細長軸的普通車床車削加工

薛志恒

河南職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南鄭州 450046

細長軸是指軸的長度與其直徑的比例大于20到25之間的軸。由于該種類零件的剛度很差，一直是我國產(chǎn)品加工的難點，并且還有特殊的電訊性能的要求和很高的尺寸要求，在細長軸進行車削加工時，很難保證其加工后的尺寸的精確度。所以如果想要順利地對細長軸進行加工，就必須采取一些有效地措施，還要對材料的本身進行相關(guān)的處理，采取有效地加工方法和合理地加工步驟，才能解決此類問題。

1 細長軸車削加工的缺陷

1）由于細長軸的剛性差，這樣細長的工件由于其自身的重量會出現(xiàn)下垂的現(xiàn)象，所以在進行高速地旋轉(zhuǎn)時，由于其受到離心力和車削時受到的車削力，所以很容易產(chǎn)生細長軸彎曲變形的現(xiàn)象，出現(xiàn)的彎曲情況越嚴(yán)重，在車削時產(chǎn)生的振動就會越大，其表面的精度就難以得到有效地保證；

2）在進行車削加工時會產(chǎn)生很大的熱量，由于產(chǎn)生的熱量很難得到擴散，而且其線的膨脹度很大，所以在兩端頂?shù)暮芫o的時候就極容易產(chǎn)生彎曲變形的現(xiàn)象；

3）細長軸的車削加工需要操作人員具有很高的技術(shù)加工水平，還需要很細心的操作，如果在加工時某一個環(huán)節(jié)的操作不當(dāng)，就容易出現(xiàn)問題，例如徑向跳動、波紋現(xiàn)象、彎曲并且產(chǎn)生竹節(jié)現(xiàn)象等這些加工疵病，所以細長軸的加工對加工機床的調(diào)整、刀具及輔具的應(yīng)用和切削用量都提出了很嚴(yán)格的要求；

4）在對細長軸進行裝夾操作時，由于軸向頂緊力的作用，使得零部件在裝夾的時候已經(jīng)產(chǎn)生彎曲變形的現(xiàn)象，這樣就在加工的時候影響了工件的尺寸和形狀精度；

5）在車削加工的過程中，由于車削力擠壓和牽引導(dǎo)致的工件出現(xiàn)彎曲變形的現(xiàn)象，在細長軸進行車削的過程中，其產(chǎn)生的切削力分解成為背向力、切削力和進給力三種，產(chǎn)生的不同的切削力對加工細長軸時出現(xiàn)彎曲變形現(xiàn)象的影響是不相同的。背向力是與進給運動方向的力是垂直的，其主要作用在機床工藝系統(tǒng)的剛性最差的方向，使地工件在水平面就產(chǎn)生彎曲變形。進給力是由于細長軸的剛性太差導(dǎo)致的彎曲變形的現(xiàn)象。在加工變形的零件時，其在高速的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，因為離心力的作用，使得變形加劇從而引起機床振動。

2 解決車削加工細長軸出現(xiàn)問題的具體措施

1）中心架的選擇和跟刀架材料的正確選擇。（1）在支承細長軸時使用中心架，把中心架直接地支承在工件的中間位置，這樣其L/d值就縮短了一半，這樣就可以增加幾倍的細長軸的剛度，但是在安裝中心架之前，要在毛坯的中部車出一段溝槽便于使用支承中心架支承爪的使用，其表面的粗糙度和其圓柱度的誤差要控制的很小，否則就會對工件的精度造成一定的影響。在車削加工的時候，要經(jīng)常潤滑中心架支承爪和工件的接觸位置。所以為了保持支承爪和工件的良好接觸，可以在支承爪和工件中間增加一層紗布或者研磨劑，在進行研磨和抱合之后就可以保持兩者很好的接觸；（2）使用過渡套筒來支承細長軸。由于車削支承中心架的溝槽是十分困難的，所以為了解決這個麻煩，可以增加使用過渡套筒與去表面相接觸，由于過渡套筒的兩端都有四個螺絲釘，可以用這些螺絲釘把毛坯工件夾住并要調(diào)整套筒的軸線使之與主軸旋轉(zhuǎn)的軸線互相重合，這樣就可以進行車削了；（3）用跟刀架支承細長軸。把跟刀架固定在床鞍上，跟刀架都有兩個支承爪，這樣跟刀架就可以和車刀一起移動，可以抵消徑向切削的時候增加的剛度，這樣就可以減少變形彎曲，進而減小細長軸的表面粗糙度并且提高細長軸的形狀精度。跟刀架在實際使用時，由于工件自身有向下的重力，并且工件會出現(xiàn)避不可免的彎曲變形，所以在進行車削加工時候，工件會因為離心力的原因瞬間的與支承爪分離，接觸支承爪會引起機床的振動。所以要采用有三只支承爪的跟刀架，是工件牢牢的在支承爪下不能移動，這樣在進行車削時就不會產(chǎn)生振動的現(xiàn)象。

2）減少因工件過熱而引起的變形伸長現(xiàn)象。在進行撤銷加工時候，因為切削產(chǎn)生大量的熱量，使得工件的溫度也隨之變高，工件就會逐漸的伸長并出現(xiàn)變形，一般的軸類不會考慮變形伸長的問題，但是因為細長軸的長度很長，總的伸長量也很長，所以引起的熱變形是比較明顯的，細長軸在加工時一端被夾住，而令一端頂住，工件無法伸長，所以工件就會產(chǎn)生彎曲的現(xiàn)象，當(dāng)工件出現(xiàn)彎曲的現(xiàn)象的時候，車削加工就很難再進行下去了。（1）使用彈性回轉(zhuǎn)頂尖加工細長軸，能夠有效地補償細長軸的熱變形伸長，是工件不易彎曲，順利進行車削；（2）加注切削液，不管是低速切削還是高速切削，加注切削液可以起到充分的冷卻效果，不會出現(xiàn)因升溫而引起的熱變形伸長，其還可以增加道具的使用壽命以及加工的質(zhì)量；（3）要保持刀具的銳利，減少工件和車刀之間的摩擦而引起的發(fā)熱狀況。

3）合理地選擇切削的用量。（1）切削的深度。在車削細長軸時，要盡量的減少切削的深度；（2）進給量。要合理地優(yōu)化切削參數(shù)，獲得更合理更有效的車削加工軌跡；（3）切削的速度。切削的速度要控制在一定的范圍內(nèi)，對一些長徑比較大的工件，要適當(dāng)?shù)亟档颓邢鞯乃俣取?/p>

3 結(jié)論

機械加工中細長軸的車削加工時比較常見的，在進行車削加工的時候要使用合理的裝夾方法并且采用先進的技術(shù)方法，選擇合理的道刀具以及控制切削的用量，這樣就可以保證細長軸在車削加工時的質(zhì)量。

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