徐云飛 宿華龍 付春鵬

摘 要：隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷增長(zhǎng)，制造行業(yè)的發(fā)展取得很大的進(jìn)步，數(shù)控車得到廣泛的應(yīng)用。數(shù)控車床所加工的零件，其精度和表面質(zhì)量都是非常高的，同時(shí)也減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。一般數(shù)控加工都是通過編制程序一次性加工出所需要的零件，在加工前一定要明確相應(yīng)的數(shù)據(jù)，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，一旦數(shù)據(jù)出現(xiàn)問題，就會(huì)造成很嚴(yán)重的后果，所加工的零件會(huì)因此報(bào)廢，甚至有可能給企業(yè)帶來重大損失。目前，各大企業(yè)在使用大宇300L數(shù)控車床加工威姿轎車傳動(dòng)軸右軸依然存在一定的問題，給企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益造成一定的影響。由于威姿轎車傳動(dòng)軸右軸屬于細(xì)長(zhǎng)軸類工件，在車削加工過程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)崩紋和變形的現(xiàn)象，根本無法滿足該零件的加工要求，基于此，作者通過對(duì)數(shù)控車床結(jié)構(gòu)和工作原理分析，并查閱相關(guān)資料尋找數(shù)控車床加工細(xì)長(zhǎng)軸的方法，結(jié)合普通車床中心架跟刀架工作原理設(shè)計(jì)了細(xì)長(zhǎng)軸支撐架，進(jìn)而解決了該類型的細(xì)長(zhǎng)軸加工難題，促使威姿轎車傳動(dòng)軸的質(zhì)量得到有效提高，提高企業(yè)的工作效率。

關(guān)鍵詞：傳動(dòng)軸;支撐架;崩紋

1 前言

目前，我國(guó)各大汽車零件制造企業(yè)的發(fā)展還是比較樂觀的，由于數(shù)控車床的誕生，企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益得到很大程度的提升，并且在一定程度上也減輕了部分勞動(dòng)者的工作強(qiáng)度。數(shù)控車床的加工精度高，自動(dòng)化程度高，在機(jī)械加工領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。特別是一些結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的斜線回轉(zhuǎn)體和各類螺紋加工。數(shù)控車床在加工零件時(shí)，都是通過提前編制好的程序進(jìn)行加工。但是，在使用大宇300L數(shù)控車床加工威姿轎車傳動(dòng)軸右軸時(shí)，傳動(dòng)軸會(huì)產(chǎn)生崩紋和變形的狀況，給企業(yè)的經(jīng)濟(jì)造成一定的損失，降低企業(yè)的工作效率，嚴(yán)重影響企業(yè)的發(fā)展。因此，作者對(duì)數(shù)控車床加工威姿轎車傳動(dòng)軸右軸的全過程進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)查，總結(jié)和分析其中存在的問題，提出了自己的見解，設(shè)計(jì)出加工細(xì)長(zhǎng)軸的支撐架，進(jìn)而解決該類型的細(xì)長(zhǎng)軸加工難題，促使數(shù)控車床的工作效率得到有效的提高，確保威姿轎車傳動(dòng)軸的質(zhì)量，加快我國(guó)汽車零件制造行業(yè)的發(fā)展。

2 數(shù)控車床的現(xiàn)狀以及發(fā)展趨勢(shì)

數(shù)控車床是一種機(jī)電一體化的設(shè)備，在我國(guó)的機(jī)床制造技術(shù)上呈現(xiàn)出多樣化以及專門化的技術(shù)趨勢(shì)。數(shù)控技術(shù)在我國(guó)制造行業(yè)得到廣泛的應(yīng)用，各國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展主要通過大力發(fā)展車床的數(shù)控核心技術(shù)，進(jìn)而不斷提高國(guó)家的綜合實(shí)力水平。目前，我國(guó)的數(shù)控車床的品種非常多，質(zhì)量也是很可靠[1]。但是，與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家相比還是存在一定的差距，因此，我國(guó)通過與國(guó)外比較著名的機(jī)床廠家進(jìn)行合作，不斷引進(jìn)先進(jìn)的技術(shù)，來不斷提高我國(guó)的機(jī)床制造水平。同時(shí)，國(guó)家要對(duì)數(shù)控技術(shù)方面進(jìn)行不斷的開發(fā)，要高度的重視。培養(yǎng)高端人才，提高自主創(chuàng)新能力，不斷完善和提高數(shù)控機(jī)床的加工精度以及機(jī)床的工作效率，進(jìn)而確保零件的質(zhì)量，不斷提升企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，促使企業(yè)得到良好的發(fā)展。

