细长轴车削加工时的振动探究

[摘要]细长轴车削加工指通过车削的加工方法，对细长轴进行加工制作，而由于细长轴本身的直径较小，长度与直径的比例一般在25∶1以上，悬殊的比例造成细长轴本身的强度较低，在车削加工时极易产生变形和振动，导致元件的规格难以精准控制，加工难度也随之上升。本文从细长轴在车削加工时的振动问题出发，对产生振动的原因进行分析和探讨，得出可以有效控制和减缓振动的方法，为细长轴的加工精度提供保障。

[关键词]细长轴；车削加工；振动影响；解决办法

[中图分类号]TG51[文献标识码]A

由于细长轴自身的构造特点，在对其进行车削加工时，细长轴本身会产生剧烈的振动，而这种振动缺陷很难凭借经验来弥补，这也就造成细长型轴类元件在加工时，很难保障加工精度，批量生产十分困难。如何克服细长轴在车削加工中出现的振动问题，提高细长轴加工的精度和准度，有效改善细长轴元件的加工质量，成为精密机械加工企业关注的重要问题。

1振动产生的原因及危害

所谓车削加工，是指在对元件进行加工时，通过固定的车床加工装置，利用刀具的直线或曲线运动，以及待加工元件自身的旋转运动，相互作用，来对毛坯进行雕刻和切削，达到人们期望的形状和尺寸。在加工过程中，相对于刀具而言，元件自身的旋转是加工的关键动力。细长轴由于自身的直径小，长度长，导致其材料刚度急剧下降，在旋转切削时十分容易产生形体变化出现振动。而一旦出现振动，刀具在细长轴上的落点就必然会发生偏移，造成数据错误，从而使元件的精度和准度得不到保障，造成元件质量较差甚至出现报废，既浪费了材料，又耽误了生产活动的正常有序进行。

2减轻振动的办法

想要减缓细长轴在加工时的振动，提高加工精度，需要增加细长轴工件的刚性。但是，工件本身的材质是一定的，其本身的刚度也是无法改变的，这就需要采取其他办法，从侧面提高工件的刚度和强度。

2.1在细长轴中间加装中心架

一般在对细长轴类工件进行加工时，由于工件自身长度较大，可以采用分段车削的方式，在工件中间加装中心架，可以减少工件长度，从而使工件本身的刚度得到加强。但是，在安装中心架时，需要事先对工件毛坯进行处理，车削出足以支撑中心架支撑爪的沟槽，同时，此方法对于工件自身的表面粗糙度要求也较高，在使用时难度较大，必须由经验丰富的加工人员进行操作。

2.2加装过渡套筒

通过两端的螺丝对工件毛坯进行固定和调整，然后就可以直接进行车削，操作简单，对工件自身的影响很小。

2.3对车床进行改装，加装浮动跟刀架

观察发现，在进行车削加工时，细长轴自身不同位置的振动频率差异很大，其振动幅度最大的位置发生在跟刀架和两侧支撑点的中间位置，并且会随着车削加工的过程而在细长轴上进行轴向移动。根据这种现象，可对车床进行改装，加装包含两个支撑爪的浮动跟刀架，使其可以随着车刀的移动而移动。两个支撑爪的间距是细长轴自身长度的一半，这也就等于在细长轴振动幅度最大的位置加上了两个可以移动的支撑点，从而增加工件的刚度，减少振动对于工件质量的影响。

但是，在实际的使用过程中，由于工件自身的重力因素，以及加工中工件自身的旋转，会产生较大的离心力，导致工件离开支撑爪或者与支撑爪直接接触，产生振动变形。如果在工件下方加装一个支撑爪，将工件牢牢固定住，就可以有效减少振动发生的概率，进而增加工件精度。这是工程人员应该认真考虑的问题，也是对浮动刀架进行升级优化的一个有效方向。

3加工时需要注意的事项

3.1选择适当的减振方法

在对不同规格的细长轴元件进行车削加工时，需要根据元件的实际情况，选择最合适的减振方法。一般来说，当前的加工车床都会加装浮动跟刀架，以减少对元件的处理和影响，也可以适当加快加工速度。而对于精度要求较高的精密元件，可以同时加装中心架或过渡套筒，与浮动跟刀架相互配合，将元件的振动影响降至最低。

3.2选择合适的加工刀具

在进行细长轴车削加工时，由于工件自身的刚度较低而且比较固定，加工刀具对于工件的影响就显得极为巨大，刀具的形状会影响其对元件的切削力，可以放大或缩小元件的振动幅度，影响元件的精度。因此，对细长轴类元件进行车削时，刀具的选择也十分重要。

3.3严格控制切削速度

速度的改变会影响接触双方的受力大小，这一点在细长轴车削加工时也得到了体现。切削速度越快，元件与刀具接触时双方受到的摩擦力也就越小，对于细长轴的影响也会随之减小，反之亦然，因此，加工时要对刀具的切削速度进行控制。对于直径较小而长度较大的细长轴或超细长轴，加工时要适当降低切削速度，防止速度过快造成元件断裂。

3.4定期检查车床状态

为了保证细长轴元件的加工精度，以及确保车削加工的顺利进行，要定期对车床的运行状态进行检查，如果出现刀具磨损严重、中心轴偏离等情况，要及时进行更换和调整，避免因为车床状态原因造成的工件精度降低或报废现象。

4结语

振动现象对于细长轴车削加工的影响是巨大的，也是不可避免的。我们所要做的就是采取合适的措施，对细长轴的车削加工技术进行改进和创新，尽可能减少振动对于工件精度的影响，保障生产顺利进行。

参考文献

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