浅谈细长轴类零件的加工方法

【摘 要】在生产加工过程中,尤其是普通车床，细长轴类零件一直是属于不易加工的范畴，如果有了思路，也是相当容易的，更何况是数控机床。本文通过对细长轴类零件的定义以及工艺路线的分析，拓展出一套实用的加工方法

【关键词】细长轴；车床；加工工艺

一、跟刀架

跟刀架是固定在床鞍上的辅助支撑，是跟随刀架一起移动，承受作用在工件上的切削力。（1）跟刀架的结构。一般我们常用的跟刀架有两爪跟刀架和三爪跟刀架，两爪跟刀架可直接旋转手柄来实现支撑爪的径向移动，而三爪跟刀架则必须通过手柄转动锥齿轮，再用锥齿轮转动丝杆使其移动。（2）跟刀架的选用。一般我们选用两支支撑爪就可以了。如果选用的是两爪跟刀架，那么在加工过程中，工件会因为受到较大作用力，而瞬间从支爪上离开，然后在回到原处，这样就会使工件振动。

二、中心架

中心架属于车床的附件，主要是在车削细长轴时用到，通过压板和螺母将架体固定在床身上，将其固定在选好的位置上，来增强细长轴的刚度，保证其精度。（1）中心架构造。中心架的形式一般分为普通中心架和滚动轴承中心架。第一，普通中心架。通过压板和螺母将架体固定在床身上，为了方便工件的装卸，中心架的上盖能够随时打开和扣合。三个调节螺钉分别控制三个支爪的升降，方便装夹不同直径的工件。第二，滚动轴承中心架。它和普通中心架基本相同，具体不同就在于它的支爪上有三个滚动轴承，这样就算是在工件高速旋转的情况下，也不会伤害到工件表面，但是它的同轴度，就会随之下降。在加工过程中，中心架的支爪很容易就会被磨损，所以一般都要选用耐磨性好、不易伤害工件的材料。（2）使用中心架车削细长轴。在加工过程中，使用中心架支撑工件加工细长轴，主要要求中心架三个支撑爪与工件表面接触的三点所决定圆的圆心要与车床主轴的回转中心相一致。第一，用一夹一顶的方法来装夹工件。我们可以用以下三种方法来对工件进行装夹和找正：如果工件比较长，为了防止在主轴高速旋转时，工件的剧烈摆动，这不仅会影响尺寸精度，还相当危险，所以我们要想办法防止它的跳动，一般我们用木锲将其卡紧；如果工件不是很长，只要把工件的一边夹在卡盘上，另一边用中心架支撑，然后把外圆找正，调整中心架的支爪，使其轻轻接触工件，就可以进行加工。第二，用两顶尖装夹的方法来装夹工件。我们可以用以下两种方法来对工件进行装夹和找正：一是加工出一个沟槽，作为支撑轴径，而且这个支撑轴径的直径要比工件要求的尺寸稍微大一些；二是直接把中心架支撑在工件中间，减小工件的长径。如果工件某个部位不要求加工或者不可以加工支撑沟槽，那么就要求我们另外配备一件辅助工具，这就是过度套桶。（3）尾座的校正在加工过程中，如果出现外圆有锥度，那么除了因为中心架的调整不准确或者是支撑爪本身的接触不好以外，就只剩下尾座的失误了，所以在加工工件之前调整尾座。其调整的方法：用两块百分表分别对工件的两边加工出直径相同的外圆进行测量，并找正尾座中心。

三、细长轴的车削

在加工细长轴时，除了要求对跟刀架和中心架的使用熟练以外，还要掌握如何避免工件的热变形以及如何合理选择刀具的几何形状等关键技术问题。

四、实例应用

分析：假设工件是990mm长，其上有三个不同直径的外圆，分别是37.5mm，30mm，38mm，这样就给我们的加工带来了不便。（1）毛坯的准备。第一，毛坯的选择：细长轴类零件的工余量要比一般的零件加工余量要大，因此这次我们选用直径为42mm,长度为1000mm的毛坯材料。第二，毛坯的校直：较直的毛坯材料，加工余量均匀，振动幅度小，残余应力小，工件变形小，因此我们要对毛坯进行校直。（2）刀具的准备。我们选用普通90度车刀进行加工，刀具一定要求锋利，严格对准工件中心，安装刀具。准备中心架，并严格检查，有磨损情况及时修正，从新安装，再次检查，直到合格为止。（3）车削步骤。第一，端面的车削、中心孔的钻削。把毛坯安装到卡盘中，先将毛坯车出一个工艺台阶，车好端面，在打上中心空。在另一边也做同样的工序，用来作为后面加工时的定位基准。第二，中心架的安装，基准面的研磨。把车床主轴转速调到300～600r/min，然后对中心架的支撑爪进行研磨，直至达到合适的要求为止。第三，进刀方式的选择。第四，宽槽的加工。我们在保证了工件外圆正确之后，就是对宽槽的加工了。用切槽刀在工件的相应位置上加工出宽槽。第五，尺寸的保证，粗糙度的保证。我们可以用宽刃车刀进行精加工，并降低切削速度。这样能够得到较小的粗糙度值和叫高的尺寸精度。（4）注意事项。第一，第一刀的切削深度不宜过大，防止有太大切削力产生影响顶尖的工作；第二，切削液的加注一定要充分，而且要从加工一开始就进行加注；第三，加工过程中，要时时注意支撑爪的磨损情况；第四，要防止工件有锥度产生，在加工前就要对尾座进行调整；第五，顶尖的松紧程度也要时时注意，不能过松，也不能过紧。综上所述，只要对零件的加工的工艺路线合理，方法掌握熟练，一般来说，就不会有什么错误出现了。