隨著我國(guó)網(wǎng)絡(luò)信息化技術(shù)的不斷發(fā)展，我國(guó)數(shù)控車床產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)出一下發(fā)展趨勢(shì)：一是，高精度。由于車床的主軸速度、進(jìn)給率以及換刀速度的不斷提高，促使機(jī)床所加工出的零件有著較高的精度，同時(shí)，提升企業(yè)的工作效率，加強(qiáng)企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力;二是，綠色化。人們的環(huán)境保護(hù)意識(shí)越來越強(qiáng)烈，我國(guó)的各個(gè)行業(yè)在發(fā)展的同時(shí)也關(guān)注著環(huán)境的變化。所以，當(dāng)前數(shù)控車床的發(fā)展要考慮節(jié)能和環(huán)保的問題。目前，大部分企業(yè)數(shù)控車床在加工過程中都盡量少用冷卻液來進(jìn)行切削，節(jié)約能源，深受廣大群眾的認(rèn)可;三是，高性能。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷增長(zhǎng)，數(shù)控技術(shù)也得到進(jìn)一步的完善，數(shù)控技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)對(duì)臺(tái)集中控制，甚至遠(yuǎn)程控制。通過高科技網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)，機(jī)床制造商可以構(gòu)建遠(yuǎn)程操控技術(shù)，利用信息的傳輸、儲(chǔ)存以及遠(yuǎn)程智能化診斷。不斷擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍，一機(jī)多用，進(jìn)而提高企業(yè)的工作效率，為企業(yè)的獲取更多的經(jīng)濟(jì)效益[2]。

3 傳動(dòng)軸

汽車傳動(dòng)軸是萬(wàn)向轉(zhuǎn)動(dòng)裝置中的主要傳動(dòng)部件，分成左右兩半，因此也稱半軸，傳動(dòng)軸的功用是用來連接變速器和驅(qū)動(dòng)橋，在轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋和斷開式驅(qū)動(dòng)橋中，則用來連接差速器和驅(qū)動(dòng)輪，傳動(dòng)軸在工作中處于高速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，其轉(zhuǎn)速和所傳遞的轉(zhuǎn)矩都在不斷發(fā)生變化，于是要求傳動(dòng)軸不能彎曲變形，威姿轎車傳動(dòng)軸右軸上分布著多個(gè)臺(tái)階，凹槽和圓弧，其外圓最大位置直徑為25.5-0.2mm，最小直徑為20.9-0.01——20.9-0.03，徑跳0.06mm，工件全長(zhǎng)為736mm，在數(shù)控車上加工采取一夾一頂夾緊裝置，加工難度大，加工時(shí)出現(xiàn)振動(dòng)，產(chǎn)生崩紋，外圓發(fā)生變形，出現(xiàn)兩端細(xì)，中間粗的呈腰鼓形，為了解決這一難題，我做了課題攻關(guān)，并成功設(shè)計(jì)了細(xì)長(zhǎng)軸支撐架，以下是我在實(shí)際操作中碰到和解決的問題，并做了一些分析和總結(jié)。

4 威姿轎車傳動(dòng)軸在加工過程中出現(xiàn)崩紋和變形的原因

從數(shù)控車工作原理和普通車床對(duì)細(xì)長(zhǎng)軸加工原理分析，一般大宇300L數(shù)控車床都是采用10刀位轉(zhuǎn)塔式全自動(dòng)數(shù)控車床，配有液壓夾盤以及液壓頂尖，主軸最大加工直徑75mm，夾盤可加工裝夾最大直徑300mm，刀塔最大行程1180mm，主要是加工大型或長(zhǎng)軸類工件，威姿轎車傳動(dòng)軸的右軸分成一端車型和另一端車型，由于該軸太長(zhǎng)，數(shù)控車床的夾盤和頂尖尾座沒有足夠的空間，進(jìn)而導(dǎo)致工件露出來夾盤450mm，在加工過程中出現(xiàn)崩紋和變形的現(xiàn)象，主要原因有三個(gè)，第一個(gè)原因是數(shù)控車床使用的的刀具是機(jī)夾刀具，刀尖不是很鋒利，車削方式屬于擠削，在加工過程中，刀具對(duì)工件有著很大的頂力，如果工件過長(zhǎng)就會(huì)導(dǎo)致鋼性不足，進(jìn)而工件會(huì)產(chǎn)生變形;第二個(gè)原因是大宇300L數(shù)控車床的裝夾方式采用一夾一頂?shù)男问綄?duì)工件夾緊裝置，由于工件伸出夾盤過長(zhǎng)，進(jìn)而導(dǎo)致工件鋼性嚴(yán)重不足，如果在加工過程中沒有輔助支撐裝置，刀具與工件之間由于擠屑相互作用就會(huì)產(chǎn)生崩紋;第三個(gè)原因是威姿轎車傳功軸的右軸加工長(zhǎng)度已超出直徑20倍以上，由于工件本身的重量，在數(shù)控車床主軸高速旋轉(zhuǎn)的情況下，就會(huì)產(chǎn)生一定的離心力，促使刀具在與零接觸刀時(shí)會(huì)產(chǎn)生經(jīng)向切削力，進(jìn)而造成工件產(chǎn)生劇烈的振動(dòng)，導(dǎo)致工件出現(xiàn)崩紋或彎曲變形的狀況，同時(shí)以上三種原因是相互作用的[3]。

