細(xì)長(zhǎng)軸類結(jié)構(gòu)件車削加工要點(diǎn)分析

摘 要：機(jī)械加工是工業(yè)發(fā)展的重要基礎(chǔ)，在機(jī)械加工中，車削加工占據(jù)整個(gè)加工中的40%左右，做好車削加工的加工質(zhì)量與加工效率的提升對(duì)于提高機(jī)械加工的加工質(zhì)量有著極為重要的意義。細(xì)長(zhǎng)軸是軸類零件車削加工中的重點(diǎn)也是難點(diǎn)，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，細(xì)長(zhǎng)軸在車削加工中的應(yīng)用越來(lái)越多也越來(lái)越廣泛，做好細(xì)長(zhǎng)軸的精細(xì)加工有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。文章在分析細(xì)長(zhǎng)軸加工中所面臨的難點(diǎn)的基礎(chǔ)上對(duì)如何采取相應(yīng)的改進(jìn)措施和加工工藝來(lái)確保細(xì)長(zhǎng)軸的加工質(zhì)量進(jìn)行分析闡述。

關(guān)鍵詞：細(xì)長(zhǎng)軸；車削加工；加工工藝；加工方式

前言

細(xì)長(zhǎng)軸的機(jī)械加工是車削加工中的重點(diǎn)也是難點(diǎn)，細(xì)長(zhǎng)軸由于剛性較差，在車削加工的過(guò)程中由于刀具、熱變形等所帶來(lái)影響會(huì)對(duì)細(xì)長(zhǎng)軸加工的表面質(zhì)量和加工后的形位誤差等造成嚴(yán)重的影響，文章在分析細(xì)長(zhǎng)軸加工時(shí)容易造成的變形影響的基礎(chǔ)上對(duì)如何做好細(xì)長(zhǎng)軸的加工進(jìn)行分析闡述。

1 細(xì)長(zhǎng)軸加工時(shí)所面臨的困難

細(xì)長(zhǎng)軸是車削加工時(shí)的難點(diǎn)，其加工的過(guò)程中會(huì)面臨著以下的難點(diǎn)：（1）熱變形量較大，在細(xì)長(zhǎng)軸車削加工的過(guò)程中，刀具與細(xì)長(zhǎng)軸的切削表面將帶來(lái)較大的切削力，同時(shí)由于細(xì)長(zhǎng)軸表面的熱擴(kuò)散性能較差，從而使得大量的熱量都堆積在細(xì)長(zhǎng)軸中，而細(xì)長(zhǎng)軸加工過(guò)程中采用的裝夾定位將使得細(xì)長(zhǎng)軸兩端的承受較大的夾緊力，使得細(xì)長(zhǎng)軸在兩端的熱膨脹受阻，從而造成細(xì)長(zhǎng)軸產(chǎn)生一定的彎曲形變。（2）細(xì)長(zhǎng)軸由于工件長(zhǎng)徑比較長(zhǎng)，從而導(dǎo)致工件的剛性較差，在細(xì)長(zhǎng)軸的加工過(guò)程中受到的外力較大將會(huì)導(dǎo)致其產(chǎn)生一定的形變。細(xì)長(zhǎng)軸通常指的是長(zhǎng)徑比高于25的軸類零件，在細(xì)長(zhǎng)軸的加工過(guò)程中，由于剛性不足而導(dǎo)致的形變可能在0.2-1mm之間，變形量較大且不易消除，會(huì)對(duì)細(xì)長(zhǎng)軸加工后的表面誤差或是形位誤差都造成嚴(yán)重的影響。（3）在細(xì)長(zhǎng)軸的加工過(guò)程中，由于細(xì)長(zhǎng)軸的長(zhǎng)徑比較高，使得細(xì)長(zhǎng)軸的剛性較差，在加工時(shí)細(xì)長(zhǎng)軸的兩端由于受到卡盤(pán)和頂尖的作用使得其兩端的剛性較強(qiáng)，而細(xì)長(zhǎng)軸的中段的剛性較差在受到夾緊力和切削熱的影響會(huì)使得細(xì)長(zhǎng)軸被頂彎，從而使得細(xì)長(zhǎng)軸在加工時(shí)容易產(chǎn)生較為嚴(yán)重的讓刀問(wèn)題，容易在細(xì)長(zhǎng)軸的車削加工后產(chǎn)生中間粗、兩頭細(xì)的鼓型誤差，嚴(yán)重影響細(xì)長(zhǎng)軸的加工質(zhì)量。

