李 健，庞 勇

(广西工学院机械工程系，广西柳州 545006)

细长轴车削加工径向变形和切削力的分析计算

李 健，庞 勇

(广西工学院机械工程系，广西柳州 545006)

为减少细长轴的车削加工误差，论文对某细长轴的精加工车削和粗加工车削过程进行了分析，结合实际加工情况运用有限差分法和有限元法(不考虑加工机床主轴组件和尾座的刚性和考虑加工机床的刚性)分别求出精加工车削和粗加工车削过程细长轴外轮廓变形和径向切削力的变化，为细长轴的自动加工控制、减少加工误差提供各种数据，从而提高细长轴的加工质量。

径向变形;切削力;车削;细长轴

0 引言

细长轴车削加工国内外进行了不少的研究，国外主要集中于机理研究，国外学者Phan和Cloutier建立了车削加工中具有封闭解的工件变形的有限元模型［1］。国内研究主要在于细长轴车削加工理论误差分析和数控补偿加工的动态数值模拟［2-3］。本文主要研究应用有限差分法和有限元法(无刚度约束和有刚度约束)逐点求出精加工和粗加工细长轴车削过程中外轮廓变形和径向切削力的变化，为细长轴的装夹、自动化加工控制提供各种数据，以提高细长轴的加工质量。

1 有限差分法求轴的变形和切削力的变化

1.1 建立精、粗加工有限差分模型

本次研究选用直径为40mm，长度为1200mm的细长轴，采用CK6140为加工机床。初设粗、精加工的背吃刀量ap为2.5mm和0.2mm，其径向切削力计算公式如下:

式中:Fp——径向切削力;

CFp——取决于工件材料和切削条件的系数;