淺析如何提高細長軸加工精度

劉陽

摘要：當前，我國的機械加工水平得到了大幅度提升，因此社會對生產加工也提出了更高的要求，尤其對加工精度要求更為嚴格。在細長軸的加工過程中，由于受到各種因素的影響，存在著加工質量問題，從而影響了工件的質量。本文主要對細長軸加工質量問題和影響加工精度的因素進行了分析，然后提出了細長軸加工精度控制的措施，希望有助于實際的發展。

關鍵詞：細長軸；加工精度；影響因素

目前，工件加工中采用車削和磨削的方式已很難滿足細長軸工件加工要求，工件的精度、加工效率和質量都很難得到保障。在細長軸的加工中，對工件加工要求較高，因此，企業需要做好精度控制的工作，避免受到不良因素影響造成加工精度得不到有效控制的現象。

1減小加工件變形產生的影響

加工產生的切削熱會引起工件熱變形伸長，那么工件就會彎曲，車削根本無法進行。（一）采用一夾一頂的裝夾方式卡盤爪的夾持部分不易過長，一般在15mm左右。同時可在卡爪的凹槽與細長軸之間墊入一個開口鋼絲圈，這樣以點接觸，以減少卡爪與細長軸的軸向接觸長度，使工件在卡盤內能自由調節其位置，消除安裝時的過定位，減少彎曲變形。也不會因卡盤夾死而產生內應力。（二）應采用彈性回轉頂尖彈性回轉頂尖可以補償工件熱變形伸長。當工件受熱變形伸長時，回轉頂尖內部的蝶形彈簧會壓縮變形，頂尖能自動后退，這樣可以使細長軸受熱后自由伸長，減少其受熱彎曲變形。（三）采用反向切削法車削細長軸反向切削法是指在細長軸的車削過程中，車刀由主軸卡盤向尾架方向進給，這樣在加工過程中作用在工件上的軸向切削分力使細長軸受拉，同時，由于細長軸的左端通過鋼絲圈固定在卡盤內，右端支撐在回轉頂尖上，可以自由伸縮，消除了軸向切削力引起的彎曲變形。也可以采用雙刀車削細長軸，改裝車床中滑板，增加后刀架，采用前后兩把車刀同時進行車削，兩把車刀，徑向相對，前車刀正裝，后車刀反裝。兩把車刀車削時產生的徑向切削力相互抵消。工件受力變形和振動小，加工精度高，適用于批量生產。（四）加注充分切削液車削細長軸時，無論是低速切削，還是高速車削，加注充分的切削液，能有效的減少工件所吸收的熱量，從而減少工件的熱變形伸長。

2做好加工前的準備工作

2.1調整機床

細長軸的實際加工過程十分復雜，加工程序較多，油田公司相關人員想要提高細長軸的加工精度，需要做好加工前的準備工作。由于在對細長軸進行加工時，使用機床導軌的時間較長，所以工作人員應調整好機床全部導軌的精度，保證機床主軸的中心點與尾座的頂尖中心之間的連線，始終和機床導軌全長保持平行，如此才能有效提高機床工作效率與質量，為提升細長軸加工精度奠定基礎。

2.2調整跟刀架

跟刀架在細長軸加工過程中占有重要地位，通常用作車床的常見組件，主要功能是支撐刀具切削點附近的工件，會隨著刀架溜板發生縱向移動。工作人員在開展細長軸加工工作之前，首先要對跟刀架進行調整，尤其是與工件接觸的支撐部分，必須采用青銅等材質耐磨的材料，如此便可以分散細長軸加工時發生的切削作用力，避免受到變形與振動等問題的影響，提高細長軸的技工精度。其次，工作人員要保證跟刀架的中心與車床卡盤、機床尾座頂尖處于同一中心線上，若是因振動發生輕度變性，可以使用圓柱鉸刀對卡盤進行固定，從而起到修正跟刀架支撐部分的目的。另外，在對細長軸進行加工時，最好選用由普通灰鑄鐵打造成的三支柱跟刀架，這種跟刀架的耐磨損度相對其他材料較高，能夠防止對工件表面造成傷害，增強工件表面加工質量，保證實際加工精度符合加工標準與要求。

3選擇科學合理的切削工藝方法

3.1科學控制切削用量

切削作用力制約著細長軸的加工精度，要想提高細長軸的技工精度，必須對切削用量進行科學控制，以此來降低切削作用力，避免細長軸因受到振動影響出現彎曲變形。在對細長軸進行加工時，相較于其他普通軸類工件，細長軸的切削用量要適當進行縮減，假設使用YT15硬質合金刀具對粗車細長軸進行切削。

3.2反向進給切削方法

過去，對軸類工件進行加工都是采用正向進給切削方法，但是因為細長軸的剛性、錐度、中凹度不足，易因振動出現壓縮變形和彎曲問題，所以油田公司的工作人員在對細長軸進行加工時，不能采用正向進給切削方法。對此，工作人員可以嘗試反向進給切削工藝，將機床卡盤的方向指向尾座，以此來確定進給方向，在這種情況下，切削作用力對細長軸的作用力影響方向由徑向改為軸向（由壓縮轉變為伸長），可以達到降低切振動的目的。除此之外，對于機床尾座頂尖的選擇，應以略帶彈性為最佳，當細長軸受到切削作用力時，彈性頂尖會對細長軸提供補償作用力，能夠避免工件變形，有利于提高細長軸的加工精度。

3.3采用跟刀架和中心架

采用一夾一頂的裝夾方式車削細長軸，為了減少徑向切削力對細長軸彎曲變形的影響，傳統采用跟刀架或中心架。跟刀架一般是固定在床鞍上跟隨車刀后面移動，承受作用在工件上的切削力，相當于在細長軸上增加了一個支撐，增加了細長軸的剛度，減少徑向切削力。但在使用跟刀架時，必須使其支撐爪與工件的接觸壓力調整適當，并且一致。否則會在車削細長軸過程中車削“竹節”形，“腰鼓”形，影響加工精度。因此，調整跟刀架支撐爪時，應先調整后支撐爪，使其輕微接觸到外圓為止，再調整下支撐爪和上支撐爪，要求每個支撐爪都能與軸保持相同的合理間隙，使軸可以自由轉動。中心架是直接支撐在工件中間，它可以使工件的長徑比減小一半，細長軸的剛性則可增加好幾倍。工件裝上中心架之前，必須在毛坯中間車出一段圓柱面溝槽作為支撐軸頸，為了以后精車，其直徑略大于工件要求的尺寸。溝槽的表面粗糙度值應為R≤1.6μm，圓度誤差小于0.05mm，否則會使工件出現方形誤差。

3.4注重選擇合適切削法和幾何角度

加工細長軸的過程中，要充分控制好精度，將工件彎曲變形控制在合理范圍，要求橫軸方向上角度盡量小，合理控制刀具前角和主偏角，保障刀具有足夠的強度，適當增加前角度數，減少加工中的誤差。

4結語

在加工細長軸工件的過程中，要選擇科學的應用方法，從多方面保障細長軸工件加工的整體質量。加工精度會受到多種因素影響，克服加工中出現的質量問題十分重要。通過對細長軸加工精度的影響因素分析，并提出控制措施，希望能為解決實際問題提供參考。

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（作者單位：河北省石家莊市海山實業發展總公司）