浅析数控车加工威姿轿车传动轴出现崩纹、变形等问题的解决

作者:未知

  摘 要:随着我国社会经济的不断增长,制造行业的发展取得很大的进步,数控车得到广泛的应用。数控车床所加工的零件,其精度和表面质量都是非常高的,同时也减轻了工人的劳动强度。一般数控加工都是通过编制程序一次性加工出所需要的零件,在加工前一定要明确相应的数据,确保数据的准确性,一旦数据出现问题,就会造成很严重的后果,所加工的零件会因此报废,甚至有可能给企业带来重大损失。目前,各大企业在使用大宇300L数控车床加工威姿轿车传动轴右轴依然存在一定的问题,给企业的经济效益造成一定的影响。由于威姿轿车传动轴右轴属于细长轴类工件,在车削加工过程中经常会出现崩纹和变形的现象,根本无法满足该零件的加工要求,基于此,作者通过对数控车床结构和工作原理分析,并查阅相关资料寻找数控车床加工细长轴的方法,结合普通车床中心架跟刀架工作原理设计了细长轴支撑架,进而解决了该类型的细长轴加工难题,促使威姿轿车传动轴的质量得到有效提高,提高企业的工作效率。
  关键词:传动轴;支撑架;崩纹
  1 前言
  目前,我国各大汽车零件制造企业的发展还是比较乐观的,由于数控车床的诞生,企业的经济效益得到很大程度的提升,并且在一定程度上也减轻了部分劳动者的工作强度。数控车床的加工精度高,自动化程度高,在机械加工领域得到广泛应用。特别是一些结构比较复杂的斜线回转体和各类螺纹加工。数控车床在加工零件时,都是通过提前编制好的程序进行加工。但是,在使用大宇300L数控车床加工威姿轿车传动轴右轴时,传动轴会产生崩纹和变形的状况,给企业的经济造成一定的损失,降低企业的工作效率,严重影响企业的发展。因此,作者对数控车床加工威姿轿车传动轴右轴的全过程进行详细的调查,总结和分析其中存在的问题,提出了自己的见解,设计出加工细长轴的支撑架,进而解决该类型的细长轴加工难题,促使数控车床的工作效率得到有效的提高,确保威姿轿车传动轴的质量,加快我国汽车零件制造行业的发展。
  2 数控车床的现状以及发展趋势
  数控车床是一种机电一体化的设备,在我国的机床制造技术上呈现出多样化以及专门化的技术趋势。数控技术在我国制造行业得到广泛的应用,各国的经济发展主要通过大力发展车床的数控核心技术,进而不断提高国家的综合实力水平。目前,我国的数控车床的品种非常多,质量也是很可靠[1]。但是,与国外发达国家相比还是存在一定的差距,因此,我国通过与国外比较著名的机床厂家進行合作,不断引进先进的技术,来不断提高我国的机床制造水平。同时,国家要对数控技术方面进行不断的开发,要高度的重视。培养高端人才,提高自主创新能力,不断完善和提高数控机床的加工精度以及机床的工作效率,进而确保零件的质量,不断提升企业的经济效益,促使企业得到良好的发展。
  随着我国网络信息化技术的不断发展,我国数控车床产业呈现出一下发展趋势:一是,高精度。由于车床的主轴速度、进给率以及换刀速度的不断提高,促使机床所加工出的零件有着较高的精度,同时,提升企业的工作效率,加强企业的市场竞争力;二是,绿色化。人们的环境保护意识越来越强烈,我国的各个行业在发展的同时也关注着环境的变化。所以,当前数控车床的发展要考虑节能和环保的问题。目前,大部分企业数控车床在加工过程中都尽量少用冷却液来进行切削,节约能源,深受广大群众的认可;三是,高性能。随着社会经济的不断增长,数控技术也得到进一步的完善,数控技术已经实现对台集中控制,甚至远程控制。通过高科技网络信息技术,机床制造商可以构建远程操控技术,利用信息的传输、储存以及远程智能化诊断。不断扩大机床的使用范围,一机多用,进而提高企业的工作效率,为企业的获取更多的经济效益[2]。
  3 传动轴
  汽车传动轴是万向转动装置中的主要传动部件,分成左右两半,因此也称半轴,传动轴的功用是用来连接变速器和驱动桥,在转向驱动桥和断开式驱动桥中,则用来连接差速器和驱动轮,传动轴在工作中处于高速旋转状态,其转速和所传递的转矩都在不断发生变化,于是要求传动轴不能弯曲变形,威姿轿车传动轴右轴上分布着多个台阶,凹槽和圆弧,其外圆最大位置直径为25.5-0.2mm,最小直径为20.9-0.01——20.9-0.03,径跳0.06mm,工件全长为736mm,在数控车上加工采取一夹一顶夹紧装置,加工难度大,加工时出现振动,产生崩纹,外圆发生变形,出现两端细,中间粗的呈腰鼓形,为了解决这一难题,我做了课题攻关,并成功设计了细长轴支撑架,以下是我在实际操作中碰到和解决的问题,并做了一些分析和总结。