2 提高細(xì)長(zhǎng)軸加工質(zhì)量的方法與措施

細(xì)長(zhǎng)軸的加工是一個(gè)系統(tǒng)性的工程，為提高細(xì)長(zhǎng)軸的加工質(zhì)量需要從細(xì)長(zhǎng)軸加工時(shí)的夾具、機(jī)床輔具、加工工藝等多個(gè)環(huán)節(jié)入手，避免在細(xì)長(zhǎng)軸加工的過(guò)程中產(chǎn)生彎曲變形，從而對(duì)細(xì)長(zhǎng)軸的加工質(zhì)量造成嚴(yán)重的影響。

2.1 選擇合理的細(xì)長(zhǎng)軸加工時(shí)的裝夾方法

細(xì)長(zhǎng)軸加工時(shí)的裝夾方法對(duì)于細(xì)長(zhǎng)軸的加工質(zhì)量有著嚴(yán)重的影響，在以往的細(xì)長(zhǎng)軸的加工過(guò)程中多采用的是雙頂尖的裝夾方法，采用此種裝夾方法能夠最大限度地確保細(xì)長(zhǎng)軸加工后的兩端的同心度，同時(shí)采用雙頂尖的加工方法在細(xì)長(zhǎng)軸的裝夾上較為方便，裝夾后無(wú)需再重新進(jìn)行找正，能夠較高的對(duì)細(xì)長(zhǎng)軸的定位精度進(jìn)行保證，采用雙頂尖的裝夾方法相較于一頂一夾的裝夾方法在剛度方法有所不足，從而影響了切削用量的提高。在細(xì)長(zhǎng)軸采用雙頂尖裝夾的過(guò)程中需要注意頂尖與錐孔之間的配合，避免錐孔中的異物影響裝夾的效果，同時(shí)要注意檢查裝夾頂尖的的精度，對(duì)于磨損的頂尖要及時(shí)更換。除了雙頂尖裝夾法外，在細(xì)長(zhǎng)軸的加工過(guò)程中還可以采用一頂一夾的裝夾方法，采用此種方法相較于其他方法在細(xì)長(zhǎng)軸的剛性方面承受力較強(qiáng)，因此得到了較為廣泛的應(yīng)用，在細(xì)長(zhǎng)軸的加工過(guò)程中需要注意的是：

