王美華

摘要：軸類零件在機(jī)械工業(yè)中占有重要的地位，主要的作用是能夠和別的零件進(jìn)行組合，成為機(jī)器中重要的組成部分。隨著人們對(duì)零件技術(shù)加工質(zhì)量的要求越來越高，加工細(xì)長(zhǎng)軸的方法也變得越來越多。本文通過分析影響細(xì)長(zhǎng)軸加工精細(xì)度的主要因素，提出解決細(xì)長(zhǎng)軸加工的主要技術(shù)性問題，以便更好地保證細(xì)長(zhǎng)軸加工的質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：細(xì)長(zhǎng)軸；方法；加工精度

細(xì)長(zhǎng)軸可以應(yīng)用于機(jī)器加工的各個(gè)靈越，應(yīng)用廣泛，對(duì)于細(xì)長(zhǎng)軸的精密程度至今還是一向比較難以解決的技術(shù)項(xiàng)目。但是我國(guó)關(guān)于細(xì)長(zhǎng)軸光整加工階段主要應(yīng)用的是磨削加工。這種磨削加工的工作效率很低，需要大量的勞動(dòng)力，容易讓被加工的工件產(chǎn)生損傷，還有可能在進(jìn)行磨削加工的時(shí)候破壞工件的表面質(zhì)量。

一、細(xì)長(zhǎng)軸加工的特點(diǎn)

1、細(xì)長(zhǎng)軸剛性很差。在車削加工時(shí)，如果裝夾不當(dāng)，很容易因切削力及重力的作用而產(chǎn)生彎曲變形，從而引起振動(dòng)，降低加工精度和表面粗糙度。

2、細(xì)長(zhǎng)軸的散熱性差。在切削熱的作用下，工件軸向尺寸會(huì)變熱伸長(zhǎng)，如果軸的兩端為固定支承，則會(huì)因變擠而產(chǎn)生彎曲變形，甚至?xí)构ぜㄋ涝陧敿忾g而無法加工。

3、工件高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，在離心力作用下，加劇工件彎曲與振動(dòng)。

4、細(xì)長(zhǎng)軸軸向尺寸較長(zhǎng)，加工時(shí)一次給所需時(shí)間長(zhǎng)，刀具磨損較大，從而增加了工件的幾何形狀誤差。

二、引起細(xì)長(zhǎng)軸變形彎曲的因素

1、切削力引起的變形。在對(duì)細(xì)長(zhǎng)軸進(jìn)行加工的時(shí)候，所產(chǎn)生的削力是無窮的，主要是削力、背向力和進(jìn)給力，在切割工程中所受到力的影響是不同的。在切割中受到背向力影響的時(shí)候，一般垂直于給進(jìn)力的方向上的分離，這個(gè)時(shí)候，細(xì)長(zhǎng)軸表面受力，水平表面就會(huì)變得彎曲。

當(dāng)進(jìn)行細(xì)長(zhǎng)軸加工的時(shí)候，一般的給進(jìn)力在運(yùn)動(dòng)的上方受力。給進(jìn)力產(chǎn)生的彎曲變形主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：（1）細(xì)長(zhǎng)軸的一頭被夾持在卡盤中間，另一頭施以進(jìn)給力時(shí)，就像在一根桿子上施加一個(gè)偏置壓力，就容易產(chǎn)生彎曲變形。（2）工件有了上述彎曲變形后，在高速回轉(zhuǎn)下，由于離心慣性作用，又加劇了變形，并引起了振動(dòng)。

2、切割熱引起的變形。細(xì)長(zhǎng)軸在工作的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生很大的熱量，其熱量是車削熱，在車削熱的狀態(tài)下，會(huì)讓一些工件伸長(zhǎng)。受到熱的作用一些工件會(huì)變形，在車削的過程當(dāng)中，雖然卡盤和尾座是不懂的，距離也是不變的，但是經(jīng)過細(xì)長(zhǎng)軸工作變熱的原因，細(xì)長(zhǎng)軸拉伸長(zhǎng)度就會(huì)受到影響，受到一定的限制，經(jīng)過他們之間的擠壓，受到切割熱的影響就會(huì)變形。

3、受切割量的影響。細(xì)長(zhǎng)軸在進(jìn)行工件加工的時(shí)候，有時(shí)候需要進(jìn)行計(jì)算尺寸的，如果細(xì)長(zhǎng)軸軸向尺寸偏大，那么進(jìn)給量就會(huì)變小，所以在加工的過程中就會(huì)需要很長(zhǎng)的時(shí)間，加工一次所需走刀時(shí)間較長(zhǎng)，走刀在進(jìn)行過程中回合一些零件進(jìn)行接觸，接觸量比較多，從而造成刀具磨損嚴(yán)重，使工件容易產(chǎn)生錐度。

