普通車床細(xì)長(zhǎng)軸加工工藝研究

申欣瑞

摘要：現(xiàn)代化工企業(yè)機(jī)械廠在加工細(xì)長(zhǎng)軸零件時(shí)一般采用普通車床進(jìn)行加工，但是細(xì)長(zhǎng)軸零件在加工生產(chǎn)的時(shí)候非常容易出現(xiàn)變形的現(xiàn)象，這是由其自身的形狀特點(diǎn)所決定的。除此之外，在整個(gè)加工的過(guò)程中振動(dòng)無(wú)可避免，這就需要我們?cè)诩庸r(shí)加強(qiáng)對(duì)零件的控制，不然加工出來(lái)的產(chǎn)品在精度和質(zhì)量上都會(huì)大打折扣，這樣會(huì)提高產(chǎn)品的報(bào)廢率，最終導(dǎo)致生產(chǎn)效率的下降，增加成本。所以我們必須對(duì)普通機(jī)床加工細(xì)長(zhǎng)軸零件的加工工藝進(jìn)行改進(jìn)，降低加工生產(chǎn)的難度從而降低成品的報(bào)廢率，最終提高產(chǎn)品生產(chǎn)效率。

關(guān)鍵詞：普通車床;細(xì)長(zhǎng)軸;加工工藝

引言：所謂細(xì)長(zhǎng)軸零件指的是軸長(zhǎng)度和直徑比大于25的軸零件，普通車床在生產(chǎn)這類零件的過(guò)程中存在一個(gè)加工切削力，在這個(gè)力的作用下，細(xì)長(zhǎng)軸零件很容易出現(xiàn)變形和振動(dòng)，為了盡量避免這些現(xiàn)象除了對(duì)車床操作者有較高的操作技能要求外還需要配以良好的加工工藝。細(xì)長(zhǎng)軸零件產(chǎn)品的精度和質(zhì)量取決于人們對(duì)其加工過(guò)程的控制程度，具體在于提前如何提升其加工精度進(jìn)行深入分析，再對(duì)其加工工藝過(guò)程進(jìn)行合理優(yōu)化，這不僅有助于細(xì)長(zhǎng)軸車削加工的順利進(jìn)行，還能提高最終產(chǎn)品的精度和質(zhì)量。

細(xì)長(zhǎng)軸零件在加工過(guò)程中產(chǎn)生形變的因素主要有兩點(diǎn)，一是受力不均，二是受熱不均，如果我們能夠充分分析這兩類因素產(chǎn)生的理論原因，同時(shí)提出相應(yīng)的解決方案，在實(shí)際的加工過(guò)程中對(duì)其進(jìn)行合理的控制從而降低這些因素的影響，不僅能減少產(chǎn)品形變，提高產(chǎn)品精度和質(zhì)量，更能提高產(chǎn)品生產(chǎn)效率，推廣普通車床在細(xì)長(zhǎng)軸加工上的生產(chǎn)應(yīng)用。

1細(xì)長(zhǎng)軸具有的加工工藝特性

（1）長(zhǎng)度和直徑比大于25的軸被稱為細(xì)長(zhǎng)軸，它們的特點(diǎn)是工藝剛度差，零件自由度不夠，在加工時(shí)受到自身重力和車床切削力的雙重作用極易發(fā)生彎曲變形現(xiàn)象;同時(shí)在卡爪、跟刀架還有頂尖的裝夾過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題會(huì)導(dǎo)致軸振動(dòng)，會(huì)對(duì)刀具、設(shè)備產(chǎn)生危害，從而影響零件最終的精度，最終降低生產(chǎn)效率。

（2）細(xì)長(zhǎng)軸零件的長(zhǎng)度一般都很長(zhǎng)，所以它們的散熱性就會(huì)很差，在對(duì)零件進(jìn)行切削加工時(shí)，刀具和零件的摩擦?xí)a(chǎn)生大量的熱量，這些熱量的聚集程度遠(yuǎn)大于散熱程度從而使得零件材料熱膨脹，這時(shí)在頂尖與卡爪的作用下，零件發(fā)生彎曲變形就很容易了。

（3）細(xì)長(zhǎng)軸加工分為三步：粗車、半精車和精車。零件長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致單次切削時(shí)間變長(zhǎng)，這就要求我們的刀具和工件的冷卻時(shí)間必須安排合理，不然刀具和工件的使用壽命都會(huì)受到影響。

（4）細(xì)長(zhǎng)軸的裝夾也是一個(gè)很重要的環(huán)節(jié)，要特別保證其和刀架的裝夾可靠性。重點(diǎn)關(guān)注它和刀架的下支撐滾輪和上壓緊輪之間的作用，要合理調(diào)整使支撐力和壓緊力都在合理范圍內(nèi)，除此之外還要保證其和刀架的圓跳動(dòng)度和表面精度，以此降低加工中零件可能產(chǎn)生的形變及振動(dòng)，從而降低加工的精度等[1]。

2細(xì)長(zhǎng)軸加工精度的提升措施

2.1選擇合理的刀具參數(shù)

