数控机械加工 镗床打孔 普车长轴加工：技术要点与工艺优化

摘要

本文详细介绍了普车长轴加工的关键技术要点、工艺过程及优化方法。通过分析长轴加工的难点，提出了使用跟刀架、液压中心架和走心机加工等方案，并强调了粗加工、半精加工和精加工三个阶段的重要性。此外，文章还探讨了刀具选择、切削参数优化及工件装夹等方面的细节，为普车长轴加工提供了全面的指导。

在机械行业中，长轴加工是一项技术性强、难度高的工作。由于长轴具有细长、刚性差的特点，加工过程中容易受到切削力、离心力、夹紧力和自重力等多种力的影响，导致弯曲变形、表面粗糙度差等问题。因此，普车长轴加工需要掌握一系列关键技术，以确保加工精度和效率。

一、长轴加工难点分析

刚性差：细长轴的刚性较差，容易在切削过程中产生弯曲变形。

散热性差：长轴轴向尺寸长，切削产生的热量不易散发，导致工件热伸长。

离心力大：工件高速旋转时，离心力加剧工件弯曲与振动。

刀具磨损：加工时间长，刀具磨损大，影响加工精度和表面质量。

二、加工方案与工艺优化

1. 跟刀架的使用

跟刀架是加工细长轴的重要附具，可以抵消径向切削力，增加工件刚度，提高形状精度和表面粗糙度。使用跟刀架时，需保持车床中心与跟刀架中心一致，并确保支承爪与工件外圆有良好的接触弧面。推荐采用三支柱跟刀架，注意支承爪面的接触良好和压力控制。

2. 液压中心架的应用

液压中心架可以在车床卡盘与尾座之间增加支撑点，对工件中间因刚性问题产生的变形进行支撑。这种方法不仅保证了长轴加工时的精度，还解决了跟刀架不能二次车削的问题。

3. 走心机加工

对于直径在32以下且加工精度要求较高的工件，建议采用走心机加工。长棒料加工可以一次成型，节省人力且保持高精度。在数控机床上加工时，应将粗、精加工分开进行，以减少切削热和切削力变形对工件尺寸准确度的影响。

三、加工步骤与关键技术

粗加工：去除多余材料，为后续精加工打下基础。注意控制进给量和切削速度，以保证加工效率和刀具寿命。

半精加工：进一步提高长轴精度，调整车床参数，确保加工过程的稳定性和准确性。

精加工：达到所需精度和表面质量，严格控制切削深度、进给量和切削速度。

四、刀具选择与切削参数优化

刀具选择：选择锋利且具有一定强度的刀具，减少车刀与工件的摩擦发热。车削细长轴时，车刀的主偏角尽量采用90°～93°，前角选择20°～25°，并磨有断屑槽。

切削参数优化：粗车时主轴转速选择300～350转/分，进给量0.2～0.3mm/转，切削深度1.5～2mm；精车时主轴转速500～600转/分，进给量0.08～0.12mm/转，切削深度0.5mm左右。

五、工件装夹与注意事项

装夹方式推荐采用一夹一顶的方式，即细长轴的一端用卡盘夹紧，另一端用车床尾架顶尖支承。注意顶尖顶力的手感要轻，保持顶尖位置不变。

顶尖使用：使用弹性顶尖适应工件热变形伸长，保证切削过程中工件不易弯曲。

冷却液供给：切削过程中应充分供给冷却液，降低切削热，保持工件和车刀刀体常温状态。

六、总结

普车长轴加工是一项技术性强、细节要求高的工作。通过掌握关键技术要点、选择合适的加工方案和切削参数、优化工件装夹方式，可以确保加工精度和效率。在实际操作中，还需密切关注工件状态，及时调整加工参数，以确保产品质量。随着机械加工技术的不断发展，长轴加工将更加注重高效、高精度和智能化的发展趋势。