4、車削力變大，受到車削振動(dòng)較大。加工過程中由于受到切削力和離心力的共同作用，易產(chǎn)生切削振動(dòng)，工件表面粗糙度難以保證加工要求。

三、提高細(xì)長(zhǎng)軸精度加工的策略

1、圓軸滾壓，增大表面接觸面積。細(xì)長(zhǎng)軸工件外圓在滾壓加工時(shí)，當(dāng)外圓表面受壓，金屬的晶粒向徑向軸心延伸，但這是有限的，金屬的晶粒還不得不向軸的兩端延伸，所以，經(jīng)過旋風(fēng)式外圓滾壓加工的細(xì)長(zhǎng)軸，其長(zhǎng)度是略有增加的。故采取一端卡盤一端頂針的裝夾方式，頂尖部分應(yīng)該有能少量自動(dòng)伸縮的結(jié)構(gòu)，以確保工件伸長(zhǎng)時(shí)，不致于頂尖的阻力而將工件頂彎。

2、減少熱變形伸長(zhǎng)的影響。車削時(shí)，因切削熱傳導(dǎo)給工件，使工件溫度升高，工件就開始變形伸長(zhǎng)，工件就受擠壓彎曲，一旦產(chǎn)生彎曲后，細(xì)長(zhǎng)軸就很難進(jìn)行加工，因此，加工細(xì)長(zhǎng)軸時(shí)，需采取措施以減小熱變形的影響：（1）進(jìn)行滾壓加工。屬切削刀具引起的誤差、振動(dòng)和熱變形等其他形式的誤差，這樣就會(huì)使得切削加工精度比工作母機(jī)的精度低，所以精加工階段要保證工作母機(jī)的精度比被加工零件的精度高，這樣才能保證加工零件的精度。當(dāng)采用同樣的滾壓條件對(duì)不同的塑性材料進(jìn)行滾壓加工時(shí)，會(huì)得到不同的滾壓效果。（2）使用彈性回轉(zhuǎn)頂尖來補(bǔ)償熱變形伸長(zhǎng)，實(shí)踐證明，用彈性回轉(zhuǎn)頂尖加工細(xì)長(zhǎng)軸，可有效的補(bǔ)償工件的熱變形伸長(zhǎng)，工件不易彎曲，車削可順利進(jìn)行。（3）加注充分的切削液。車削細(xì)長(zhǎng)軸時(shí)，無論是低速切削還是高速切削，使用切削液進(jìn)行冷卻，能有效地抑制工件溫度上升，從而控制熱變形。（4）刀具應(yīng)經(jīng)常保持銳利狀態(tài)，以減小刀具與工件的摩擦發(fā)熱。

3、切削用量的選擇。在盡量大的進(jìn)給量的前提下，盡可能的提高切削速度和背吃刀量。這是因?yàn)椋海?）結(jié)合反向切削，采用大的進(jìn)給量，增大進(jìn)給力，工件在強(qiáng)有力的拉伸作用下，能消除徑向的振動(dòng)，使切削平穩(wěn)。（2）大的進(jìn)給量，相當(dāng)于車削細(xì)牙螺紋，走刀方向一側(cè)的后角減小一個(gè)螺旋升角，前角增大一個(gè)螺旋升角。小的后角減小崩刃，大的前角減小切削力并對(duì)切削變形有利。

4、采用適當(dāng)?shù)能囅鞣椒?。?）一夾一頂上中心架，或兩頂尖上中心架，正裝車刀車削，適用于允許調(diào)頭接刀車削的工件。 （2）一夾一頂上跟刀架，正裝車刀車削，適用于不允許調(diào)頭接刀車削的工件。兩爪跟刀架不適用于高速切削，三爪跟刀架適用于高速切削。（3）一夾一頂或一夾一拉，卡盤夾緊面用開口鋼絲圈，上跟刀架，反向進(jìn)給，適用于精車長(zhǎng)徑比L/d<50 的軸。（4）改裝中滑板，設(shè)前后刀架，兩把 45°車刀同時(shí)車削，工件振動(dòng)和變形小，加工精度高，適用于批量生產(chǎn)。

四、結(jié)語

細(xì)長(zhǎng)軸精加工階段，通常使用磨削、車削等傳統(tǒng)的材料加工方法時(shí)，由于細(xì)長(zhǎng)軸長(zhǎng)徑比大造成剛性差，且長(zhǎng)軸零件的熱擴(kuò)散能力弱，在切削力、重力、慣性力和切削熱的共同作用下，將破壞零件和刀具之間的相互位置關(guān)系，因而很容易產(chǎn)生彎曲變形、振動(dòng)、表面灼傷等情況，從而降低了長(zhǎng)軸的加工質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

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