普通车床加工细长轴零件过程

何炳奇

摘 要：普通车床是用于加工轴形、盘形以及环形等各种类型零件的卧式车床，可以进行零件端面、零件内外回转面、零件内外部螺纹等多个工序，并且利用相关附件还可以对零件进行钻孔、扩孔操作以及攻丝、滚花等处理。普通车床约占车床类总数的一半以上，是各种类型车床中应用最广泛的一种。在现代工件加工中，普通车床是不可缺少的加工机器。轴类零件是普通车床加工的一种重要零件，主要包括对轴类零件外圆面的加工、内圆面的加工、圆弧面的加工以及螺纹的加工等。该文主要对普通车床加工细长轴零件的工艺和步骤进行简单探讨。

关键词：普通车床 零件 过程

中图分类号：TG506 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）11（a）-0146-02

1 零件毛坯料的校直

对零件毛坯料进行校直可以让车削用量分布均匀，使车削时间缩短，避免振动。而且经过校直的零件毛坯料，其表面残余应力可以均匀分布，可以极大地减小零件使用过程中发生变形的可能性。细长轴零件的加工过程中，可采用锤敲打的方法对零件毛坯料进行校直，一般情况下尽量不采用压弯法。压弯法虽然可以让毛坯料瞬间变直，但这种状态只是暂时的，待毛坯料内部应力完全消失后回再次弯曲，不能达到校直目的，所以尽可能采用锤敲打法，将毛坯料垫凹面朝上在平板上，并用锤敲打毛坯料的凹面，使毛坯伸直。为了保证毛坯面与锤面的吻合程度，增大接触面积，可采用圆弧锤头，以免损伤毛坯表面。

2 零件平端面打孔加工

将零件毛坯料穿入机床主轴孔，并将平端面卡紧，对平端面打中心孔。平端面打中心孔的过程中要保证中心孔位置要正、形状要圆、表面要光滑，尺寸要符合标准要求。另外，平端面一定要放好，并卡紧，以免加工过程中零件发生变形。

3 研磨与刀架的支撑块面

该加工工序要求零件与支撑块有良好的接触，所以为了保证零件表面与支撑块面的吻合程度，细长轴零件的加工多采用两抓刀架，并以耐磨性较好的铸铁，要求在每次车一刀之前对支撑块进行异常研磨。具体操作为：将零件毛坯装卡于机床上，零件一端顶尖顶紧；另一端采用卡盘夹固定，零件在机床上的卡紧长度为15～20 mm左右，不宜过长，也不宜过短。零件车一小段后进行研磨，研磨过程中不需要使用冷却液，零件弧面采用车过的刀花来研磨，待完成整个支撑块表面的研磨后再使用冷却液进行润滑，为了保证支撑面的光滑度，可在进行异常精细研磨。在零件研磨的工序中，零件与支撑块是否接触良好对车削细长轴类零件有着重要影响，如果两者之间接触良好，则支撑块表面就可以像轴瓦一样，有较强的切削承受力，零件切削稳定；如果支撑面圆弧半径过大或者过小都会影响两者之间的吻合度，影响零件的加工效果。

4 设置活动中心架

如果所加工的零件直径和长度的比值超过100时，就需要在使用跟刀架的同时增设活动中心架，这样就能有效避免由于零件自重而导致的下垂问题，零件在切削过程中也不会出现振动以及变形的情况。活动中心架的支撑应该设置在零件的中间部位，并按照机床工件轴向对好，此时中心架的支撑可以自由移动到任一个下垂点，并在走刀的带动作用下随时移动位置。零件加工过程中跟刀架支承爪与车刀自己的距离不能太远，可位于车刀后面3毫米处，以免对零件产生作用力引起振动。

5 粗车走刀方向

利用普通机床加工细长轴零件的过程中，车削细长轴的走刀方向应该是从机床头到机床尾座，也就是采用反走刀方式。采用反走刀可以有效避免加工过程中细长轴零件发生变形，有利于提高零件加工效率。这是因为在采用顶尖以及卡盘对零件进行固定时，对顶尖的应用可以控制零件不下垂，同时也可以承受零件转动时的离心力，以及一部分机床对零件的切削力。机床切削力包括主切削力和径向切削力，因为零件车削时要使用跟刀架或者增加活动中心架支撑，所以两个方向的切削力主要由跟刀架承受。此时如果采用反向走刀就可以通过轴向切削将零件拉直，避免零件发生变形。采用正走刀与反走刀的效果是刚好相反的，车削时的轴向走刀并不是作用于零件的轴心位置，而是作用在零件的外圆处附近，由此而形成偏心压缩，如果采用正走刀就可能让零件受到偏心压缩，细长轴零件受到离心压缩后很容易发生变形。

6 活顶尖的应用

细长轴零件的加工过程中，进行车削时的顶尖主要作用是增加刚性，避免振动的发生，而对切削力没有明显的承受作用。零件毛坯料经过校直后可以极大地减小离心力，所以此时需要让顶尖轻轻顶住零件就可以了，不需要太用力，不然会很容易让零件在较大的顶力作用下发生弯曲，所以一般情况下采用普通的活顶尖就可以了，零件固定的松紧程度可以采用手指检查，用手指夹住活动顶尖，如果零件在旋转时可以带动活动顶尖一起旋转则表示零件固定松紧程度适中。活动顶尖的退出应采用逐步后退的方式，待车刀接近尾座时可将活动顶尖完全退出。采用顶尖逐步退出可以在主轴线与尾座不一致的情况下消除锥度，完全由跟刀架以及导轨精度来保证零件锥度。但如果顶尖固定太紧时，尾座尾座就对对零件锥度的加工造成一定影响。

7 精车加工工艺

细长轴零件精车应采用低速，弹簧光刀采用宽刃的硬质合金，并保证零件不发生振动、变形。细长轴零件的精加工过程中可结合零件和各种器具的受力情况来控制切削方式，以保证零件的加工精度。细长轴零件精车加工要求刀具刃磨要好，车刀刀刃要绝对平行与零件轴线，零件表面与精车刀完全接触，并且采用从床头到尾座的反向走刀方式；顶尖对零件的固定要比粗车工艺时候更松一些；细长轴零件的粗车以及精车工艺中应使用充足的冷却润滑剂，使用冷却润滑剂一方面是为了冷却跟刀架承爪和零件；另一方面还可以起到润滑作用，减少零件与支承面的摩擦，提高零件加工精度，而且零件加工过程中如果温度较高也会影响加工精度，所以有冷却作用的润滑油在零件粗车以及精车工艺中的应用是必不可少的。

8 精加工与粗加工的区别

粗车是指表面的粗度加工，主要是将工件表面的剩余材料切削掉，对表面要求不高，以及几何尺寸也要求不高。而精车就不一样了，切削深度要小，走刀量也要小。精车完毕后，不但工件的直径几何尺寸要合格，而且对表面的粗糙度要求也较高，而且也要合格.例：表面粗糙度达Ra3.2。

以上是对普通机床加工细长轴零件的主要步骤以及相关工艺技术的简单介绍。另外，刀具是普通机床加工各种零件的重要工具，合理选择刀具对零件加工效果有着重要影响，一般情况下，粗车刀具采用硬质合金左偏刀，精车刀具采用宽刃硬质合金弹簧车刀，每种刀具都有各种的特点和性能，在零件的加工过程中发挥着重要作用，直接影响着零件的加工精度和加工效率。

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