高精度细长轴的特殊磨削方法

技术推广高精度细长轴的车削方法侯学民(商丘工学院机械工程学院，河南商丘476000)摘要:本文阐述了车床的调整、夹具的调整、改进刀具角度、采用有效的加工方法等4个方面进行的技术调整，以期解决一些相关问题。

关键词:细长轴;车床;车刀;跟刀架车削高精度细长轴主要采用以下几方面的措施：1车床的调整1.1调整车床尾座中心线与车床床身导轨的平行度用一根接近工件长度的样棒，一端塞人车床主轴锥孔, 另一端用尾座顶尖支顶。

把百分表放在中拖板上，使触头与 样棒上面接触，用手均匀移动大拖板，观察百練表针的摆动情况，记录摆针的2个极限位值数值。

2个极限位值数值 之差，即百分表的读数差，也是车床尾座中心线与车床床身 导轨的平行度误差。

若出现雛，可用厚度与读数差相同的 薄铜皮窄条,垫入车床尾座与床身导轨面间进行调整。

1.2调整车床小、中、大拖板塞铁与拖板导轨面之间的间隙重点调整中拖板塞铁与拖板导轨面之间的间隙。

调整 方法:分别旋紧或旋松中拖板两端的调节螺钉，使塞铁与导 轨面之间的间隙适中(用0.04 mm的塞尺，塞入缝隙中，深 度约为20mm)。

用手转动中拖板手柄,感觉轻松自如，无 阻滞感。

但又不会出现“扎刀”现象即可。

这样既能精确控 制中拖板刻度，又使车削过程平稳，操作方便。

2 改用3只卡爪的跟刀架普通车床上的跟刀架一般使用的是2只卡爪，为了增加 工件的装夹刚性，防止车削加工中振动，用3只卡爪的顧架。

并増大支承爪的支撑面积(増大支承爪宽度，一般为工 件直径的1〜1.5倍，修整支承爪圆弧半径,与工件半径吻 合)。

如果将跟刀架改制成相互垂直分布的3只卡爪，另一 面由车刀抵住，这样工件外圆被夹持在刀具和3个支承爪之 间，上、下、左、右的移动均受到限制，只能绕轴线旋转。

这样 就有效地减少了切削振动，减少了工件变形。

为了增加支承 爪的耐磨性，也可选用HT200的灰铸铁做支承爪材料。

该 材料硬度低且耐磨,不易损伤已加工表面，从而提高了表面 质量。

细长轴的先进车削方法
细长轴的先进车削方法主要包括：
1. 伸长主轴法
伸长主轴法是采用长螺杆或长轴进行车削时采用的一种方法。

这种方法可以避免在加工长螺杆或长轴时因热变形而产生的误差。

这种方法的关键是保持螺杆或轴在加工过程中的稳定性，可以通过采用高强度材料、降低进给速度和采用加工中心来保持稳定。

2. 分段加工法
分段加工法是将长螺杆或长轴分成若干段进行加工的方法。

每个段的长度可以根据加工要求进行调整，可以采用不同的加工方式，避免热变形和振动。

在加工完成后再将各段连接起来成为完整的螺杆或轴。

3. 倒置加工法
倒置加工法是将长螺杆或长轴倒置后进行加工的方法。

通过倒置，可以避免螺杆或轴的热变形和振动，同时也能够减少加工时刀具的跨度。

这种方法需要采用专用的夹持装置和工艺，使螺杆或轴能够稳定地倒置，并且保持加工精度。

4. 加工中心法
加工中心法是采用加工中心进行车削的方法。

这种方法可以采用多轴控制和刀具切换等先进技术，可以在一台机床上完成多种复杂的加工工序。

在加工中心上进行车削可以极大地提高加工效率，同时也能够保证加工精度和表面质量。

细长轴磨削技巧细长轴磨削技巧包括以下几点：1. 改进工件的装夹方法：粗加工时，由于切削余量大，工件受的切削力也大，一般采用卡顶法，尾座顶尖采用弹性顶尖，可以使工件在轴向自由伸长。

精车时，采用双顶尖法（此时尾座应采用弹性顶尖）有利于提高精度。

2. 采用跟刀架：跟刀架是车削细长轴极其重要的附件。

采用跟刀架能抵消加工时径向切削分力的影响，从而减少切削振动和工件变形，但必须注意仔细调整，使跟刀架的中心与机床顶尖中心保持一致。

3. 采用反向进给：车削细长轴时，常使车刀向尾座方向作进给运动（此时应安装卡拉工具），这样刀具施加于工件上的进给力方向朝向尾座，因而有使工件产生轴向伸长的趋势，而卡拉工具大大减少了由于工件伸长造成的弯曲变形。

4. 采用车削细长轴的车刀：车削细长轴的车刀一般前角和主偏角较大，以使切削轻快，减小径向振动和弯曲变形。

粗加工用车刀在前刀面上开有断屑槽，使断屑容易。

精车用刀常有一定的负刃倾角，使切削流向待加工面。

5. 使用中心架支承细长轴：中心架直接支承在工件中间，当工件可以分段车削时，在毛坯中部车处一段支承中心架的沟槽，其表面粗糙度值小，同轴度公差小，保持与车床旋转中心同轴。

