高精度细长轴类零件加工工艺研究

高精度细长轴类零件加工工艺研究
发布时间：2022-08-08T08:27:28.152Z 来源：《科技新时代》2022年8期作者：粟敦
[导读] 传统五金细长轴类零件由于直径口度较小、轴向尺寸较长,导致整体刚性不足，在进行加工的过程中，很容易发生变形以及车削发颤的现象，最终导致车削过程刀具出现磨损变大、加工后产品尺寸精度较差。

本人自主创业成立了上海腾粟精密机械有限公司，并且拥有各类机加工设备，同时也具备各类精密五金模具、自动化设备以及制造汽车零部件的检测能力，对细长轴类零件有良好的加工经验，可以保证生产效率的提升以及产品品质的稳定。

上海腾粟精密机械有限公司 201109
摘要：为了有效达到细长轴类零件高精度的要求，保证其生产质量，本文对高精度细长轴类零件加工工艺进行研究。

文章首先对五金加工工艺进行分析，之后对机加工工艺的设计与优化进行分析研究，最后对高精度细长轴类零件在机加工的应用进行概括总结。

希望本文对有关工作者给予一定的启发与帮助，增强细长轴类零件的高精密度，提高机加工的生产效率以及生产质量。

关键词：高精度；细长轴类；加工工艺
前言：传统五金细长轴类零件由于直径口度较小、轴向尺寸较长,导致整体刚性不足，在进行加工的过程中，很容易发生变形以及车削发颤的现象，最终导致车削过程刀具出现磨损变大、加工后产品尺寸精度较差。

本人自主创业成立了上海腾粟精密机械有限公司，并且拥有各类机加工设备，同时也具备各类精密五金模具、自动化设备以及制造汽车零部件的检测能力，对细长轴类零件有良好的加工经验，可以保证生产效率的提升以及产品品质的稳定。

一、高精度细长轴类零件五金加工工艺分析
在五金加工工艺中，高精度细长轴类零件五金加工工艺占据着主要部分，不仅能够满足不同零部件的需求，同时也能够让高精度细长轴类零件加工的质量得到提升。

高精度细长轴类零件的基本结构是由回转体所组成，在平时的加工过程中，轴类加工主要有两种，分别是外圆柱面以及螺纹。

通过对外圆柱面的加工可以使轴类零件金属表面粗糙度下降，能够满足精密配合的需求以及电机性能的其他要求。

螺纹是在加工过程中，零件表面形成螺旋线性，具有特定截面的持续凸起部分。

螺纹按照母体形状分为圆柱螺纹以及圆锥螺纹，保证轴类零件满足生产需求。

另外在细长轴类零件五金加工中，最主要的加工表面为轴上支承轴径以及配合轴径。

配合轴径具有良好的配合特点，同时也具备间歇性的特点。

但是所得到的间隙以及过盈量都是相对较少的，在这个机加工过程中，配合轴径主要对轴类零件进行精准定位，同时在进行拆卸过程中，要求具有静止特点。

最终影响着后轮轴的回转精度以及同轴度。

其次为了提高整个加工流程的效率，保证所生产的产品能够符合质量需求。

要求对轴类零件的尺寸大小、加工位置以及粗糙程度进行比对。

在实际的加工流程中，由于轴类零件两边具有相同的轴类部件，导致轴类零件的长度会超出标准长度。

另外轴类零件整体宽度较窄，一般采用套筒装夹进行固定，防止出现偏离的现象。

为了使轴类零件安装位置更加合理，需要利用阶梯轴对轴类零件的位置进行定位，保证轴类零件安装位置满足加工需求。

另外需要注意的是，在进行加工时，轴类支撑轴径与配合轴径的粗糙程度会影响轴类加工的质量，为了防止轴类零件加工质量出现瑕疵，需要保证轴类支撑轴径与配合轴径的表面粗糙程度下降，将粗糙程度控制在合理之内[1]。

最后需要注意材料的选择，如果所生产的产品质量性要求较高，那么可以选择圆钢材料，这种材料坚硬程度较高，可保证所生产的产品硬度能够过关。

因此对于细长轴类零件的选择，要求仔细考虑轴零件的功能性作用以及相应的技术标准，通过合理的计算分析，使加工出来的产品能够符合质量需求。

由此可以看出，材料选择的不同，对整个高精度细长轴类零件五金加工工艺的工作内容以及工作顺序造成了很大影响。

二、机加工工艺设计与优化流程
第一在主要表面加工过程中，轴类零件作为回转体结构，需要在车床上进行加工，由于轴类零件中支撑轴径以及配合轴径的精准程度较高，具体加工流程为粗糙加工-半精密加工-精密加工。

