陳勝強

摘 要：當(dāng)前，我國的機械加工水平得到了大幅度提升，因此社會對生產(chǎn)加工也提出了更高的要求，尤其對加工精度要求更為嚴(yán)格。在細(xì)長軸的加工過程中，由于受到各種因素的影響，存在著加工質(zhì)量問題，從而影響了工件的質(zhì)量。本文主要對細(xì)長軸加工質(zhì)量問題和影響加工精度的因素進行了分析，然后提出了細(xì)長軸加工精度控制的措施，希望有助于實際的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：細(xì)長軸;加工精度;影響因素

中圖分類號：TG51 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-5168（2019）04-0043-02

Research on Control Strategy of Machining Accuracy of Slender Shaft

CHEN Shengqiang

（Zhengzhou Technician College，Zhengzhou Henan 450006）

Abstract： At present， China's level of mechanical processing has been greatly improved， so the society has put forward higher requirements for production and processing， especially on the requirements of processing accuracy. In the process of processing slender axle， due to the influence of various factors， there are processing quality problems， which affect the quality of the workpiece. This paper mainly analyzed the quality problems of slender shaft processing and the factors affecting the processing accuracy， and then put forward the measures to control the processing accuracy of slender shaft， hoping to contribute to the actual development.

Keywords： slender shaft;machining accuracy;influencing factors

目前，工件加工中采用車削和磨削的方式已很難滿足細(xì)長軸工件加工要求，工件的精度、加工效率和質(zhì)量都很難得到保障。在細(xì)長軸的加工中，對工件加工要求較高，因此，企業(yè)需要做好精度控制的工作，避免受到不良因素影響造成加工精度得不到有效控制的現(xiàn)象。

1 細(xì)長軸加工質(zhì)量問題和影響加工精度的因素

1.1 細(xì)長軸加工質(zhì)量問題

從細(xì)長軸的加工現(xiàn)狀可以看到，其中還存在著一些質(zhì)量問題，如加工變形的質(zhì)量問題。細(xì)長軸工件的切削加工過程中，會受到刀具不同方向的作用力。在加工時，這些削力比較容易對細(xì)長軸工件產(chǎn)生扭矩，使得工件垂直平面產(chǎn)生彎曲，軸向力沿著軸線方向產(chǎn)生作用力對工件構(gòu)成彎矩，使得徑向力發(fā)生變化，從而造成細(xì)長軸的變形[1]。此外，由于自動下垂造成的彎曲，在高速旋轉(zhuǎn)時會出現(xiàn)質(zhì)量問題。

1.2 細(xì)長軸加工精度的影響因素分析

①自身特性和熱度因素。細(xì)長軸加工精度影響因素是多樣的，在加工過程中其自身的形狀特性會使得加工發(fā)生振動，由于機械擺放位置的偏差等造成微變形，從而降低加工的精度。細(xì)長軸的散熱性能相對較差，通常由于原始桿件經(jīng)切削和淬火調(diào)質(zhì)加工造成。切削過程中采用多種工具和工件發(fā)生摩擦，從而產(chǎn)生熱量，造成細(xì)長軸加工的過程中溫度升高，這一高溫因素也較易造成工件的變形。

②長度因素。在細(xì)長軸加工過程中，其加工精度受到長度因素的影響，細(xì)長軸的長度越長，在實際加工過程中耗費的時間就越長，加工的難度也會增大，長度長會降低細(xì)長軸幾何形狀精度。所以，在細(xì)長軸的實際加工中，較易出現(xiàn)形狀上的誤差，最易出現(xiàn)的質(zhì)量問題是竹節(jié)形和腰鼓形。竹節(jié)形產(chǎn)生的原因是加工時刀架和支承塊對零件施加了較大的壓力。此外，支撐爪壓力大小也會對細(xì)長軸的加工精度產(chǎn)生影響[2]。如果力度較小就不能達到增加剛度的效果，力度過大會造成工件和車刀過度擠壓，增大切削的深度，細(xì)長軸直徑就會變小。產(chǎn)生腰鼓形的原因是車到工件中間位置細(xì)長桿出現(xiàn)彎曲變形，使得切削深度減小。

③機床精度和磨損因素。影響細(xì)長軸加工精度的因素體現(xiàn)在機床精度和磨損因素上，主軸回轉(zhuǎn)精度因素方面，加工細(xì)長軸時主軸出現(xiàn)徑向跳動，回轉(zhuǎn)軸線相對刀具位置會出現(xiàn)變化，使得半徑發(fā)生變化，從而影響細(xì)長軸的加工質(zhì)量[3]。主軸出現(xiàn)擺動后，回轉(zhuǎn)軸線相對于刀具在軸向和徑向位置發(fā)生變化，從而影響工件圓度和圓柱度。從車床導(dǎo)軌幾何精度的影響方面來看，導(dǎo)軌垂面縱向平直度發(fā)生變化，會影響刀具中心高度。刀尖位置下降之后工件半徑會增加，從而會影響工件的加工精度。

