普通車床細長軸加工工藝研究

申欣瑞

摘要：現代化工企業機械廠在加工細長軸零件時一般采用普通車床進行加工，但是細長軸零件在加工生產的時候非常容易出現變形的現象，這是由其自身的形狀特點所決定的。除此之外，在整個加工的過程中振動無可避免，這就需要我們在加工時加強對零件的控制，不然加工出來的產品在精度和質量上都會大打折扣，這樣會提高產品的報廢率，最終導致生產效率的下降，增加成本。所以我們必須對普通機床加工細長軸零件的加工工藝進行改進，降低加工生產的難度從而降低成品的報廢率，最終提高產品生產效率。

關鍵詞：普通車床;細長軸;加工工藝

引言：所謂細長軸零件指的是軸長度和直徑比大于25的軸零件，普通車床在生產這類零件的過程中存在一個加工切削力，在這個力的作用下，細長軸零件很容易出現變形和振動，為了盡量避免這些現象除了對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。細長軸零件產品的精度和質量取決于人們對其加工過程的控制程度，具體在于提前如何提升其加工精度進行深入分析，再對其加工工藝過程進行合理優化，這不僅有助于細長軸車削加工的順利進行，還能提高最終產品的精度和質量。

細長軸零件在加工過程中產生形變的因素主要有兩點，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生的理論原因，同時提出相應的解決方案，在實際的加工過程中對其進行合理的控制從而降低這些因素的影響，不僅能減少產品形變，提高產品精度和質量，更能提高產品生產效率，推廣普通車床在細長軸加工上的生產應用。

1細長軸具有的加工工藝特性

（1）長度和直徑比大于25的軸被稱為細長軸，它們的特點是工藝剛度差，零件自由度不夠，在加工時受到自身重力和車床切削力的雙重作用極易發生彎曲變形現象;同時在卡爪、跟刀架還有頂尖的裝夾過程中出現問題會導致軸振動，會對刀具、設備產生危害，從而影響零件最終的精度，最終降低生產效率。

（2）細長軸零件的長度一般都很長，所以它們的散熱性就會很差，在對零件進行切削加工時，刀具和零件的摩擦會產生大量的熱量，這些熱量的聚集程度遠大于散熱程度從而使得零件材料熱膨脹，這時在頂尖與卡爪的作用下，零件發生彎曲變形就很容易了。

（3）細長軸加工分為三步：粗車、半精車和精車。零件長度過長會導致單次切削時間變長，這就要求我們的刀具和工件的冷卻時間必須安排合理，不然刀具和工件的使用壽命都會受到影響。

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

2細長軸加工精度的提升措施

2.1選擇合理的刀具參數

車刀的參數主要包括前角、后角、主偏角、副偏角等，車刀的各種刀具參數可以影響著切削力的產生的大小，通常為了降低細長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選擇在75～80°;同時為了有效減小切削力和降低切削熱，應將車刀前角為20～30°，并盡可能地選用交到的前角。而且，在保證車刀強度足夠的同時，應選擇較大的刀具前角，還要保證切削中產生的斷屑通過斷屑槽順利排出[2]。

2.2選擇有效合理的裝夾方式

細長軸的裝夾通常采用一夾一頂的方式進行。裝夾時不一使頂尖頂得過緊，否則會造成細長軸的軸身發生彎曲變形，同時也會使加工過程中細長軸在受熱伸長受到影響和阻礙，造成細長軸加工中受到切削力的擠壓作用而產生彎曲變形。同時，還要保證裝夾時卡爪夾面與頂尖孔同軸，否則也會使細長軸產生加工彎曲變形的現象。同時在裝夾的過程中，要始終注意細長軸的同軸度和跳動度的校正和校核，并控制誤差，否則裝夾的誤差較大，同樣會在加工過程中產生變形，從而影響加工精度[3]。

2.3加工過程中選擇合理的冷卻液和增加冷卻

冷卻是機械加工過程中非常重要的一環，冷卻的效果決定了加工能否進入下一環節，所以，我們必須對其予以重視。提到冷卻我們就不得不提冷卻液，它對于冷卻效果的影響是決定性的，我們在加工過程中需要合理選用適合的高效冷卻介質來對加工過程進行冷卻。但是冷卻液的作用又不限于冷卻，在冷卻的同時它還能排屑，除此之外它還兼具潤滑的功效，對車刀進行保護，延長其使用壽命。在加工過程中流動的冷卻液還能幫助車床及零件進行散熱，冷卻液的作用可謂非常廣泛。

2.4選擇合理的切削參數

在機械加工中，選擇合理的切削參數，對機械加工是否有利進行起著重要的意義。切削用量由吃刀量、進給速度、主軸轉速等組成，對這三個因素進行合理的選擇尤尤其重要。通常切削參數的選擇是否合理，對加工過程的順利進行與否關系重大，而且在切削參數的選擇中，如何保證工件轉速與切削進給速度的合理匹配，對加工質量很關鍵。比如，在細長軸的車削中應該選擇小的吃刀量、適當地增加進給速度以及適當地提高工件轉速等，對提高加工精度有著重要意義[4]。

結語

目前，在零件車床加工行業，細長軸零件的批量加工已不是問題，但是其加工精度還不夠高，加工效率也遠遠達不到市場要求。如何解決普通車床在加工細長軸零件時所面臨的這兩大類問題變得迫在眉睫。如前所述，剛性差、散熱慢這是細長軸零件自身的缺陷，無法避免，但是如何在細長軸的加工過程中完美避開這類缺陷的影響，采用更為先進的加工工藝，對加工過程進行精細掌控，從而提高加工質量和效率是我們需要深入思考的問題。只有解決了這些問題才能讓我們的普通車床在細長軸零件加工過程中充分發揮自身的優勢，讓我們的零件加工精度和生產效率再上一個臺階。

參考文獻：

[1]梁堅.普通車床細長軸加工工藝探討[J].南方農機，2020，51（08）：177+186.

[2]何青青.普通車床加工細長軸的工藝探究[J].科學技術創新，2018（10）：154-156.

[3]王秋林.在普通車床上精密車削細長軸的改進措施[J].制造技術與機床，2009（03）：104-105.