劉陽(yáng)

摘要：當(dāng)前，我國(guó)的機(jī)械加工水平得到了大幅度提升，因此社會(huì)對(duì)生產(chǎn)加工也提出了更高的要求，尤其對(duì)加工精度要求更為嚴(yán)格。在細(xì)長(zhǎng)軸的加工過(guò)程中，由于受到各種因素的影響，存在著加工質(zhì)量問(wèn)題，從而影響了工件的質(zhì)量。本文主要對(duì)細(xì)長(zhǎng)軸加工質(zhì)量問(wèn)題和影響加工精度的因素進(jìn)行了分析，然后提出了細(xì)長(zhǎng)軸加工精度控制的措施，希望有助于實(shí)際的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：細(xì)長(zhǎng)軸；加工精度；影響因素

目前，工件加工中采用車(chē)削和磨削的方式已很難滿(mǎn)足細(xì)長(zhǎng)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(zhǎng)軸的加工中，對(duì)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減小加工件變形產(chǎn)生的影響

加工產(chǎn)生的切削熱會(huì)引起工件熱變形伸長(zhǎng)，那么工件就會(huì)彎曲，車(chē)削根本無(wú)法進(jìn)行。（一）采用一夾一頂?shù)难b夾方式卡盤(pán)爪的夾持部分不易過(guò)長(zhǎng)，一般在15mm左右。同時(shí)可在卡爪的凹槽與細(xì)長(zhǎng)軸之間墊入一個(gè)開(kāi)口鋼絲圈，這樣以點(diǎn)接觸，以減少卡爪與細(xì)長(zhǎng)軸的軸向接觸長(zhǎng)度，使工件在卡盤(pán)內(nèi)能自由調(diào)節(jié)其位置，消除安裝時(shí)的過(guò)定位，減少?gòu)澢冃?。也不?huì)因卡盤(pán)夾死而產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。（二）應(yīng)采用彈性回轉(zhuǎn)頂尖彈性回轉(zhuǎn)頂尖可以補(bǔ)償工件熱變形伸長(zhǎng)。當(dāng)工件受熱變形伸長(zhǎng)時(shí)，回轉(zhuǎn)頂尖內(nèi)部的蝶形彈簧會(huì)壓縮變形，頂尖能自動(dòng)后退，這樣可以使細(xì)長(zhǎng)軸受熱后自由伸長(zhǎng)，減少其受熱彎曲變形。（三）采用反向切削法車(chē)削細(xì)長(zhǎng)軸反向切削法是指在細(xì)長(zhǎng)軸的車(chē)削過(guò)程中，車(chē)刀由主軸卡盤(pán)向尾架方向進(jìn)給，這樣在加工過(guò)程中作用在工件上的軸向切削分力使細(xì)長(zhǎng)軸受拉，同時(shí)，由于細(xì)長(zhǎng)軸的左端通過(guò)鋼絲圈固定在卡盤(pán)內(nèi)，右端支撐在回轉(zhuǎn)頂尖上，可以自由伸縮，消除了軸向切削力引起的彎曲變形。也可以采用雙刀車(chē)削細(xì)長(zhǎng)軸，改裝車(chē)床中滑板，增加后刀架，采用前后兩把車(chē)刀同時(shí)進(jìn)行車(chē)削，兩把車(chē)刀，徑向相對(duì)，前車(chē)刀正裝，后車(chē)刀反裝。兩把車(chē)刀車(chē)削時(shí)產(chǎn)生的徑向切削力相互抵消。工件受力變形和振動(dòng)小，加工精度高，適用于批量生產(chǎn)。（四）加注充分切削液車(chē)削細(xì)長(zhǎng)軸時(shí)，無(wú)論是低速切削，還是高速車(chē)削，加注充分的切削液，能有效的減少工件所吸收的熱量，從而減少工件的熱變形伸長(zhǎng)。

2做好加工前的準(zhǔn)備工作

2.1調(diào)整機(jī)床

細(xì)長(zhǎng)軸的實(shí)際加工過(guò)程十分復(fù)雜，加工程序較多，油田公司相關(guān)人員想要提高細(xì)長(zhǎng)軸的加工精度，需要做好加工前的準(zhǔn)備工作。由于在對(duì)細(xì)長(zhǎng)軸進(jìn)行加工時(shí)，使用機(jī)床導(dǎo)軌的時(shí)間較長(zhǎng)，所以工作人員應(yīng)調(diào)整好機(jī)床全部導(dǎo)軌的精度，保證機(jī)床主軸的中心點(diǎn)與尾座的頂尖中心之間的連線(xiàn)，始終和機(jī)床導(dǎo)軌全長(zhǎng)保持平行，如此才能有效提高機(jī)床工作效率與質(zhì)量，為提升細(xì)長(zhǎng)軸加工精度奠定基礎(chǔ)。

