細長軸零件車削加工方法的改進

（1.山東泰安煤礦機械有限公司;2.山東肥城礦業集團 山東泰安 271000）

摘要：細長軸在車削加工過程中由于受到切削力、自重和旋轉時產生的離心力等的作用，使其極易產生彎曲變形，且車削加工時連續切削的時間過長，對刀具的磨損很大，難以獲得良好的加工精度和表面粗糙度。這樣我們就需要對細長軸的加工方法進行一些改進，以提高加工效率，降低生產成本，提高我們的經濟效益。

關鍵詞：細長軸零件 車削加工方法 經濟效益

中圖分類號： TG61 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X(2011)12(a)-0000-00

長度與直徑之比大于20的軸稱為細長軸（如圖1所示）。隨著機械行業的發展，在機械機構中細長軸的應用越來越廣泛，如車床光杠、絲杠等，但是由于其長徑比較大，剛性也很差，在車削加工過程中由于受到切削力、自重和旋轉時產生的離心力等的作用，車削時易產生彎曲、錐度、腰鼓度和竹節形等缺陷。且車削加工時連續切削的時間過長，對刀具的磨損很大，難以獲得良好的加工精度和表面粗糙度。此外，在車削過程中還會引起震動，影響工件表面粗糙度。

加工細長軸不論對刀具、機床精度、輔助工具的精度、切削用量及切削參數的選擇，以及工藝設計、工人師傅的經驗水平及加工環境都有較高的要求，這類零件的加工方法和改零件的公差等級、長徑比有直接的關系，這類零件的加工等級也直接決定著其加工成本，所以細長軸類零件的加工是一項工藝性較強的綜合技術。

1 常規加工方法

1.1加工工藝路線

（1）準備毛坯細長軸類零件，由于剛性差，在運輸和存放時易彎曲變形，加工中會造成加工余量不足，所以在準備毛坯的工序中須對工件進行矯正校直，采用熱校直法校直棒料，不宜冷校直，忌錘擊。對于直接用棒料為毛坯的軸，需要增加切斷工序。對于細長軸類零件需要在車削外圓之前加工好頂尖孔。

（2）安排足夠的熱處理工序，在細長軸類零件加工過程中應安排足夠的熱處理工序，保證零件的加工精度要求和使用性能要求，并且改善工件的切削性能。然后我們開始進行以下的加工路線，粗車→校直→精車（留磨量）→校直→粗磨→打兩端中心孔→半精磨→精磨，正常情況下完成本工藝路線的所有工序至少需要2天。這就不難看出，加工高精度的細長軸不僅加工周期很長，而且加工成本很高。這樣我們就需要對細長軸的加工方法進行一些改進，以提高加工效率，降低生產成本，提高我們的經濟效益。

1.2 常規加工方法的缺點

用一般方法車削細長軸，主軸和尾座兩端是固定裝夾，兩端接觸面大，無伸縮性，由于切削力、切削熱產生的線膨脹和徑向分力迫使零件彎曲和產生內應力。當零件從卡盤上卸下后，內應力又使零件變形，故不易保證零件的尺寸精度和形狀精度要求。所以在粗加工時由于切削余量較大，工件受到的切削力也較大，加工時我們就需要采用卡頂法，將工件的一端用卡盤裝夾，另一端采用頂尖頂死，尾座的頂尖我們采用彈性頂尖，這樣可以使工件在軸向方向無限制的加長，同時在裝夾時為了防止預加應力產生變形，我們可以現在一段車出3-5mm的退刀槽，避免工件在夾緊時產生彎曲而變形。

2 反向低速大進刀車削法

2.1加工方法

這種方法是采用彈性回轉頂尖、三支撐跟刀架支撐、反向車削的加工方法，粗車、半精車的時候采用高速車削法，精車則采用低速大進刀反向車削法。其加工原理如下：用頭架、跟刀架、尾座彈性回轉頂尖將工件裝夾于車床上，再安裝消振器的情況下采用反向走刀，即在車削過程中，車刀由頭架端開始向尾座方向進給，如圖所示。這樣，車刀施加給工件上的軸向力朝向尾座，工件已加工的部位受軸向拉伸，軸向變形則可由尾座彈性頂尖來補償，這樣便可以減少工件彎曲變形。

2.2加工時的注意事項

采用這種加工方法加工細長軸時，切削時，切削速度要低，不宜采用絲杠傳遞進給，以免產生周期性的螺旋形狀，這是降低工件加工粗糙度的關鍵。跟刀架支撐爪與車刀修光刃在同一直線上，切削過程中必須充分冷卻，以減小爪子的磨損及帶走切削熱量。車刀安裝時應略比中心高一些。這樣可使修光刀刃后面壓住工件，以抵消跟刀架支承塊的反作用力。寬刃精車刀安裝時應使刀刃與中心平行，并比中心略低一些，為0．1～0．15mm，這樣可使彈性刀桿在跳動時刀刃不會損傷工件，影響表面粗糙度。

3結語

與常規方法相比加工細長軸類零件時采用反向低速大進刀車削法，加工表面粗糙度在Ra 0．8以上，錐度誤差和橢圓度誤差均較小，工件彎曲度也得到很好的控制，生產率比一般方法提高l0倍左右。同時投資較少，加工周期縮短，加工成本也自然降低，最大程度的降低了勞動成本，大大提高了企業的生產效率。

參考文獻

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