其余的加工流程为粗糙加工-半精密加工。

另外很多加工流程为了提高生产效率，会在轴类零件的表面增加装夹次数，但是这样会导致加工质量降低，不利于经济收益性的增强。

因此在轴类零件的外圆表面，需要尽可能减少装夹次数，并且用同一个车床设备完成最后加工，这样保证所加工出来的产品符合标准，产品质量得到提升，生产效率得到有效保证。

第二在装卡方法上，由于轴类零件长度较长，更加方便轴类零件的机加工设计，使同轴度的范围能够得到保证。

在装卡过程中，通常会采用“一夹一顶”的方式。

“一夹一顶”一般指用卡盘夹住工件，另一端用顶尖进行支撑。

卡爪的一端轴向是没有轴向定位的，导致工件轴向的位置无法进行准确定位，从而限制了整体的自由度。

因此在实际加工的过程中，通常采用在主轴里放限位支承或者工件车削限位台阶的方式，防止工件轴向出现移动的情况[2]。

第三在选择定位基准过程中，轴向定位基准通常为轴肩，比如键槽的轴向定位基准。

径向定位基准通常为轴线，比如偏心轴的径向定位基准。

由于基准的应用场合以及功能性有着很大差异，基准可大致分为两个部分，分别为设计基准以及工艺基准。

设计基准就是根据设计图纸要求所采用的基准，根据工件的工作条件以及性能要求进行确定。

以基准为中心，在设计图纸中标出一定的尺寸以及相互位置需求。

工艺基准就是零件在工艺过程中所采用的基准。

如果按照用途进行概括的话分为两种，一种是工序基准，另一种是定位基准。

工序基
准就在施工图中确定轴类零件的尺寸大小以及安装位置。

定位基准就是加工过程中起到定位的效果，用来确定出工件在机床中的正确位置。

三、高精度细长轴类零件在机加工中的具体应用流程
对于高精度细长轴类零件加工通常以车床为基础，加工材料通常选择硬度较高的钢，在选择零件时，应当对其内径进行控制，内径与材料外径尺寸差距不能高出0.1毫米，另外一定要检查零件内部是否清理干净，防止渣屑等异物的进入。

刀具选择切断刀、前扫刀、后扫刀以及槽刀。

具体型号需要根据图纸尺寸要求进行确定。

导套内控直径要大于材料直径，最大不能超过0.1毫米，要求棒料能够在导套中自由穿过。

具体包括对两个部位的加工，分别为主轴夹头以及背轴夹头。

主轴夹头位于轴类零件的左端，并且将导套布置于轴类零件的中间位置。

其主要作用与刀架有着相同效果，都能够起到良好的切割作用，同时也能够使整个轴类零件浮动起来，对轴类零件的整体结构起到一定支撑作用。

背轴夹头位于轴类零件的右端，需要对滚花外径的余量进行预留，同时对压磨外径的余量进行预留，将长度尺寸的度数控制在二十度左右。

在实际车削工序中，需要对每一个长轴工件进行测量确认，所应用的测量工具为游标卡尺。

如果遇到细长轴的话，游标卡尺就无法发挥出作用，测量速度也会受到阻碍。

这个时候就需要利用大投影仪进行测量。

但是大投影测量也有一定的缺陷，那就是费用成本较高，并且测量的效率较低。

针对上述存在的问题，通常会采取制作测量样件的方式，对定位座的定位距离进行准确调节，使测量效率进一步增强，相比于投影仪测量方法，制作长度检具成本更低，同时测量效率也会大幅度提升，非常适合大批量的抽样检验[3]。

在车床上进行加工的过程中，要求支撑轴径和配合轴径部分精密程度较高，因此采用粗车-半精车-精车的使用流程，其他部分则是采用外圆柱的形式进行加工，具体流程为粗车-半精车，各外圆表面应尽量应尽量减少装夹次数，用同一把刀具完成加工，以此来代替工人的手工操作，在减少员工工作时间的同时，能够有效提高工作效率，充分体现了自动化水平的特点。

在选择定位基准时，轴的支撑轴径和配合轴径部分对基准轴线有着同轴度要求，如果整个轴较长，则采用轴两端钻心孔，将外圆直径控制12毫米左右，其表面粗糙程度要求保证在0.4以下。

最后在加工过程中，严禁出现漏压磨加工的现象，否则导致轴类零件无法体现出高精密的特点。

结语：综上所述，本文通过对高精度细长轴类零件加工工艺的研究，讲述了具体的加工工艺流程，可以使整个轴类零件加工变得更加合理，从而生产出质量性较高的高精度细长轴，并且生产效率能够得到有效保证，有效缓解了高精度细长轴加工存在的粗糙现象，稳定了行业内的发展。

参考文献：
[1]韩宾,王肖笛,滕朝斌. 薄壁细长轴自适应校直技术[J]. 锻压技术,2022,47(02):100-105.
[2]周建民,晋国,范晓东. 薄壁细长轴类零件的外圆磨削[J]. 金属加工(冷加工),2022,(02):36-38.
[3]王聚存,田天泰,吴学深. 空心薄壁细长轴旋转锻造过程材料流动规律研究[J]. 精密成形工程,2021,13(04):102-108.。