（中国航发哈尔滨东安发动机有限公司 黑龙江省哈尔滨市 150060）
摘要：在当前国内、外汽车行业中，涉及大量应用的某一种零件成形加工以前，原材料为典型超细长型零件，该零件存在难以克服的加工工艺，存在加工精度低，产品加工的一致性差，生产效率低下的瓶颈。在机械加工过程中，我们把零件的长径比大于或等于25的轴类零件称为细长轴,如车床上的光杆或丝杆等。在车削过程中，由于其刚性差，在切削力和切削热的作用下，细长轴很容易产生弯曲变形。
关键词：细长轴；零件；加工；工艺；
轴类零件是机器中经常遇到的典型零件之一。它主要用来支承传动零部件，传递扭矩和承受载荷。细长轴是传动轴类零件的特点，在整个轴类零件中也扮演着重要角色。细长轴是轴类零件中加工难度较大的一种，此零件的刚性差，加工时易出现弯曲、锥度、腰鼓形等问题。这样的轴承,由于其特性,造成其刚性相当差。所以在日常的加工过程中会受到比如切割产生的削力、震动等等因素的影响,直接影响到产品的精确度。针对上述问题，须采取合理、有效的方法和措施进行加工。
一、细长轴加工工艺特点
（一）细长轴刚性较差。在机械加工过程中，有很多轴类零件的长径比L/d>25。在切削力、重力和顶尖顶紧力的作用下, 横置的细长轴很容易弯曲甚至失稳。由于细长轴的刚性差，这样细长的工件由于其自身的重量会出现下垂的现象。在切削过程中工件吸收的切削热，会导致工件产生较大的轴向线膨胀，加剧弯曲变形，增加振动，甚至使工件挤死在两顶尖之间，造成无法加工。在车床上加工时很容易因高速旋转而产生晃动。也会因受刀具的切削力而变形。所以，加工往往产生很大的锥度，呈鼓形。因此，车削细长轴时必须改善细长轴的受力问题。
（二）加工精度难以保证。车细长轴时由于使用跟刀架，若支承工件的两个支承块对零件压力不适当，会影响加工精度。若压力过小或不接触，就不起作用，不能提高零件的刚度。由于出现的弯曲情况越严重，在车削时产生的振动就会越大，其表面的精度就难以得到有效地保证。在切削过程中，工件受热伸长会产生弯曲变形，甚至会使工件卡死在顶尖间而无法加工。工件受切削力作用易产生弯曲，从而引起振动，影响工件的精度和表面粗糙度。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆特别是磨削加工中一般尺寸较差，表面粗糙度又要求较高，又因磨削时工件一般要求淬火式调质等热处理要求，磨削时的切削热更容易引起工件变形等。
（三）会产生弯曲变形。在进行高速地旋转时，由于其受到离心力和车削时受到的车削力，所以很容易产生细长轴弯曲变形的现象。在车削进程中，由于其刚性差，在切削力和切削热的浸染下，修长轴很苟且发生盘曲变形，如许就粉碎了刀具和零件相对勾当的正确性，使加工出来的修长轴发生中央粗、两端细的外形。切削中产生的纵向切削沿工件轴线趋向尾座方向，由于轴向力的作用拉紧了工件，增加了工件的实际刚度，不致于出现弯曲（弓形）变形。
二、细长轴类零件加工工艺探索
（一）完善加工工艺。细长轴切削是较困难的加工,一般都采用90°主偏角的刀具,在低的切削速度和较小的走刀量下进行。如果长轴的长度和直径比例很大,切削时还需加跟刀架以支承工件,防止震动和弯曲。细长轴的车削加工需要操作人员具有很高的技术加工水平，还需要很细心的操作，如果在加工时某一个环节的操作不当，就容易出现问题。采用由左至右反方向车削；减小内应力和弯曲变形，保证直线度及尺寸精度，加工效率高，适应性强。工艺上一般采用低转速+尾顶+跟刀架+反向走刀（从床头向尾顶走）+刀具采用大前角锋利刀尖+小吃刀量等措旋来避免产生缺陷。粗加工时，由于切削余量大，工件受的切削力也大，一般采用卡顶法， 尾座顶尖采用弹性顶尖，可以使工件在轴向自由伸长。
（二）弥补加工缺陷。为了弥补细长轴的刚性不足，在车削中，应采用跟刀架，以提高工件的刚性，减少变形。要注意具体操作方法，有较严格的工艺要求和措施，以保证整个工艺系统的刚性，让工件获得必要的几何精度和表面光洁度。在车削细长轴时，一般均采用一头夹和一头顶的装夹方法。用卡盘装夹工件时，在卡爪与工件之间套入一开口的风丝圈，以减少工件与卡爪轴向接角长度。选择合适的刀具及切削用量，有效地装夹定位工件，就能够有效地降低切削温度、减少热变形，最终获得满意的加工效果。要认真看清图纸，看图时要反复多看几遍，掌握进刀刻度盘使用方法和看清刻度格数。根据加工余量算出切削深度，进行浅试切削，然后修正切削深度。在试切时要细心，车出2mm～3mm进行测量，以防一刀工件报废。
（三）完善加工步骤。在使用中心架时,应先将架体固定在床面上,压紧上盖,然后调整三个支承爪,使它轻轻地、均匀地接触在光径上,再紧固螺钉。采用一夹一顶装夹方式时，顶尖应采用弹性活顶尖，使细长轴受热后可以自由伸长，减少其受热弯曲变形。提高切削速度有利于降低切削力。这是因为，随着切削速度的增大，切削温度提高，刀具与工件之间的摩擦力减小，细长轴的受力变形减小。但切削速度过高容易使细长轴在离心力作用下出现弯曲，破坏切削过程的平稳性。车削过程中，充分加注切削液可有效地减少工件所吸收的热量，减少工件的热变形伸长，还可以降低刀尖的温度和延长刀具的使用寿命。所以切削速度应严格控制。使用跟刀架车削细长轴,但接触压力不宜太大,压力过大,会把工件车成竹节形。要减少工件的热变形伸长.使用弹性顶尖,浇注充分的切削液,保持刀尖锋利。
三、结束语
总之，细长轴的零件加工是机械加工中比较常见的一种方式，所以要抓住产生缺陷因素的变化规律，注意工件的装夹及跟刀架的使用，考虑工件的热变形伸长，合理选择车刀几何参数及切削用量，问题就会得到解决。同时，在细长轴的加工过程中，要采取不同的方法，不断完善和改善生产工艺，不断制造出更好的细长轴类零件产品。
参考文献：
[1]王梅香，细长轴车削新工艺[J];煤矿机械;2008年10期
[2]刘祥伟，细长轴车削方法与跟刀架设计[J];制造技术与机床;2013年06期
论文作者:金汉
论文发表刊物:《论证与研究》2019年11期
论文发表时间:2020/4/29
标签：工件论文; 零件论文; 加工论文; 弯曲论文; 刚性论文; 刀具论文; 精度论文; 《论证与研究》2019年11期论文;