6. 使用跟刀架支承细长轴：两爪跟刀架，跟刀架跟随车刀移动，车刀给工件的切削抗力，使工件贴在跟刀架的两个支承爪上，减少变形。

7. 优化磨削参数：针对不同的材料和工件尺寸选择合适的磨削参数，如砂轮粒度、转速、磨削深度等。

8. 控制冷却液的使用：使用适量的冷却液可以减少热量产生和工件变形。

9. 遵循加工步骤：按照合理的加工步骤进行磨削，避免因重复定位或装夹导致误差。

10. 提高操作技能：操作员应具备熟练的操作技能和高度的责任心，避免因操作失误导致工件损伤或质量不合格。

以上是细长轴磨削的一些技巧和注意事项，供您参考。

如需了解更多信息，建议咨询专业技术人员或查阅专业书籍。

1 序言在生产过程中，有时会遇到薄壁细长轴类零件的外圆磨削加工。

对于这类零件的外圆高精度磨削，如何装夹、定位显得非常重要，尤其是当内外圆要求有一定的同轴度时，其加工难度更大。

图 1 为薄壁细长轴零件结构，零件材质为30CrMnSi，长度为1450mm，最大磨削外径为，最小外径为，直孔孔径为54mm，最薄壁厚为3mm，外圆上分布有不同直径及外锥形结构，内孔要求表面粗糙度值Ra=0.8μm。

内孔及各外圆的加工为关键工序。

要保证各外圆0.02mm同轴度要求，必须经过磨削加工，而对于这样长的细长轴零件，如何装夹夹持、定位，如何保证磨削质量，都需要制定详细的工艺方案加以解决。

图1 薄壁细长轴零件结构2 定位基准的确定与加工首先对零件进行粗加工、半精加工，然后将孔作为磨削外圆的定位基准[1]，其原因为：①孔的加工相对难度大，只有保证在外圆有足够余量的前提下，才能完成对孔的精加工。

②要求孔的表面粗糙度值Ra=0.8μm，加工质量要求较高。

③将孔作为基准，配心轴，符合薄壁零件的磨削加工方式。

定位基准确定好后，要对孔进行精加工。

采用深孔钻、镗，最后留合适余量进行珩磨加工，保证孔径的尺寸精度、直线度及表面粗糙度要求，从而确保零件的定位基准高精度。

3 创新性“低熔点合金油膜柔性心轴”法内孔作为定位基准，必须配以心轴。

若使用两端截短式心轴，零件中部是空虚的，则加工时会出现严重的振颤。

使用内孔全长式心轴是最理想的，但是因内孔直径只有54mm，长度却达1450mm，若有一点点杂质，则内孔和心轴就会拉伤，造成内孔和心轴阻滞在一起，心轴无法取出，而使整个薄壁轴面临报废的后果，所以采用何种方式配心轴至关重要。

经过多次试验，采用“低熔点合金油膜柔性心轴”法，破解了这一加工难题。

具体操作方法如下。

1）用已加工完成的薄壁轴内孔来配磨心轴。

首先要将心轴两端进行淬硬处理，使其硬度达58～62HRC，使心轴两端顶孔有更好的硬度及耐磨性。

然后采用外圆磨床精磨心轴外圆[2]，并与薄壁轴内孔配作，磨至心轴外圆直径比薄壁轴内孔直径小0.02～0.03mm，这时心轴在薄壁轴内孔中将出入自如。

磨削细长轴精密螺栓的加工方法摘要：本文主要介绍分析了细长轴磨削加工的难点，然后通过砂轮选择、磨削用量的选择及磨前准备工作等方面，详细介绍了磨削细长轴的加工方法。

关键词：细长轴磨削砂轮中心架1.问题提出柴油机精密螺栓，材料为42grmo ，直径为φ30（+0.015/0），长度为1000，属于细长轴。

产品磨削外圆光洁度ra0.4，圆度0.01，直线度为0.05 。

如图一所示，精密螺栓两头螺纹m36x2-7e6e，两端面中心孔a2 。

从产品结构分析，无法在无心磨床加工，只能选择外圆磨床。

在试制磨削过程中，工件易产生弯曲，鼓形造成工件圆度难以保证，并且会产生震动，工件表面产生很浅的螺旋形波纹螺纹。

2.问题分析2.1. 精密螺栓表面出现螺旋状很浅的波纹痕迹其产生的原因：（1）砂轮工作表面凸凹不平；（2）机床刚性影响；（3）由于工件与顶尖系统刚性较差，顶紧力过紧或过松。