2.2調(diào)整跟刀架

跟刀架在細(xì)長(zhǎng)軸加工過(guò)程中占有重要地位，通常用作車(chē)床的常見(jiàn)組件，主要功能是支撐刀具切削點(diǎn)附近的工件，會(huì)隨著刀架溜板發(fā)生縱向移動(dòng)。工作人員在開(kāi)展細(xì)長(zhǎng)軸加工工作之前，首先要對(duì)跟刀架進(jìn)行調(diào)整，尤其是與工件接觸的支撐部分，必須采用青銅等材質(zhì)耐磨的材料，如此便可以分散細(xì)長(zhǎng)軸加工時(shí)發(fā)生的切削作用力，避免受到變形與振動(dòng)等問(wèn)題的影響，提高細(xì)長(zhǎng)軸的技工精度。其次，工作人員要保證跟刀架的中心與車(chē)床卡盤(pán)、機(jī)床尾座頂尖處于同一中心線(xiàn)上，若是因振動(dòng)發(fā)生輕度變性，可以使用圓柱鉸刀對(duì)卡盤(pán)進(jìn)行固定，從而起到修正跟刀架支撐部分的目的。另外，在對(duì)細(xì)長(zhǎng)軸進(jìn)行加工時(shí)，最好選用由普通灰鑄鐵打造成的三支柱跟刀架，這種跟刀架的耐磨損度相對(duì)其他材料較高，能夠防止對(duì)工件表面造成傷害，增強(qiáng)工件表面加工質(zhì)量，保證實(shí)際加工精度符合加工標(biāo)準(zhǔn)與要求。

3選擇科學(xué)合理的切削工藝方法

3.1科學(xué)控制切削用量

切削作用力制約著細(xì)長(zhǎng)軸的加工精度，要想提高細(xì)長(zhǎng)軸的技工精度，必須對(duì)切削用量進(jìn)行科學(xué)控制，以此來(lái)降低切削作用力，避免細(xì)長(zhǎng)軸因受到振動(dòng)影響出現(xiàn)彎曲變形。在對(duì)細(xì)長(zhǎng)軸進(jìn)行加工時(shí)，相較于其他普通軸類(lèi)工件，細(xì)長(zhǎng)軸的切削用量要適當(dāng)進(jìn)行縮減，假設(shè)使用YT15硬質(zhì)合金刀具對(duì)粗車(chē)細(xì)長(zhǎng)軸進(jìn)行切削。

3.2反向進(jìn)給切削方法

過(guò)去，對(duì)軸類(lèi)工件進(jìn)行加工都是采用正向進(jìn)給切削方法，但是因?yàn)榧?xì)長(zhǎng)軸的剛性、錐度、中凹度不足，易因振動(dòng)出現(xiàn)壓縮變形和彎曲問(wèn)題，所以油田公司的工作人員在對(duì)細(xì)長(zhǎng)軸進(jìn)行加工時(shí)，不能采用正向進(jìn)給切削方法。對(duì)此，工作人員可以嘗試反向進(jìn)給切削工藝，將機(jī)床卡盤(pán)的方向指向尾座，以此來(lái)確定進(jìn)給方向，在這種情況下，切削作用力對(duì)細(xì)長(zhǎng)軸的作用力影響方向由徑向改為軸向（由壓縮轉(zhuǎn)變?yōu)樯扉L(zhǎng)），可以達(dá)到降低切振動(dòng)的目的。除此之外，對(duì)于機(jī)床尾座頂尖的選擇，應(yīng)以略帶彈性為最佳，當(dāng)細(xì)長(zhǎng)軸受到切削作用力時(shí)，彈性頂尖會(huì)對(duì)細(xì)長(zhǎng)軸提供補(bǔ)償作用力，能夠避免工件變形，有利于提高細(xì)長(zhǎng)軸的加工精度。

3.3采用跟刀架和中心架

采用一夾一頂?shù)难b夾方式車(chē)削細(xì)長(zhǎng)軸，為了減少?gòu)较蚯邢髁?duì)細(xì)長(zhǎng)軸彎曲變形的影響，傳統(tǒng)采用跟刀架或中心架。跟刀架一般是固定在床鞍上跟隨車(chē)刀后面移動(dòng)，承受作用在工件上的切削力，相當(dāng)于在細(xì)長(zhǎng)軸上增加了一個(gè)支撐，增加了細(xì)長(zhǎng)軸的剛度，減少?gòu)较蚯邢髁?。但在使用跟刀架時(shí)，必須使其支撐爪與工件的接觸壓力調(diào)整適當(dāng)，并且一致。否則會(huì)在車(chē)削細(xì)長(zhǎng)軸過(guò)程中車(chē)削“竹節(jié)”形，“腰鼓”形，影響加工精度。因此，調(diào)整跟刀架支撐爪時(shí)，應(yīng)先調(diào)整后支撐爪，使其輕微接觸到外圓為止，再調(diào)整下支撐爪和上支撐爪，要求每個(gè)支撐爪都能與軸保持相同的合理間隙，使軸可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)。中心架是直接支撐在工件中間，它可以使工件的長(zhǎng)徑比減小一半，細(xì)長(zhǎng)軸的剛性則可增加好幾倍。工件裝上中心架之前，必須在毛坯中間車(chē)出一段圓柱面溝槽作為支撐軸頸，為了以后精車(chē)，其直徑略大于工件要求的尺寸。溝槽的表面粗糙度值應(yīng)為R≤1.6μm，圓度誤差小于0.05mm，否則會(huì)使工件出現(xiàn)方形誤差。

3.4注重選擇合適切削法和幾何角度

加工細(xì)長(zhǎng)軸的過(guò)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(qiáng)度，適當(dāng)增加前角度數(shù)，減少加工中的誤差。

4結(jié)語(yǔ)

在加工細(xì)長(zhǎng)軸工件的過(guò)程中，要選擇科學(xué)的應(yīng)用方法，從多方面保障細(xì)長(zhǎng)軸工件加工的整體質(zhì)量。加工精度會(huì)受到多種因素影響，克服加工中出現(xiàn)的質(zhì)量問(wèn)題十分重要。通過(guò)對(duì)細(xì)長(zhǎng)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(shí)際問(wèn)題提供參考。

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（作者單位：河北省石家莊市海山實(shí)業(yè)發(fā)展總公司）