基于普通車床的細長軸的車削加工方案研究

章國平，陳建中，章明祥

（江西省核工業(yè)地質(zhì)局機械研究所，江西 南昌 330002）

細長軸由于零件的剛度比較差，一直以來都是加工與生產(chǎn)的難點，細長軸主要指的是直徑和長度的比例要大于20到25這個范圍的軸。此外，細長軸還具有特殊的電訊性能，對于電訊性能的尺寸與其他方面也有著很高的要求，在細長軸車削加工的過程中，要想保證加工之后尺度的精準度是很困難的，所以，為了保證對細長軸車削加工可以順利的進行，必須針對這些問題采取相應的措施。

1 細長軸零件的特點

（1）熱變形大。在細長軸車削加工過程中，由于細長軸產(chǎn)生的切削熱而導致伸長，在工件的兩端頂緊的時候就很容易發(fā)生彎曲變形的現(xiàn)象，而且對導致細長軸的剛度再次降低，這就增加了工件的變形程度。

（2）剛性差。細長軸的直徑比較大，其剛度比較差，在對細長軸車削加工的時候就會容易受到切削力、離心力以及自身重量等相互作用的影響下導致其發(fā)生彎曲變形。

2 影響細長軸車削加工精度的因素分析

（1）切削力。切削力主要包括軸向切力、徑向切力以及切向切力三個方面的內(nèi)容，細長軸車削加工的精準度會受到不同的切削力的影響。切削力主要是指在切削的過程中所產(chǎn)生的力。下面就來系統(tǒng)的分析一下這2方面的切削力：①軸向切削力對細長軸車削的影響主要體現(xiàn)在軸向切削力是在平行作用在細長軸軸線法方向上的，對工件主要是形成一個彎矩。在一般的細長軸車削加工過程中，軸向切削力對工件造成的變形影響不是很大，所以可以忽略；②徑向切削力主要是垂直作用在細長軸軸線的水平平面內(nèi)的，因為細長軸的剛性比較差，徑向力就會將細長軸壓彎，這就導致了細長軸在水平面內(nèi)也會發(fā)生彎曲變形。

（2）切削熱。在細長軸車削加工的過程中由于受到切削熱的影響，導致工件隨著溫度的不斷增加而使得伸長變形，在對細長軸車削加工的過程中可以不考慮熱變形的問題。但是車細長軸時，由于工件比較長，就會造成散熱比較慢，在切熱的作用下軸向尺寸就會發(fā)生相當大的膨脹，如果這時候軸的兩端為固定支撐，細長軸在受熱之后的軸向伸長量就會收到限制，最終導致細長軸受到軸向擠壓的作用力而發(fā)生彎曲變形的情況。細長軸車削加工的過程中由于其精確的尺度問題，其實質(zhì)上就是需要控制工藝系統(tǒng)的受力以及受熱變形的問題。

3 對于提高細長軸加工精準度的方法分析

在細長軸車削加工的過程中，由于其剛性比較差，在刀削熱與到削力的共同作用下，細長軸很容易發(fā)生彎曲變形的現(xiàn)象，這就會破壞零件與道具相對作用的準確性與可靠性，使得加工出來的細長軸中間會粗，但是兩頭比較細的問題，對零件的加工精度造成嚴重的影響。所以，為了提高細長軸車削加工過程中的精度，根據(jù)不同的生產(chǎn)條件采取相應的措施。

（1）采用雙刀切削方法車削細長軸。采用雙刀切削方法車削細長軸改成車床中溜板，前后兩把車刀一起進行車削，兩把車刀相對進行操作，前車刀正裝，后車刀就反裝，這樣兩把車刀在細長軸車削加工過程中產(chǎn)生的徑向切削力就會相互抵消，工件就會受到很小的振動，不會發(fā)生彎變形的現(xiàn)象，就大大提高了細長軸在加工過程中的精確度，增加了細長軸在加工過程中的精確度，就可以實現(xiàn)大批量的生產(chǎn)以及加工，提高生產(chǎn)量以及工作效率。此外，還可以采取反向切削方法，主要就是在細長軸加工過程中車刀由主軸卡盤向尾架方法給勁，這樣就會產(chǎn)生軸向切削力使得細長軸受拉，解決軸向切削力導致的彎曲變形的問題。

（2）采取適合的裝夾方法。細長軸在加工過程中的一般都是采用一夾一頂?shù)难b夾方式，在這樣的裝夾方法中，如果頂尖頂?shù)倪^緊，不僅會造成細長軸的頂部發(fā)生彎曲，還會阻礙細長軸在加工過程中細長軸的受熱伸長，最終造成細長軸受到軸向的擠壓作用而產(chǎn)生彎曲變形。此外，卡爪夾緊面與頂尖孔因為是不同的軸承，在裝夾后發(fā)生定位，也會導致細長軸發(fā)生彎曲變形的現(xiàn)象。

4 結語

細長軸車削加工是當下機械加工經(jīng)常見到的一種加工方式，對于加工與生產(chǎn)具有著重要的影響，隨著信息技術的快速發(fā)展，細長軸車削加工也得到高度的重視，要想在日趨激烈的競爭中處于不敗之地，要運用發(fā)展與聯(lián)系的眼光看待問題，必須要不斷進行創(chuàng)新，緊跟著社會發(fā)展的步伐，以社會的需求為核心，尋找適合的加工方法與技術手段，保證細長軸的加工質(zhì)量。同時還要培養(yǎng)一批專業(yè)能力強與高素質(zhì)的技術人員，不僅是專業(yè)技術能力還有綜合能力，提高加工的效率，節(jié)省人力與時間，保證細長軸的加工質(zhì)量符合一定的要求。

［1］成冬冬.車床超聲檢測附件產(chǎn)品族耦合及控制技術研究［D］.太原：中北大學，2017.