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

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　　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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