在頂尖端要控制其頂緊力，避免頂緊力過(guò)大使得細(xì)長(zhǎng)軸產(chǎn)生完全變形，同時(shí)還需要避免細(xì)長(zhǎng)軸加過(guò)程中所產(chǎn)生的加工熱所導(dǎo)致的軸向延伸造成細(xì)長(zhǎng)軸彎曲變形。在細(xì)長(zhǎng)軸的一裝一夾的裝夾方法中還應(yīng)該注意兩端的同軸度問(wèn)題，在細(xì)長(zhǎng)軸裝夾完成后需要進(jìn)行重新找正，避免因卡盤(pán)卡爪夾緊面與頂尖產(chǎn)生軸向錯(cuò)位，從而造成細(xì)長(zhǎng)軸在加工的過(guò)程中產(chǎn)完全變形。為解決細(xì)長(zhǎng)軸在一頂一夾的裝夾方法所帶來(lái)的問(wèn)題，在使用一頂一夾的裝夾方法中，需要在頂尖處采用彈性活動(dòng)頂尖，從而在細(xì)長(zhǎng)軸加工時(shí)因加工熱而產(chǎn)生的軸向熱膨脹伸縮時(shí)活頂尖能夠伸縮，從而避免產(chǎn)生完全變形，同時(shí)為了避免細(xì)長(zhǎng)軸加工時(shí)所產(chǎn)生的不同軸問(wèn)題可以在卡爪與細(xì)長(zhǎng)軸之間墊入一個(gè)開(kāi)口的鋼絲圈，用以減少卡爪與細(xì)長(zhǎng)軸的軸向觸長(zhǎng)度，減小或是消除細(xì)長(zhǎng)軸裝夾時(shí)所帶來(lái)的過(guò)定位，減少細(xì)長(zhǎng)軸加工時(shí)的彎曲變形。在細(xì)長(zhǎng)軸的加工過(guò)程中還可以采用該雙刀切削法，采用雙刀切削最主要的就是依靠刀具的相互抵消的作用使得細(xì)長(zhǎng)軸橫向受力降低，從而提高細(xì)長(zhǎng)軸在加工時(shí)的彎曲變形的量，提高細(xì)長(zhǎng)軸的加工精度，此種方法多應(yīng)用于細(xì)長(zhǎng)軸的批量加工過(guò)程中，其具體的加工方法是在細(xì)長(zhǎng)軸加工時(shí)采用前后兩把車刀，即在細(xì)長(zhǎng)軸加工時(shí)增加后刀架，將兩把車刀徑向相向而裝，通過(guò)兩刀同時(shí)動(dòng)作所產(chǎn)生的力相互抵消來(lái)降低細(xì)長(zhǎng)軸時(shí)所產(chǎn)生的影響。在加工的過(guò)程中除了以上的加工方式外還有跟刀架和中心架法和反向切削法，在采用跟刀架和中心架的細(xì)長(zhǎng)軸加工方法時(shí)，可以有效地降低細(xì)長(zhǎng)軸剛性差對(duì)車削加工所帶來(lái)的影響，此方法最主要的就是通過(guò)在細(xì)長(zhǎng)軸上施加一個(gè)力量支點(diǎn)，用以縮短細(xì)長(zhǎng)軸車削過(guò)程中刀具的力的作用點(diǎn)和支承點(diǎn)之間的距離，從而有效地增加細(xì)長(zhǎng)軸的剛性，提高細(xì)長(zhǎng)軸的加工質(zhì)量。采用反向切削法主要是在切削的過(guò)程中車刀從卡盤(pán)方向向尾座方向切削，從而消除切削時(shí)所產(chǎn)生的軸向力減少其對(duì)細(xì)長(zhǎng)軸所造成的彎曲變形，提高細(xì)長(zhǎng)軸的形位加工質(zhì)量。

2.2 選擇合理的車刀角度

在細(xì)長(zhǎng)軸車削的過(guò)程中，如果工藝系統(tǒng)剛性較差時(shí)，在車削時(shí)對(duì)于車刀角度的選擇上需要選擇較大的主偏角，用以減少細(xì)長(zhǎng)軸車削時(shí)所產(chǎn)生的車削力，同時(shí)選用大前角或負(fù)刃傾角的刀具時(shí)可以有效地降低細(xì)長(zhǎng)軸車削時(shí)所產(chǎn)生的切削熱。

2.3 控制細(xì)長(zhǎng)軸車削時(shí)的進(jìn)刀量

在細(xì)長(zhǎng)軸車削時(shí)，由于細(xì)長(zhǎng)軸的剛性較差，其車削量的多少對(duì)于細(xì)長(zhǎng)軸的加工會(huì)產(chǎn)生十分重要的影響，在細(xì)長(zhǎng)軸車削時(shí)，不同的車削量會(huì)對(duì)細(xì)長(zhǎng)軸車削加工產(chǎn)生不同的影響。在對(duì)細(xì)長(zhǎng)軸進(jìn)行車削加工時(shí)，應(yīng)當(dāng)根據(jù)工藝系統(tǒng)所確定的切削進(jìn)給量來(lái)對(duì)細(xì)長(zhǎng)軸進(jìn)行加工，一般來(lái)說(shuō)，相對(duì)于普通的軸類零件，在加工細(xì)長(zhǎng)軸類零件時(shí)，需要選用較低的車削進(jìn)給量。軸車削進(jìn)給量的選擇如圖1所示。

圖1 細(xì)長(zhǎng)軸車削進(jìn)給量的選擇

3 結(jié)束語(yǔ)

細(xì)長(zhǎng)軸是車削加工中的難點(diǎn)也是重點(diǎn)，文章在分析細(xì)長(zhǎng)軸車削加工所面臨的困難的基礎(chǔ)上，對(duì)如何做好細(xì)長(zhǎng)軸的車削加工進(jìn)行了分析闡述。

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