吴明明

(安徽三联学院 机械工程学院，合肥 230601)



基于ANSYS的细长轴车削加工分析

吴明明

(安徽三联学院 机械工程学院，合肥 230601)

在对细长轴传统车削(正向)弯曲变形分析的基础上，提出细长轴逆向车削的加工方法，并对细长轴的逆向车削进行弯曲变形分析，再利用有限元法分别对两种车削方案的加工精度进行仿真，最后通过实验验证逆向车削可以在一定程度上提高细长轴类零件的车削加工精度。

细长轴；逆向车削；有限元法

在机械加工中，把长径比大于20的轴类零件统称为细长轴。细长轴零件由于本身刚度原因，在车削时容易产生弯曲变形，从而改变车削刀具的实际走刀线路，车削加工精度低，很难获得理想的加工尺寸[1]，因此被认为是车削加工中的工艺难题。目前，国内外对提高细长轴车削加工精度的研究主要分为两类：一是改变工件装夹方式，将传统的卡盘-顶尖装夹改进为两顶尖装夹；二是改变切削力等加工工艺参数。本文在对细长轴传统车削方法进行力学建模和受力分析的基础上，提出逆向车削的加工方法，并建立逆向车削力学模型，以分析其加工特性。通过ANSYS有限元法[2]对两种车削方法加工精度的仿真结果进行分析比较。

1 细长轴车削弯曲变形分析

1.1 正向车削弯曲变形分析

工件采用传统的卡盘-顶尖装夹方式装夹，这种装夹方式可以简化为求解一次超静定梁问题[3]，其力学模型如图1所示。正向车削时，车刀从机床围座向卡盘方向进给，切削分力Fx使工件受压，细长轴会产生比较明显的弯曲变形；……