細長軸加工精度的控制對策研究

[摘 要] 隨著我國經濟的不斷發展，零件加工行業得到了快速發展，在工件的實際加工的過程中經常會出現一些問題，尤其是細長軸在進行相應的加工時，其加工的精度很難得到保障，這是軸類工件在加工時所碰到的一個難點。細長軸工件的加工過程通常由于工件本身的長度和直徑偏大，所以在車削的過程中會出現許多的難點問題，以下就針對細長軸工件在加工的過程中經常遇到的情況做研究分析，并提出相應的改進的措施。

[關鍵詞] 細長軸；加工精度；控制；對策研究

[中圖分類號] TH161.1 [文獻標識碼] A

當前使用傳統的磨削和車削的方法來加工細長軸工件，已經不符合時代發展的需求，使用傳統的方式進行細長軸工件的加工的工作效率較低，對于操作者的要求較高，相應的勞動量較大，并且在加工的過程中易出現彎曲變形的現象，工件的精度得不到很好的保障，不能滿足當前工件加工的需求。提高細長軸工件加工的精度以及加工的效率，降低操作者的勞動量已成為當前細長軸零件加工過程中所面臨的一個重要的問題。

1 細長軸工件在加工時常見的問題

1.1 切削力導致的變形

在細長軸工件切削過程中，會受到刀具來自不同方向的作用力：主切削力、軸向力以及徑向力。在加工工件的過程中主切削力會對工件形成一定程度的扭矩，同時導致零件的垂直平面產生一定的彎曲；其軸向力不僅可以沿著軸線方向產生一定的作用力，還會對零件構成一個相應的彎矩，從而導致工件水平方向上產生一定程度的彎曲；相應的徑向力也會導致零件的水平平面產生一定程度的彎曲形變。工件在三個作用力共同的作用下就會導致工件失去穩定，發生壓彎的現象。所以在細長軸工件進行車削加工時，不僅要注意其徑向力所造成的影響，同時還要注意主切削力以及軸向力所造成的影響。在細長軸工件進行加工時，要保障各個力之間的平衡，從而使細長軸工件加工的精度得到保障。

1.2 其他情況造成的變形

在細長軸工件加工時，還會出現一些其他情況引發工件變形的現象，比如：工件會因為自動下垂而引發彎曲，特別是在高速旋轉的情況下，更容易發生；工件在加工過程中受到一定程度的切削熱作用，也會導致工件彎曲變形；由于加工材料硬度不均，所以內部受力不均，引發工件產生變形；此外工件在受到裝夾力以及殘余內應力的影響，也會發生工件彎曲。

2 提高細長軸零件加工精度的措施

2.1 選用科學合理的加工工藝

在細長軸工件進行加工時，首先要選擇相應的加工工藝，比如：選擇熱處理的方法以及切削用量的選擇等，科學合理地選擇加工工藝，保障工件加工的質量。

首先是切削深度控制，細長軸工件通常情況下剛性較差，毛胚彎曲或者是余量不均就會發生加工誤差。由于細長軸車刀的前角較大，為使刀刃有充足的強度來進行相應的加工，其后角一般設置較小6°～8°，在裝刀時可高于工件中心0.1 mm～0.3 mm，保障工件加工的穩定性。在加工細長軸工件時，其刀刃的傾角通常設置在3°左右，這樣可以在切削時保持平穩，并且還可以保障工件加工表面的光滑度。在對細長軸工件進行加工時，其走刀的次數不能太少，要保持在4次～6次，適當的增加其走刀的次數，有利于控制刀削力，保障工件加工的穩定性。其次是進給量和切削速度的控制，在細長軸工件加工時進給量應該根據表面質量的要求做出合理地選擇，要根據相關的手冊進行進給，不能一味的增大進給量。相應提高切削速度有利于切削力的降低，有效減少切削變形，同時提高工件表面粗糙度。此外還要控制切削速度，減少由于離心力過高而引發的工件彎曲，將切削的速度控制在一定的范圍之內，對于一些長度比較大的工件，在加工時切削的速度要保持適中。最后是熱處理工藝的選擇，要考慮到所加工零件的性能，遵循消除加工材料內部組織不均勻的原則，使工件內部受力保持均勻，減少加工變形。

2.2 刀具和輔具的選擇

在工件加工時，刀具的選擇很重要，為了提高細長軸工件加工的質量，從刀具和切削方面采取的主要的措施是：減小主切削力和徑向力。細長軸車刀的選擇一般會使用硬質的合金車刀YT15、YW和YT30，其選用的主偏角一般為75°～90°，細長軸車刀的前角一般情況下都是比較大的，加大相應的前角的角度，可以有效地減少切削變形情況的發生，同時還能夠減少切屑和前刀面之間的摩擦，提高刀刃的強度。其輔具主要的作用是加強工件的剛性，防止工件在切削的過程中發生彎曲變形，在車削細長軸的過程中一般常用到的輔助工具有：頂尖、刀架、中心架以及托架等，相應輔具正確的選擇和使用，可以有效地保障工件切削過程的順利進行，并且還能夠提高工件的加工質量。

2.3 新加工方法的應用

首先是刀切削法的應用，在進行細長軸工件加工時，可以使用前后兩個刀架，使其能夠同時的進刀和退刀。在工件加工時，可以采用45°車刀分為兩段進行相應的調頭切削，兩把刀的切削徑向分力之間互相抵消，使切削的過程更加穩定，從而減少工件加工過程中彎曲變形現象的發生。另外使用反向進給法可以避免因為軸向力所引發的壓彎現象的發生。此外還可以使用磁力切削法，減少工件加工過程彎曲變形，提供工件加工的精度。

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