芻議細(xì)長(zhǎng)軸加工質(zhì)量
論文導(dǎo)讀：本文主要介紹細(xì)長(zhǎng)軸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、加工特點(diǎn)、加工細(xì)長(zhǎng)軸的準(zhǔn)備工作，以及如何提高細(xì)長(zhǎng)軸加工質(zhì)量的方法和措施等。
關(guān)鍵詞：細(xì)長(zhǎng)軸結(jié)構(gòu)與加工特點(diǎn)，方法與措施
軸類零件是機(jī)械加工中經(jīng)常遇到的典型零件之一，通常采用車削、磨削的加工方法。細(xì)長(zhǎng)軸是軸類零件中加工難度較大的一種，該類零件的剛性差，加工時(shí)易出現(xiàn)彎曲、錐度、腰鼓形等問題，針對(duì)上述問題，須采取合理、有效的方法和措施。
一、細(xì)長(zhǎng)軸的特點(diǎn)
1．細(xì)長(zhǎng)軸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
軸類零件中長(zhǎng)度與直徑之比大于20的，稱為細(xì)長(zhǎng)軸。該類零件外形結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，由于長(zhǎng)徑比大，故對(duì)軸線和輪廓線有直線度要求；為了滿足使用要求，某些軸段有尺寸公差要求；表面質(zhì)量的要求與一般軸類零件相似。該類零件在機(jī)械系統(tǒng)中運(yùn)用廣泛，如油缸的活塞桿、機(jī)床的光杠和絲杠等，都屬于細(xì)長(zhǎng)軸零件。免費(fèi)論文參考網(wǎng)。
2．細(xì)長(zhǎng)軸的加工特點(diǎn)
（1）剛性差。細(xì)長(zhǎng)軸長(zhǎng)度與直徑比較大，很多已經(jīng)超過(guò)50：1，這樣零件在自重力、離心力、切削力等的作用下，易產(chǎn)生彎曲、變形和振動(dòng)等問題。
�。�2）熱變形大。細(xì)長(zhǎng)軸工件車削時(shí)散熱能力差，線膨脹系數(shù)大，因此在車削加工中易出現(xiàn)軸向伸長(zhǎng)的情況，這樣既加劇了變形，也大大降低了工件的剛度，易出現(xiàn)工件卡到頂尖中無(wú)法加工的現(xiàn)象。
�。�3）加工人員需要有較高的加工技能。細(xì)長(zhǎng)軸在加工時(shí)，需要采用跟刀架、中心架等輔助夾具，這為刀具、夾具、工件之間的協(xié)調(diào)帶來(lái)一定的困難，增加了振動(dòng)的因素，增大了加工的難度。因此，必須有高技能的人員來(lái)操作，才能提高產(chǎn)品的合格率，最大限度地降低加工成本。
二、細(xì)長(zhǎng)軸加工前的準(zhǔn)備工作
1．機(jī)床調(diào)整
機(jī)床的調(diào)整是加工細(xì)長(zhǎng)軸的重要環(huán)節(jié)，首先要使主軸中心和尾座頂尖的中心連線與導(dǎo)軌全長(zhǎng)平行，其次要使主軸中心與尾座頂尖中心的同軸度誤差小于0.02mm，最后，調(diào)整大、中、小拖板之間的間隙，使之達(dá)到合適的寬度。
2．棒料校直
做為細(xì)長(zhǎng)軸毛坯的直棒料可采用熱校直和冷校直兩種方法。熱校直效果好，但費(fèi)工費(fèi)時(shí)，適合階梯軸或大直徑的零件校直；冷校直僅適用于直徑小的零件。
3．工藝裝備的準(zhǔn)備
常見的工藝裝備包括刀具、量具和夾具等。刀具和量具沒有特殊要求，但對(duì)夾具的要求比較高，通常需要頂尖、中心架、跟刀架等輔助設(shè)備，也有采用V形架、套筒等作輔助支撐的。
三、常見的細(xì)長(zhǎng)軸加工方法
1．中心架支撐車削細(xì)長(zhǎng)軸
適用于可以分段車削的細(xì)長(zhǎng)軸。把中心架（如圖1所示）支撐在工件中間，這樣細(xì)長(zhǎng)軸的長(zhǎng)徑比就減少一半，車削時(shí)的剛性可以增加好幾倍。在工件上中心架之前，必須在毛坯中部車出一段支撐中心架支承爪的溝槽。中心架的支承爪與工件接觸處應(yīng)經(jīng)常加潤(rùn)滑油，也可以在中心架支承爪與工件之間加一層砂布或研磨劑，進(jìn)行研磨抱合。
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圖1 中心架工作圖圖2 跟刀架工作圖
2．跟刀架支撐切削細(xì)長(zhǎng)軸
跟刀架（如圖2所示）固定在床鞍上，可以隨車刀移動(dòng)，可抵消車削時(shí)產(chǎn)生的徑向切削力，增加工件的剛度，減少變形，從而提高軸的形狀精度并提高表面的加工質(zhì)量。跟刀架通常采用三只支撐爪，使工件上下、左右都不能移動(dòng)，車削過(guò)程穩(wěn)定，不易產(chǎn)生振動(dòng)。
四、提高細(xì)長(zhǎng)軸加工質(zhì)量的方法與措施