  4 威姿轿车传动轴在加工过程中出现崩纹和变形的原因
  从数控车工作原理和普通车床对细长轴加工原理分析,一般大宇300L数控车床都是采用10刀位转塔式全自动数控车床,配有液压夹盘以及液压顶尖,主轴最大加工直径75mm,夹盘可加工装夹最大直径300mm,刀塔最大行程1180mm,主要是加工大型或长轴类工件,威姿轿车传动轴的右轴分成一端车型和另一端车型,由于该轴太长,数控车床的夹盘和顶尖尾座没有足够的空间,进而导致工件露出来夹盘450mm,在加工过程中出现崩纹和变形的现象,主要原因有三个,第一个原因是数控车床使用的的刀具是机夹刀具,刀尖不是很锋利,车削方式属于挤削,在加工过程中,刀具对工件有着很大的顶力,如果工件过长就会导致钢性不足,进而工件会产生变形;第二个原因是大宇300L数控车床的装夹方式采用一夹一顶的形式对工件夹紧装置,由于工件伸出夹盘过长,进而导致工件钢性严重不足,如果在加工过程中没有辅助支撑装置,刀具与工件之间由于挤屑相互作用就会产生崩纹;第三个原因是威姿轿车传功轴的右轴加工长度已超出直径20倍以上,由于工件本身的重量,在数控车床主轴高速旋转的情况下,就会产生一定的离心力,促使刀具在与零接触刀时会产生经向切削力,进而造成工件产生剧烈的振动,导致工件出现崩纹或弯曲变形的状况,同时以上三种原因是相互作用的[3]。   5 解决威姿轿车传动轴在加工过程中出现崩纹和变形相关措施
  结合普车加工细长轴时也有采用一夹一顶装夹方式,并利用中心架或跟刀架解决上述难题,但只限加工光轴或简单的台阶轴[4]。威姿轿车传动轴的右轴属于多台阶,多凹槽及圆弧组成的工件,根本无法使用普车跟刀架或中心架。总结和分析中心架和跟刀架工作原理,并经过不断的调试和改进,成功设计了数控车细长轴加工支撑架,其工作原理如下:
  (1)利用凹形槽紧固装置将支撑架固定到设定的尾座导轨上。
  (2)调整支撑架横向轴和纵向轴长度距离,使支撑架装置正好顶到工件上。
  (3)支撑装置是按照双轮浮动滚花刀原理设计,将双轮滚花刀改成双轮轴
  承,利用浮动双轮轴承支撑工件下方,并在支撑装置上安装了弹簧通过碟
  形螺母调整支撑装置对工件的顶力,当刀具在工件上方进行切削加工时,与两支撑装置的两个轴承轮形成三个方向同时对工件进行限制,限制了工件上下以及左右摆动,进而消除了离心力,不断提高工件的钢性,促使由于振动产生的崩纹和变形问题得以解决,细长轴支撑架的成功设计,不但解决了大宇300L数控车床加工威姿轿车传动轴的右轴,还能加工其他汽车类传动轴等细长轴类零件,大大提高了数控车的加工能力,促使数控车工床在我国得到广泛的应用,全面提高我国的经济效益。
  6 结语
  综上所述,数控车床在我国汽车零件制造上有着非常重要的作用,为企业的经济创造利益,比较复杂的零件都是要通过数控车床来进行加工。但是,在使用大宇300L数控车床加工威姿轿车传动轴右轴时,因为该传动轴是细长轴,在加工过程中,经常会出现崩纹和变形的现象。作者对加工过程進行分析,主要原因是由于车床加工威姿轿车传动轴所使用的车刀不是很锋利,车削的形式属于挤削,刀具对工件会产生一定的顶力,工件一旦过长就很容易产生变形,另外,由于数控车床在装夹方式是采用两头固定,再加上零件比较长,数控车的转速一旦过高,会产生离心力,在吃刀过程中会形成经向切削力,促使传动轴出现崩纹或弯曲变形。由此作者针对以上问题设计出一种支撑架,将零件牢牢的固定在车床上,降低离心率力,支撑架与两个轴承轮形成三个方向对其进行限制,不断提高零件的刚性,进而解决加工威姿轿车传动轴右轴所出现崩纹和变形的现象,同时其他细长类轴件在加工时也得到了一定的保障,促使数控车床在我国得到良好的发展。
  参考文献:
  [1]李秀峰.数控车削加工多用传动轴的工艺工装分析[J].山东工业技术,2014(17):9+37.
  [2]杨彦东.传动轴配合件零件的数控加工工艺设计[J].科技创新与应用,2013(05):72.
  [3]顾伟明.探讨机械数控技术的应用现状和发展趋势[J].科技风,2019(07):141.
  [4]洪剑.数控车床加工精度的影响因素及解决措施探究[J].山东工业技术,2019(03):43.
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