形部分时刚度更差。另外,由于细长轴热扩散性差,切削过程中切削热使工件产生的线膨胀,也会使工件容易产生腰鼓形、麻花形、竹节形等缺陷,不易获得满意的表面粗糙度和几何精度,这对刀具、机床、辅助工具和工艺方法均有较高要求。高精度变径细长轴(顶杆)的加工,是我公司的一大难题。当前该问题的解决主要靠操作者的经验,因此对工人的技术水平要求很高,且生产效率很低。在科技高速发展的今天,对零件加工精度的要求越来越高,设计和制造的高效与自动化是今后发展的必然趋势,传统的加工方法很难满足加工精度和生产效率的要求,因此寻找解决细长轴车削加工难题的突破口就显得尤为重要。鉴于长钢协和钢管公司穿孔工具(顶杆)长期外购,同时更出于提高机电建设发展有限公司设备备件自给率及扭亏增盈的需要,经公司研究决定立项开发。
本文力图通过对细长轴车削时的振动规律探讨,结合对变径细长轴之切削和滚压工艺特点的分析,设计制作液压定心变径滚压跟刀架装置。该装置具备完全抵消切削径向分力、高精度自动定心跟随工件直径变化、高强度滚压等三大功能。
首先,对细长轴车削加工技术在国内外的发展状况进行了综述。国外此课题研究较少且集中于机理研究。国内研究较多,主要集中在加工技巧的总结与改进,如:切削用量的合理选择以及增加附加作用力等方面。无疑,这些对减小细长轴的几何形状误差和尺寸误差均起到了积极作用,但深入的理论研究不多。
然后,通过对工件加工工艺方案的分析,研究了车削细长轴时的弯曲问题和其影响因素。
再后,通过对跟刀架及切削用量对细长轴尺寸误差影响的研究,完成整个液压定心变径滚压复合跟刀架的设计任务。