普通车床细长轴加工工艺研究

申欣瑞

摘要：现代化工企业机械厂在加工细长轴零件时一般采用普通车床进行加工，但是细长轴零件在加工生产的时候非常容易出现变形的现象，这是由其自身的形状特点所决定的。除此之外，在整个加工的过程中振动无可避免，这就需要我们在加工时加强对零件的控制，不然加工出来的产品在精度和质量上都会大打折扣，这样会提高产品的报废率，最终导致生产效率的下降，增加成本。所以我们必须对普通机床加工细长轴零件的加工工艺进行改进，降低加工生产的难度从而降低成品的报废率，最终提高产品生产效率。

关键词：普通车床;细长轴;加工工艺

引言：所谓细长轴零件指的是轴长度和直径比大于25的轴零件，普通车床在生产这类零件的过程中存在一个加工切削力，在这个力的作用下，细长轴零件很容易出现变形和振动，为了尽量避免这些现象除了对车床操作者有较高的操作技能要求外还需要配以良好的加工工艺。细长轴零件产品的精度和质量取决于人们对其加工过程的控制程度，具体在于提前如何提升其加工精度进行深入分析，再对其加工工艺过程进行合理优化，这不仅有助于细长轴车削加工的顺利进行，还能提高最终产品的精度和质量。

细长轴零件在加工过程中产生形变的因素主要有两点，一是受力不均，二是受热不均，如果我们能够充分分析这两类因素产生的理论原因，同时提出相应的解决方案，在实际的加工过程中对其进行合理的控制从而降低这些因素的影響，不仅能减少产品形变，提高产品精度和质量，更能提高产品生产效率，推广普通车床在细长轴加工上的生产应用。

1细长轴具有的加工工艺特性

（1）长度和直径比大于25的轴被称为细长轴，它们的特点是工艺刚度差，零件自由度不够，在加工时受到自身重力和车床切削力的双重作用极易发生弯曲变形现象;同时在卡爪、跟刀架还有顶尖的装夹过程中出现问题会导致轴振动，会对刀具、设备产生危害，从而影响零件最终的精度，最终降低生产效率。

（2）细长轴零件的长度一般都很长，所以它们的散热性就会很差，在对零件进行切削加工时，刀具和零件的摩擦会产生大量的热量，这些热量的聚集程度远大于散热程度从而使得零件材料热膨胀，这时在顶尖与卡爪的作用下，零件发生弯曲变形就很容易了。

（3）细长轴加工分为三步：粗车、半精车和精车。零件长度过长会导致单次切削时间变长，这就要求我们的刀具和工件的冷却时间必须安排合理，不然刀具和工件的使用寿命都会受到影响。

（4）细长轴的装夹也是一个很重要的环节，要特别保证其和刀架的装夹可靠性。重点关注它和刀架的下支撑滚轮和上压紧轮之间的作用，要合理调整使支撑力和压紧力都在合理范围内，除此之外还要保证其和刀架的圆跳动度和表面精度，以此降低加工中零件可能产生的形变及振动，从而降低加工的精度等[1]。

2细长轴加工精度的提升措施

2.1选择合理的刀具参数

车刀的参数主要包括前角、后角、主偏角、副偏角等，车刀的各种刀具参数可以影响着切削力的产生的大小，通常为了降低细长轴在加工中的弯曲变形，就必须使形成的径向切削力越小越好，通常是将车刀主偏角参数选择在75～80°;同时为了有效减小切削力和降低切削热，应将车刀前角为20～30°，并尽可能地选用交到的前角。而且，在保证车刀强度足够的同时，应选择较大的刀具前角，还要保证切削中产生的断屑通过断屑槽顺利排出[2]。

2.2选择有效合理的装夹方式

细长轴的装夹通常采用一夹一顶的方式进行。装夹时不一使顶尖顶得过紧，否则会造成细长轴的轴身发生弯曲变形，同时也会使加工过程中细长轴在受热伸长受到影响和阻碍，造成细长轴加工中受到切削力的挤压作用而产生弯曲变形。同时，还要保证装夹时卡爪夹面与顶尖孔同轴，否则也会使细长轴产生加工弯曲变形的现象。同时在装夹的过程中，要始终注意细长轴的同轴度和跳动度的校正和校核，并控制误差，否则装夹的误差较大，同样会在加工过程中产生变形，从而影响加工精度[3]。

2.3加工过程中选择合理的冷却液和增加冷却

冷却是机械加工过程中非常重要的一环，冷却的效果决定了加工能否进入下一环节，所以，我们必须对其予以重视。提到冷却我们就不得不提冷却液，它对于冷却效果的影响是决定性的，我们在加工过程中需要合理选用适合的高效冷却介质来对加工过程进行冷却。但是冷却液的作用又不限于冷却，在冷却的同时它还能排屑，除此之外它还兼具润滑的功效，对车刀进行保护，延长其使用寿命。在加工过程中流动的冷却液还能帮助车床及零件进行散热，冷却液的作用可谓非常广泛。

2.4选择合理的切削参数

在机械加工中，选择合理的切削参数，对机械加工是否有利进行起着重要的意义。切削用量由吃刀量、进给速度、主轴转速等组成，对这三个因素进行合理的选择尤尤其重要。通常切削参数的选择是否合理，对加工过程的顺利进行与否关系重大，而且在切削参数的选择中，如何保证工件转速与切削进给速度的合理匹配，对加工质量很关键。比如，在细长轴的车削中应该选择小的吃刀量、适当地增加进给速度以及适当地提高工件转速等，对提高加工精度有着重要意义[4]。

结语

目前，在零件车床加工行业，细长轴零件的批量加工已不是问题，但是其加工精度还不够高，加工效率也远远达不到市场要求。如何解决普通车床在加工细长轴零件时所面临的这两大类问题变得迫在眉睫。如前所述，刚性差、散热慢这是细长轴零件自身的缺陷，无法避免，但是如何在细长轴的加工过程中完美避开这类缺陷的影响，采用更为先进的加工工艺，对加工过程进行精细掌控，从而提高加工质量和效率是我们需要深入思考的问题。只有解决了这些问题才能让我们的普通车床在细长轴零件加工过程中充分发挥自身的优势，让我们的零件加工精度和生产效率再上一个台阶。

参考文献：

[1]梁坚.普通车床细长轴加工工艺探讨[J].南方农机，2020，51（08）：177+186.

[2]何青青.普通车床加工细长轴的工艺探究[J].科学技术创新，2018（10）：154-156.

[3]王秋林.在普通车床上精密车削细长轴的改进措施[J].制造技术与机床，2009（03）：104-105.