細長軸車削加工時的振動探究

[摘要]細長軸車削加工指通過車削的加工方法，對細長軸進行加工制作，而由于細長軸本身的直徑較小，長度與直徑的比例一般在25∶1以上，懸殊的比例造成細長軸本身的強度較低，在車削加工時極易產生變形和振動，導致元件的規格難以精準控制，加工難度也隨之上升。本文從細長軸在車削加工時的振動問題出發，對產生振動的原因進行分析和探討，得出可以有效控制和減緩振動的方法，為細長軸的加工精度提供保障。

[關鍵詞]細長軸；車削加工；振動影響；解決辦法

[中圖分類號]TG51[文獻標識碼]A

由于細長軸自身的構造特點，在對其進行車削加工時，細長軸本身會產生劇烈的振動，而這種振動缺陷很難憑借經驗來彌補，這也就造成細長型軸類元件在加工時，很難保障加工精度，批量生產十分困難。如何克服細長軸在車削加工中出現的振動問題，提高細長軸加工的精度和準度，有效改善細長軸元件的加工質量，成為精密機械加工企業關注的重要問題。

1振動產生的原因及危害

所謂車削加工，是指在對元件進行加工時，通過固定的車床加工裝置，利用刀具的直線或曲線運動，以及待加工元件自身的旋轉運動，相互作用，來對毛坯進行雕刻和切削，達到人們期望的形狀和尺寸。在加工過程中，相對于刀具而言，元件自身的旋轉是加工的關鍵動力。細長軸由于自身的直徑小，長度長，導致其材料剛度急劇下降，在旋轉切削時十分容易產生形體變化出現振動。而一旦出現振動，刀具在細長軸上的落點就必然會發生偏移，造成數據錯誤，從而使元件的精度和準度得不到保障，造成元件質量較差甚至出現報廢，既浪費了材料，又耽誤了生產活動的正常有序進行。

2減輕振動的辦法

想要減緩細長軸在加工時的振動，提高加工精度，需要增加細長軸工件的剛性。但是，工件本身的材質是一定的，其本身的剛度也是無法改變的，這就需要采取其他辦法，從側面提高工件的剛度和強度。

2.1在細長軸中間加裝中心架

一般在對細長軸類工件進行加工時，由于工件自身長度較大，可以采用分段車削的方式，在工件中間加裝中心架，可以減少工件長度，從而使工件本身的剛度得到加強。但是，在安裝中心架時，需要事先對工件毛坯進行處理，車削出足以支撐中心架支撐爪的溝槽，同時，此方法對于工件自身的表面粗糙度要求也較高，在使用時難度較大，必須由經驗豐富的加工人員進行操作。

2.2加裝過渡套筒

通過兩端的螺絲對工件毛坯進行固定和調整，然后就可以直接進行車削，操作簡單，對工件自身的影響很小。

2.3對車床進行改裝，加裝浮動跟刀架

觀察發現，在進行車削加工時，細長軸自身不同位置的振動頻率差異很大，其振動幅度最大的位置發生在跟刀架和兩側支撐點的中間位置，并且會隨著車削加工的過程而在細長軸上進行軸向移動。根據這種現象，可對車床進行改裝，加裝包含兩個支撐爪的浮動跟刀架，使其可以隨著車刀的移動而移動。兩個支撐爪的間距是細長軸自身長度的一半，這也就等于在細長軸振動幅度最大的位置加上了兩個可以移動的支撐點，從而增加工件的剛度，減少振動對于工件質量的影響。

但是，在實際的使用過程中，由于工件自身的重力因素，以及加工中工件自身的旋轉，會產生較大的離心力，導致工件離開支撐爪或者與支撐爪直接接觸，產生振動變形。如果在工件下方加裝一個支撐爪，將工件牢牢固定住，就可以有效減少振動發生的概率，進而增加工件精度。這是工程人員應該認真考慮的問題，也是對浮動刀架進行升級優化的一個有效方向。

3加工時需要注意的事項

3.1選擇適當的減振方法

在對不同規格的細長軸元件進行車削加工時，需要根據元件的實際情況，選擇最合適的減振方法。一般來說，當前的加工車床都會加裝浮動跟刀架，以減少對元件的處理和影響，也可以適當加快加工速度。而對于精度要求較高的精密元件，可以同時加裝中心架或過渡套筒，與浮動跟刀架相互配合，將元件的振動影響降至最低。

3.2選擇合適的加工刀具

在進行細長軸車削加工時，由于工件自身的剛度較低而且比較固定，加工刀具對于工件的影響就顯得極為巨大，刀具的形狀會影響其對元件的切削力，可以放大或縮小元件的振動幅度，影響元件的精度。因此，對細長軸類元件進行車削時，刀具的選擇也十分重要。

3.3嚴格控制切削速度

速度的改變會影響接觸雙方的受力大小，這一點在細長軸車削加工時也得到了體現。切削速度越快，元件與刀具接觸時雙方受到的摩擦力也就越小，對于細長軸的影響也會隨之減小，反之亦然，因此，加工時要對刀具的切削速度進行控制。對于直徑較小而長度較大的細長軸或超細長軸，加工時要適當降低切削速度，防止速度過快造成元件斷裂。

3.4定期檢查車床狀態

為了保證細長軸元件的加工精度，以及確保車削加工的順利進行，要定期對車床的運行狀態進行檢查，如果出現刀具磨損嚴重、中心軸偏離等情況，要及時進行更換和調整，避免因為車床狀態原因造成的工件精度降低或報廢現象。

4結語

振動現象對于細長軸車削加工的影響是巨大的，也是不可避免的。我們所要做的就是采取合適的措施，對細長軸的車削加工技術進行改進和創新，盡可能減少振動對于工件精度的影響，保障生產順利進行。

參考文獻

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