④其他因素。加工過程中受到切削熱的作用會出現(xiàn)彎曲變形、材料硬度不均、內(nèi)部受力不均等問題，進而造成工件的變形。加工細(xì)長軸時，刀具和工件之間是相對運動的，摩擦力作用產(chǎn)生熱量，在熱量積累過程中細(xì)長軸溫度會不斷升高，當(dāng)超過極限承受溫度后會造成細(xì)長軸變形，對加工精度有很大的影響。細(xì)長軸的尺寸特征和熱量的擴散能力差，使得刀具切削時熱量擴散量小于聚集量。如果細(xì)長軸出現(xiàn)變形，高速旋轉(zhuǎn)后彎曲會產(chǎn)生很大的離心力，很難保障車削正常工作。

2 細(xì)長軸加工精度控制措施

細(xì)長軸加工精度的控制較為關(guān)鍵，保障細(xì)長軸整體加工質(zhì)量的措施，要從各個方面進行考慮分析。

①科學(xué)地選擇細(xì)長軸加工工藝。加工細(xì)長軸工件保障其加工精度，要充分重視工藝的選擇。細(xì)長軸加工選擇熱處理方法和切削用量等，要結(jié)合實際需要，切削深度控制過程中，要對細(xì)長軸有充分的了解。細(xì)長軸剛性差，毛坯彎曲和余量不均較易造成誤差，其車刀前角大，為保障刀刃的強度，后角通常設(shè)置較小，6°～8°比較合適，裝刀的過程中高于工件中心0.1～0.3mm，以提高加工工件的穩(wěn)定性。具體加工細(xì)長軸時，刀刃傾角設(shè)置在3°能保持切削平穩(wěn)，保證加工表面的光滑。細(xì)長軸工件加工走刀次數(shù)不能過少，可以結(jié)合實際需要增加走刀次數(shù)，有利于控制切削力和加工工件的穩(wěn)定性。

②注重裝夾方式的優(yōu)化。保障細(xì)長軸加工的精度，需要在細(xì)長軸的加工中優(yōu)化裝夾方式。細(xì)長軸零件采用較為常用的一端卡盤一端頂尖裝夾方式。頂尖的壓力較大時，切削熱就會造成工件伸長受阻，所以這種裝夾方式易產(chǎn)生加工變形的質(zhì)量問題。頂尖的壓力較小時，很難保證切削穩(wěn)定。因此，需要改進裝夾方式，裝夾基面和頂尖孔定位不一致易出現(xiàn)彎曲，通過在工件以及三爪卡盤間增鋼絲圈，使得卡爪和工件線性接觸，有助于調(diào)節(jié)方向。

③注重選擇合適切削法和幾何角度。加工細(xì)長軸的過程中，要充分控制好精度，將工件彎曲變形控制在合理范圍，要求橫軸方向上角度盡量小，合理控制刀具前角和主偏角，保障刀具有足夠的強度，適當(dāng)增加前角度數(shù)，減少加工中的誤差。結(jié)合車削細(xì)長軸和其加工要求，選擇合適的切削方法，采用反向進給車削的方法，向彈性頂尖方向壓縮，最大程度上減小車削中的變形量，保障加工的精度和整體質(zhì)量。

④科學(xué)選擇輔具和刀具，保障加工精度。在細(xì)長軸的實際加工過程中，要充分注重輔具和刀具的科學(xué)選擇，這也是影響加工精度的重要因素。因此，在加工工件的過程中，要減小主切削力和徑向力，細(xì)長軸車刀選擇使用硬質(zhì)合金車刀，選用主偏角通常是在75°～90°，車刀前角通常很大，加大前角角度能減少切削變形的質(zhì)量問題，提高刀刃強度。在輔具的選擇過程中，要注重發(fā)揮其加工工件剛性的作用，避免細(xì)長軸加工切削時出現(xiàn)變形問題。

3 結(jié)語

在加工細(xì)長軸工件的過程中，要選擇科學(xué)的應(yīng)用方法，從多方面保障細(xì)長軸工件加工的整體質(zhì)量。加工精度會受到多種因素影響，克服加工中出現(xiàn)的質(zhì)量問題十分重要。通過對細(xì)長軸加工精度的影響因素分析，并提出控制措施，希望能為解決實際問題提供參考。

參考文獻：

[1]梁云.淺談細(xì)長軸類工件的車削[J].職業(yè)，2017（S1）：203.

[2]沈勇，郭輝.新型加工細(xì)長軸類工件的拉壓式尾座機構(gòu)裝置[J].工具技術(shù)，2016（2）：74-76.

[3]高振山.淺談細(xì)長軸類工件的磨削加工[J].機電信息，2018（6）：110-111.