5 解決威姿轎車傳動(dòng)軸在加工過程中出現(xiàn)崩紋和變形相關(guān)措施

結(jié)合普車加工細(xì)長(zhǎng)軸時(shí)也有采用一夾一頂裝夾方式，并利用中心架或跟刀架解決上述難題，但只限加工光軸或簡(jiǎn)單的臺(tái)階軸[4]。威姿轎車傳動(dòng)軸的右軸屬于多臺(tái)階，多凹槽及圓弧組成的工件，根本無法使用普車跟刀架或中心架。總結(jié)和分析中心架和跟刀架工作原理，并經(jīng)過不斷的調(diào)試和改進(jìn)，成功設(shè)計(jì)了數(shù)控車細(xì)長(zhǎng)軸加工支撐架，其工作原理如下：

（1）利用凹形槽緊固裝置將支撐架固定到設(shè)定的尾座導(dǎo)軌上。

（2）調(diào)整支撐架橫向軸和縱向軸長(zhǎng)度距離，使支撐架裝置正好頂?shù)焦ぜ稀?/p>

（3）支撐裝置是按照雙輪浮動(dòng)滾花刀原理設(shè)計(jì)，將雙輪滾花刀改成雙輪軸

承，利用浮動(dòng)雙輪軸承支撐工件下方，并在支撐裝置上安裝了彈簧通過碟

形螺母調(diào)整支撐裝置對(duì)工件的頂力，當(dāng)?shù)毒咴诠ぜ戏竭M(jìn)行切削加工時(shí)，與兩支撐裝置的兩個(gè)軸承輪形成三個(gè)方向同時(shí)對(duì)工件進(jìn)行限制，限制了工件上下以及左右擺動(dòng)，進(jìn)而消除了離心力，不斷提高工件的鋼性，促使由于振動(dòng)產(chǎn)生的崩紋和變形問題得以解決，細(xì)長(zhǎng)軸支撐架的成功設(shè)計(jì)，不但解決了大宇300L數(shù)控車床加工威姿轎車傳動(dòng)軸的右軸，還能加工其他汽車類傳動(dòng)軸等細(xì)長(zhǎng)軸類零件，大大提高了數(shù)控車的加工能力，促使數(shù)控車工床在我國(guó)得到廣泛的應(yīng)用，全面提高我國(guó)的經(jīng)濟(jì)效益。

6 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，數(shù)控車床在我國(guó)汽車零件制造上有著非常重要的作用，為企業(yè)的經(jīng)濟(jì)創(chuàng)造利益，比較復(fù)雜的零件都是要通過數(shù)控車床來進(jìn)行加工。但是，在使用大宇300L數(shù)控車床加工威姿轎車傳動(dòng)軸右軸時(shí)，因?yàn)樵搨鲃?dòng)軸是細(xì)長(zhǎng)軸，在加工過程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)崩紋和變形的現(xiàn)象。作者對(duì)加工過程進(jìn)行分析，主要原因是由于車床加工威姿轎車傳動(dòng)軸所使用的車刀不是很鋒利，車削的形式屬于擠削，刀具對(duì)工件會(huì)產(chǎn)生一定的頂力，工件一旦過長(zhǎng)就很容易產(chǎn)生變形，另外，由于數(shù)控車床在裝夾方式是采用兩頭固定，再加上零件比較長(zhǎng)，數(shù)控車的轉(zhuǎn)速一旦過高，會(huì)產(chǎn)生離心力，在吃刀過程中會(huì)形成經(jīng)向切削力，促使傳動(dòng)軸出現(xiàn)崩紋或彎曲變形。由此作者針對(duì)以上問題設(shè)計(jì)出一種支撐架，將零件牢牢的固定在車床上，降低離心率力，支撐架與兩個(gè)軸承輪形成三個(gè)方向?qū)ζ溥M(jìn)行限制，不斷提高零件的剛性，進(jìn)而解決加工威姿轎車傳動(dòng)軸右軸所出現(xiàn)崩紋和變形的現(xiàn)象，同時(shí)其他細(xì)長(zhǎng)類軸件在加工時(shí)也得到了一定的保障，促使數(shù)控車床在我國(guó)得到良好的發(fā)展。

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