細長軸的普通車床車削加工

薛志恒

河南職業技術學院，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下垂的現象，所以在進行高速地旋轉時，由于其受到離心力和車削時受到的車削力，所以很容易產生細長軸彎曲變形的現象，出現的彎曲情況越嚴重，在車削時產生的振動就會越大，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生很大的熱量，由于產生的熱量很難得到擴散，而且其線的膨脹度很大，所以在兩端頂的很緊的時候就極容易產生彎曲變形的現象；

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

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產生彎曲變形的現象，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致的工件出現彎曲變形的現象，在細長軸進行車削的過程中，其產生的切削力分解成為背向力、切削力和進給力三種，產生的不同的切削力對加工細長軸時出現彎曲變形現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的剛性最差的方向，使地工件在水平面就產生彎曲變形。進給力是由于細長軸的剛性太差導致的彎曲變形的現象。在加工變形的零件時，其在高速的旋轉狀態，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整套筒的軸線使之與主軸旋轉的軸線互相重合，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生振動的現象。

2）減少因工件過熱而引起的變形伸長現象。在進行撤銷加工時候，因為切削產生大量的熱量，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，所以工件就會產生彎曲的現象，當工件出現彎曲的現象的時候，車削加工就很難再進行下去了。（1）使用彈性回轉頂尖加工細長軸，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。要合理地優化切削參數，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，對一些長徑比較大的工件，要適當地降低切削的速度。

3 結論

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量。

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