基于普通车床的细长轴的车削加工方案研究

章国平，陈建中，章明祥

（江西省核工业地质局机械研究所，江西 南昌 330002）

细长轴由于零件的刚度比较差，一直以来都是加工与生产的难点，细长轴主要指的是直径和长度的比例要大于20到25这个范围的轴。此外，细长轴还具有特殊的电讯性能，对于电讯性能的尺寸与其他方面也有着很高的要求，在细长轴车削加工的过程中，要想保证加工之后尺度的精准度是很困难的，所以，为了保证对细长轴车削加工可以顺利的进行，必须针对这些问题采取相应的措施。

1 细长轴零件的特点

（1）热变形大。在细长轴车削加工过程中，由于细长轴产生的切削热而导致伸长，在工件的两端顶紧的时候就很容易发生弯曲变形的现象，而且对导致细长轴的刚度再次降低，这就增加了工件的变形程度。

（2）刚性差。细长轴的直径比较大，其刚度比较差，在对细长轴车削加工的时候就会容易受到切削力、离心力以及自身重量等相互作用的影响下导致其发生弯曲变形。

2 影响细长轴车削加工精度的因素分析

（1）切削力。切削力主要包括轴向切力、径向切力以及切向切力三个方面的内容，细长轴车削加工的精准度会受到不同的切削力的影响。切削力主要是指在切削的过程中所产生的力。下面就来系统的分析一下这2方面的切削力：①轴向切削力对细长轴车削的影响主要体现在轴向切削力是在平行作用在细长轴轴线法方向上的，对工件主要是形成一个弯矩。在一般的细长轴车削加工过程中，轴向切削力对工件造成的变形影响不是很大，所以可以忽略；②径向切削力主要是垂直作用在细长轴轴线的水平平面内的，因为细长轴的刚性比较差，径向力就会将细长轴压弯，这就导致了细长轴在水平面内也会发生弯曲变形。

（2）切削热。在细长轴车削加工的过程中由于受到切削热的影响，导致工件随着温度的不断增加而使得伸长变形，在对细长轴车削加工的过程中可以不考虑热变形的问题。但是车细长轴时，由于工件比较长，就会造成散热比较慢，在切热的作用下轴向尺寸就会发生相当大的膨胀，如果这时候轴的两端为固定支撑，细长轴在受热之后的轴向伸长量就会收到限制，最终导致细长轴受到轴向挤压的作用力而发生弯曲变形的情况。细长轴车削加工的过程中由于其精确的尺度问题，其实质上就是需要控制工艺系统的受力以及受热变形的问题。

3 对于提高细长轴加工精准度的方法分析

在细长轴车削加工的过程中，由于其刚性比较差，在刀削热与到削力的共同作用下，细长轴很容易发生弯曲变形的现象，这就会破坏零件与道具相对作用的准确性与可靠性，使得加工出来的细长轴中间会粗，但是两头比较细的问题，对零件的加工精度造成严重的影响。所以，为了提高细长轴车削加工过程中的精度，根据不同的生产条件采取相应的措施。

（1）采用双刀切削方法车削细长轴。采用双刀切削方法车削细长轴改成车床中溜板，前后两把车刀一起进行车削，两把车刀相对进行操作，前车刀正装，后车刀就反装，这样两把车刀在细长轴车削加工过程中产生的径向切削力就会相互抵消，工件就会受到很小的振动，不会发生弯变形的现象，就大大提高了细长轴在加工过程中的精确度，增加了细长轴在加工过程中的精确度，就可以实现大批量的生产以及加工，提高生产量以及工作效率。此外，还可以采取反向切削方法，主要就是在细长轴加工过程中车刀由主轴卡盘向尾架方法给劲，这样就会产生轴向切削力使得细长轴受拉，解决轴向切削力导致的弯曲变形的问题。

（2）采取适合的装夹方法。细长轴在加工过程中的一般都是采用一夹一顶的装夹方式，在这样的装夹方法中，如果顶尖顶的过紧，不仅会造成细长轴的顶部发生弯曲，还会阻碍细长轴在加工过程中细长轴的受热伸长，最终造成细长轴受到轴向的挤压作用而产生弯曲变形。此外，卡爪夹紧面与顶尖孔因为是不同的轴承，在装夹后发生定位，也会导致细长轴发生弯曲变形的现象。

4 结语

细长轴车削加工是当下机械加工经常见到的一种加工方式，对于加工与生产具有着重要的影响，随着信息技术的快速发展，细长轴车削加工也得到高度的重视，要想在日趋激烈的竞争中处于不败之地，要运用发展与联系的眼光看待问题，必须要不断进行创新，紧跟着社会发展的步伐，以社会的需求为核心，寻找适合的加工方法与技术手段，保证细长轴的加工质量。同时还要培养一批专业能力强与高素质的技术人员，不仅是专业技术能力还有综合能力，提高加工的效率，节省人力与时间，保证细长轴的加工质量符合一定的要求。

［1］成冬冬.车床超声检测附件产品族耦合及控制技术研究［D］.太原：中北大学，2017.