一種小型細長階梯軸的制造工藝

王青成

（中國空空導彈研究院，河南洛陽 471009）

小型細長階梯軸零件，在精密機械行業(yè)的應用越來越廣泛，但在其加工中同軸度難以保證的問題，一直困擾著現(xiàn)場的生產(chǎn)。該類零件直徑小，中間粗兩端細，長徑比在25～50之間，加工過程中，由于其直徑小、長度大的影響，零件同軸度很難達到圖紙要求。為了保證圖紙要求，加工過程中需要解決的問題，是減少車削過程中的振動和變形，工藝安排上需要從工件裝夾方式、工序安排、切削參數(shù)、刀具選用等多方面進行優(yōu)化。

1 工藝性分析

零件如圖1所示，長度為85mm，外徑為Φ3.5mm，最細處外徑為Φ1.6mm。Φ2.4mm要求與外圓同軸度0.04mm，直線度0.08mm，零件材料為結構鋼，來料毛坯為Φ4mm的棒料。該零件為典型的直徑小、中間粗兩端細、長徑比大的零件，具有大長徑比、高精度、低剛性特點。加工中最需要解決的問題，是減少車削過程中的振動和變形，造成工件車削過程振動和變形的主要因素是受力變形，因工件直徑小，長徑比大，強度弱，在卡盤上夾緊時，切削力會使零件產(chǎn)生振動和變形，造成零件的同軸度、直線度超差，從而影響工件的尺寸精度和形狀精度。因此必須采用合適的夾緊方式來減少變形。

圖1 小型細長階梯軸零件

2 加工時需考慮的兩個問題

影響零件車削過程振動和變形的主要因素，有毛坯的選擇和裝夾定位基準的選擇。

（1）毛坯的選擇。一般選擇符合設計圖紙要求的棒料或絲材，毛坯直徑選擇不宜過大或過小，過大時，加工余量大，產(chǎn)生的內(nèi)應力大，零件變形大；過小時，容易造成局部無加工余量。一般以零件最大外徑為參考，其余量在0.3～0.5mm之間比較適宜。

（2）裝夾定位基準的選擇。小型細長階梯軸車削時，一般采用一夾一頂?shù)难b夾方式進行，選擇主定位基準，應選擇一個較長的外徑和中心孔作為輔助定位基準，選擇主定位基準時，應盡量保證零件安裝伸出機床部分長度最短，這樣剛性最好，定位可靠。當零件的表面的尺寸精度、同軸度有較高的要求時，定位外徑和中心孔必須有較高的同軸度要求。以防止零件車削中產(chǎn)生振動和變形。中心孔不宜重復使用，否則造成零件車削中產(chǎn)生振動和變形，影響零件的同軸度。

3 工藝路線安排

根據(jù)零件的特點，我們設計了先左后右的加工方案。備料→車→無心磨→車工→車工→檢驗→表面處理→入庫。通過無心磨加工Φ2.4mm外圓，然后通過以Φ2.4mm外圓為定位基準，使用夾具夾緊的方式，加工中心孔為輔助定位，通過一夾一頂?shù)姆绞剑庸D1右邊的尺寸；采用一夾一頂?shù)亩ㄎ粖A緊方式加工時，裝夾位置盡可能使零件伸出部分短些，尾頂施力適當，防止零件彎曲變形。最后進行檢驗、表面處理、入庫工作。

4 夾具設計

如圖2所示，設計了夾緊夾具，夾具以ΦD定位、MDXp螺紋固定于車床主軸，夾具安裝前，主軸先裝上與零件定位外徑基本相同的彈性夾頭。零件定位前，后端分別由夾具定位襯套（開口式）、彈性夾頭兩處定位，后端彈性夾頭起輔助支撐作用；夾緊時先輕輕拉緊彈性夾頭，再擰緊前端的壓緊螺母，這樣就能防止零件因定位面過短而產(chǎn)生偏斜，從而保證零件加工的同軸度要求。

圖2 夾緊夾具

5 結束語

通過上述的工序安排和夾具使用，使得本單位的小型細長階梯軸零件的加工順利進行，縮短了加工流程，效率大大提高，產(chǎn)品的合格率也有很大的提高。