1-頂尖 2-圓柱滾子軸承 3-碟形彈簧 4-推力球軸承 5-滾針軸承
圖3 彈性回轉(zhuǎn)頂尖結(jié)構(gòu)圖
1．使用彈性回轉(zhuǎn)頂尖減少受熱變形
彈性回轉(zhuǎn)頂尖的結(jié)構(gòu)如圖3所示，頂尖用圓柱滾子軸承、滾針軸承承受徑向力，推力球軸承承受進(jìn)給力。在短圓柱滾子軸承和推力球軸承之間，放置若干片碟形彈簧。當(dāng)工件熱變形伸長(zhǎng)時(shí)，工件推動(dòng)頂尖通過(guò)圓柱滾子軸承，壓縮內(nèi)部的蝶形彈簧。生產(chǎn)實(shí)踐證明，用彈性回轉(zhuǎn)頂尖加工細(xì)長(zhǎng)軸，可有效地補(bǔ)償工件的熱變形伸長(zhǎng)，這樣工件不宜彎曲，車削能夠順利進(jìn)行。
2．采用浮動(dòng)夾緊和反向進(jìn)給切削減少受熱變形
如圖4所示，細(xì)長(zhǎng)軸采用一夾一頂裝夾方式，這樣細(xì)長(zhǎng)軸左端的夾持就形成線接觸的浮動(dòng)狀態(tài)，使細(xì)長(zhǎng)軸在卡盤內(nèi)能自由調(diào)整，切削過(guò)程中熱變形伸長(zhǎng)的細(xì)長(zhǎng)軸不會(huì)因卡盤夾死而產(chǎn)生彎曲變形。在卡夾基面上套一開口的鋼絲圈，以減少卡夾與工件軸向的接觸長(zhǎng)度。防止頂尖孔與卡夾基面不同軸所形成的過(guò)定位使工件彎曲變形。采用反向進(jìn)給時(shí)，進(jìn)給力拉緊工件已切削部分，并推進(jìn)工件待切削部分由右端的彈性回轉(zhuǎn)頂尖支撐并補(bǔ)償，細(xì)長(zhǎng)軸不易產(chǎn)生彎曲變形。
圖4 反向進(jìn)給切削示意圖
3．采用專用拉緊裝置裝夾細(xì)長(zhǎng)軸
采用專用拉緊裝置裝夾細(xì)長(zhǎng)軸，可使工件在切削過(guò)程中始終受到拉力，從而消除因切削熱使工件軸向身長(zhǎng)導(dǎo)致的工件彎曲變形。反向拉緊裝置的結(jié)構(gòu)如圖5所示，適合加工長(zhǎng)徑比很大的細(xì)長(zhǎng)軸（L/d>60～100）。使用時(shí)，將反向拉緊裝置緊固在機(jī)床尾座套筒9上，工件一端車成直徑與長(zhǎng)度與反拉接頭拉緊套2的內(nèi)孔動(dòng)配合，然后用帶鉤卡爪連接，將套2擰緊在軸7上，起拉緊作用；軸的另一端夾緊在三爪卡盤上。調(diào)整尾座時(shí)，可稍松尾座頂針套筒的鎖緊手柄，將手輪反搖，使手輪手柄位置置于偏上后，固定尾座，在手輪上掛10kg左右的重物，可在切削中起自行拉緊作用。
4．合理選擇刀具提高加工質(zhì)量
在細(xì)長(zhǎng)軸的加工中，僅僅依靠跟刀架、中心架、彈性回轉(zhuǎn)頂尖等設(shè)備是不夠的，通過(guò)長(zhǎng)期的時(shí)間發(fā)現(xiàn)，合理地選用刀具角度及其加工路線，會(huì)對(duì)細(xì)長(zhǎng)軸的加工產(chǎn)生積極的意義。
前角的大小直接影響切削力、切削溫度和切削力，影響刃區(qū)和刀頭的溫度與容熱體積和導(dǎo)熱面積，影響刀具的耐用度。免費(fèi)論文參考網(wǎng)。大的前角加工是可以減少切削力、切削變形，由于細(xì)長(zhǎng)軸剛度比較差，通常前角取20°～25°。
1-工件 2-拉緊套 3-帶鉤卡爪 4-固定套 5-向心球軸承 6-推力球軸承
7-軸 8-緊定螺釘 9-尾座套筒
圖5反向拉頭結(jié)構(gòu)圖
后角的主要功能為減少后刀面與加工表面的摩擦，直接影響加工表面質(zhì)量及刀具耐用度。切削細(xì)長(zhǎng)軸時(shí)一般采用大的進(jìn)給量，為了增加刀具的耐用度、減輕細(xì)長(zhǎng)軸在車削時(shí)的上下跳動(dòng)要選取較小的后角，通常把后角取2°～3°。
主偏角增大可以減少細(xì)長(zhǎng)軸的縱向切削力，減少振動(dòng)和彎曲。通常情況下，主偏角選75°～90°，副偏角8°～30°。
為了讓切屑流向待加工表面，增強(qiáng)刀尖強(qiáng)度，提高切削的穩(wěn)定性及三個(gè)切削力之間的比值，通常情況把刃傾角選為3°。免費(fèi)論文參考網(wǎng)。
為了減少軸向切削力，提高刀具耐用度，刀尖圓弧半徑取0.5mm，副倒棱取0.2mm。
五、結(jié)束語(yǔ)
加工細(xì)長(zhǎng)軸時(shí)，首先應(yīng)該了解該類零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、加工特點(diǎn)，然后選用合理的加工方法，選擇適當(dāng)?shù)牡毒邊?shù)及切削用量，都是保證加工質(zhì)量不可缺少的條件。
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關(guān)鍵字：機(jī)械