車刀的參數(shù)主要包括前角、后角、主偏角、副偏角等，車刀的各種刀具參數(shù)可以影響著切削力的產(chǎn)生的大小，通常為了降低細(xì)長(zhǎng)軸在加工中的彎曲變形，就必須使形成的徑向切削力越小越好，通常是將車刀主偏角參數(shù)選擇在75～80°;同時(shí)為了有效減小切削力和降低切削熱，應(yīng)將車刀前角為20～30°，并盡可能地選用交到的前角。而且，在保證車刀強(qiáng)度足夠的同時(shí)，應(yīng)選擇較大的刀具前角，還要保證切削中產(chǎn)生的斷屑通過(guò)斷屑槽順利排出[2]。

2.2選擇有效合理的裝夾方式

細(xì)長(zhǎng)軸的裝夾通常采用一夾一頂?shù)姆绞竭M(jìn)行。裝夾時(shí)不一使頂尖頂?shù)眠^(guò)緊，否則會(huì)造成細(xì)長(zhǎng)軸的軸身發(fā)生彎曲變形，同時(shí)也會(huì)使加工過(guò)程中細(xì)長(zhǎng)軸在受熱伸長(zhǎng)受到影響和阻礙，造成細(xì)長(zhǎng)軸加工中受到切削力的擠壓作用而產(chǎn)生彎曲變形。同時(shí)，還要保證裝夾時(shí)卡爪夾面與頂尖孔同軸，否則也會(huì)使細(xì)長(zhǎng)軸產(chǎn)生加工彎曲變形的現(xiàn)象。同時(shí)在裝夾的過(guò)程中，要始終注意細(xì)長(zhǎng)軸的同軸度和跳動(dòng)度的校正和校核，并控制誤差，否則裝夾的誤差較大，同樣會(huì)在加工過(guò)程中產(chǎn)生變形，從而影響加工精度[3]。

2.3加工過(guò)程中選擇合理的冷卻液和增加冷卻

冷卻是機(jī)械加工過(guò)程中非常重要的一環(huán)，冷卻的效果決定了加工能否進(jìn)入下一環(huán)節(jié)，所以，我們必須對(duì)其予以重視。提到冷卻我們就不得不提冷卻液，它對(duì)于冷卻效果的影響是決定性的，我們?cè)诩庸み^(guò)程中需要合理選用適合的高效冷卻介質(zhì)來(lái)對(duì)加工過(guò)程進(jìn)行冷卻。但是冷卻液的作用又不限于冷卻，在冷卻的同時(shí)它還能排屑，除此之外它還兼具潤(rùn)滑的功效，對(duì)車刀進(jìn)行保護(hù)，延長(zhǎng)其使用壽命。在加工過(guò)程中流動(dòng)的冷卻液還能幫助車床及零件進(jìn)行散熱，冷卻液的作用可謂非常廣泛。

2.4選擇合理的切削參數(shù)

在機(jī)械加工中，選擇合理的切削參數(shù)，對(duì)機(jī)械加工是否有利進(jìn)行起著重要的意義。切削用量由吃刀量、進(jìn)給速度、主軸轉(zhuǎn)速等組成，對(duì)這三個(gè)因素進(jìn)行合理的選擇尤尤其重要。通常切削參數(shù)的選擇是否合理，對(duì)加工過(guò)程的順利進(jìn)行與否關(guān)系重大，而且在切削參數(shù)的選擇中，如何保證工件轉(zhuǎn)速與切削進(jìn)給速度的合理匹配，對(duì)加工質(zhì)量很關(guān)鍵。比如，在細(xì)長(zhǎng)軸的車削中應(yīng)該選擇小的吃刀量、適當(dāng)?shù)卦黾舆M(jìn)給速度以及適當(dāng)?shù)靥岣吖ぜD(zhuǎn)速等，對(duì)提高加工精度有著重要意義[4]。

結(jié)語(yǔ)

目前，在零件車床加工行業(yè)，細(xì)長(zhǎng)軸零件的批量加工已不是問(wèn)題，但是其加工精度還不夠高，加工效率也遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到市場(chǎng)要求。如何解決普通車床在加工細(xì)長(zhǎng)軸零件時(shí)所面臨的這兩大類問(wèn)題變得迫在眉睫。如前所述，剛性差、散熱慢這是細(xì)長(zhǎng)軸零件自身的缺陷，無(wú)法避免，但是如何在細(xì)長(zhǎng)軸的加工過(guò)程中完美避開(kāi)這類缺陷的影響，采用更為先進(jìn)的加工工藝，對(duì)加工過(guò)程進(jìn)行精細(xì)掌控，從而提高加工質(zhì)量和效率是我們需要深入思考的問(wèn)題。只有解決了這些問(wèn)題才能讓我們的普通車床在細(xì)長(zhǎng)軸零件加工過(guò)程中充分發(fā)揮自身的優(yōu)勢(shì)，讓我們的零件加工精度和生產(chǎn)效率再上一個(gè)臺(tái)階。

參考文獻(xiàn)：

[1]梁堅(jiān).普通車床細(xì)長(zhǎng)軸加工工藝探討[J].南方農(nóng)機(jī)，2020，51（08）：177+186.

[2]何青青.普通車床加工細(xì)長(zhǎng)軸的工藝探究[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新，2018（10）：154-156.

[3]王秋林.在普通車床上精密車削細(xì)長(zhǎng)軸的改進(jìn)措施[J].制造技術(shù)與機(jī)床，2009（03）：104-105.