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      車床主軸的設(shè)計研究與分析

      2017-04-27 01:25:32孟憲滿
      科技創(chuàng)新與應(yīng)用 2017年11期
      關(guān)鍵詞:切削用量結(jié)構(gòu)分析加工工藝

      孟憲滿

      摘 要:金屬切削機床是制造業(yè)的母機,它將金屬毛坯加工成要求的零件。目前在國內(nèi)制造業(yè)中,車床應(yīng)用是最廣泛的,它主要加工回轉(zhuǎn)體零件,車床的應(yīng)用不僅提高了生產(chǎn)加工效率,同時降低了制造成本。在車床的總體結(jié)構(gòu)中,主軸是一個非常精密并且加工要求嚴格的零件,主軸的精度高低直接關(guān)系到車床的整體質(zhì)量。主軸的加工需要從它自身的結(jié)構(gòu)進行分析,確定加工工藝、加工基準、工藝路線、加工余量以及切削用量。

      關(guān)鍵詞:結(jié)構(gòu)分析;加工工藝;加工基準;工藝路線;加工余量;切削用量

      1 結(jié)構(gòu)分析

      車床主軸的結(jié)構(gòu)特點為階梯式,用于安裝軸上齒輪和操縱機構(gòu),主軸的內(nèi)部為空心,同時主軸需要傳遞扭矩和旋轉(zhuǎn)運動,所以主軸的材質(zhì)選用非常重要。常見的主軸材質(zhì)如表1。

      車床主軸與軸上零件的示意圖如圖1,通過圖中的機構(gòu)可以看出,車床主軸結(jié)構(gòu)緊湊,每個零件都相互連接,軸承的結(jié)構(gòu)和潤滑、齒輪的位置,以及固定件,這些零件直接影響主軸最終的制造精度。

      2 加工工藝

      2.1 加工基準

      車床主軸加工制造過程中,需要對主軸進行基準確認,而主軸的定位基準選取分為以下幾個方面:在主軸毛坯加工時候,選取毛坯表面作為粗基準;粗加工完成之后進行精加工時候,選取加工后表面定為基準,同時利用工藝基準作為主軸加工的精基準,這樣做的好處就是遵循“基準重合”原則,提高主軸加工精度。

      2.2 工藝路線

      主軸加工路線如圖2。

      主軸的加工工藝如圖2有3種不同方案,根據(jù)機械設(shè)計原理,加工工序要粗、精分開,先粗后精,所以最后一種的工藝路線最合理。

      在對車床主軸加工時候,需要使用錐堵(圖3)。

      錐堵是保證車床主軸加工精度的輔助零件之一,通過使用錐堵,可以增加主軸的同軸度、圓跳動等形位公差的精度。

      2.3 加工余量、切削用量

      車床主軸進行加工的時候需要進行加工余量確認,保證最后精加工和研磨的尺寸,從而使加工后的主軸符合圖紙尺寸和技術(shù)要求。對于粗加工,為了將毛坯的缺陷切削下去,所以對于粗加工的余量比較大,一般為30~40mm,半精加工的余量為3mm,精加工為1~1.5mm,精磨加工余量0.1mm。

      切削用量是指切削速度Vc、進給量f、背吃刀量ap。它們?nèi)N因素中對主軸加工影響,切削速度影響最大,最小的是背吃刀量。

      3 結(jié)束語

      在當(dāng)今社會,制造是一個永恒的話題,制造業(yè)是國家發(fā)展的支柱,機床就是制造業(yè)的基礎(chǔ),提高機床的質(zhì)量就是提高國家的發(fā)展水平,提高車床零部件的技術(shù)要求就會實現(xiàn)機床制造質(zhì)量的提高。主軸加工過程中除了結(jié)構(gòu)上、加工上需要注意,在材料的選擇,以及最后的熱處理等,都是需要設(shè)計分析的,從車床主軸自身尺寸、形狀、位置等方面全面優(yōu)化,從根本上提高主軸的精度和質(zhì)量。

      參考文獻

      [1]黃鶴汀.金屬切削機床設(shè)計[M].北京:機械工業(yè)出版社,2005.

      [2]曹金榜.機床主軸/變速箱設(shè)計指導(dǎo)[M].北京:機械工業(yè)出版社.

      [3]成大先.機械設(shè)計手冊[M].化學(xué)工業(yè)出版社,1993.

      [4]唐金松.簡明機械設(shè)計手冊[M].上??萍技夹g(shù)出版社,2001.

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