（4）其他因素：磨削深度太大，纵向进给量太大，或砂轮主轴有轴向窜动，都可能产生螺旋形波纹。

此外、工作台导轨润滑油压过大，使工作台纵向移动产生漂浮和摆动，也会造成工件表面的螺旋形波纹。

2.2.精密螺栓圆柱度超差精密螺栓在磨削后产生的鼓形和弯曲，使工件的圆柱度超差。

（1）鼓形：由于工件刚性不足，或中心架调整不正确，磨削用量过大，使工件产生弹性变形而出现鼓形。

（2）弯曲：当磨削用量太大时，工件过度发热，而冷却又不充分、不及时、不均匀、使工件产生内应力，以致使冷却后产生弯曲变形。

2.3.精密螺栓圆度超差精密螺栓中心孔形状不正确，孔内有污垢或已磨损；顶尖在主轴和尾架套筒锥孔，内贴台不紧；工件顶得太紧或太松；砂轮主轴或头架主轴的径向跳动过大，这些因素都可能使工件圆度超差。

另外，工件刚性差或余量不均时，在磨削力的作用下易产生弹性变形，结果使磨削表面出现圆度误差复映现象。

3.问题解决可行性实施通过对精密螺栓产生问题的分析，从以下几个方面进行攻关实施：3.1. 磨前准备工作3.1.1.要校直工件。

如何提高细长轴车削的精度罗田何新山【内容提要】细长轴在机械工业中应用较为广泛，虽然它的外形并不复杂，但由于其身刚度低（长径比越大，刚度越低），车削时受切削刀、重力、切削热等因素的影响，容易发生弯曲变形，产生振动、锥度、腰鼓形和竹节形等缺陷，难以保证加工精度和达到使用的性能，从而使细长轴的车削成为难度较大的加工工艺。

本文对细长轴的定义、车削精度的提高、车削需注意的问题及预防措施四个方面提出了个人的看法，以供读者参考。

【关键词】细长轴车削精度提高一、细长轴的定义通常将工件长度L与直径D之比，（即长径比）大于25（L/d>25）的轴类零件称为细长轴。

二、车削精度的提高针对加工的实际，要提高细长轴车削的精度，可以从一下四个方面进行：1、用中心架支撑车细长轴中心架是车床的附件，在车刚度低的细长轴，或是不能穿过车床主轴孔的粗长工件以及孔与外圆同轴度要求较高的较长工件时，往往采用中心架来增强刚度、保证同轴度。

工作时架体通过压板和螺母紧固在床身上，上盖和架体用圆柱销作活动连接，为了便于装卸工件，上盖可以打开或扣合，并用螺钉锁定，三个支撑爪的升降分别用三个调整螺钉来调整，以适应不同直径的工件，并分别用三个坚固螺钉锁定。

中心架的支撑爪是易损件，磨损后可以更换，其材料应选用耐磨性好、不易研伤工件的材料，通常采用青铜，球墨铸铁、胶木、尼龙1010等材料。

1）装夹工件的方法使用中心架支撑车细长轴的关键是使中心架与工件表面接触的三个支撑爪所决定的圆，其圆心必须在车床主轴的回转轴线上。

车削时，工件一般采用两顶尖装夹或一夹一顶方式装夹：两顶尖装夹工件先在工件中部中心架支撑部位用低速、小进给量的切削方法车出一段沟槽，沟槽直径应略大于该处工件要求的尺寸，沟槽宽度应宽于支撑爪，沟槽应有较小的表面粗糙度值（RA值为1.6μm）和较高的形状精度（圆度误差小于0.05mm），然后装上中心架，在开车时按A→B→C的顺序调整中心架的三个支撑爪，使它们与沟槽的槽底圆柱表面轻轻接触。

高精度钛合金细长轴磨削策略研究高精度钛合金细长轴磨削策略研究钛合金作为一种重要的材料，在航空航天、医疗器械、汽车制造等领域得到了广泛应用。

而钛合金轴则是钛合金应用的一种重要手段。

由于钛合金材料的特殊性质，对其加工也存在着一定的难度。

钛合金细长轴的加工更是需要突破一系列难点，以满足高精度要求。

本文将就高精度钛合金细长轴磨削策略进行探讨。

一、钛合金细长轴磨削的难点1. 钛合金材料硬度大，切削力大。

与传统的切削加工相比，钛合金材料的硬度明显更高，因此需要承受较大的切削力。

因此，常规的加工方法，例如铣削、车削等，难以满足钛合金细长轴的加工精度要求。

2. 钛合金材料热膨胀系数大。

高温会导致钛合金材料的热膨胀系数增大，加之细长杆形的结构容易导致热变形，因此在高温状态下进行磨削加工难度较大。

3. 钛合金材料切削性差，加工难度大。

钛合金材料具有耐磨、抗拉强等优点，但其切削性却较差，这也是钛合金磨削难的原因之一。

二、高精度钛合金细长轴磨削策略钛合金细长轴磨削的难点在于材料硬度大、热变形易发生、切削性差等因素。

因此，高精度钛合金细长轴需要采取更为科学合理的磨削策略。

1. 采用低速磨削加工。

钛合金材料硬度大，较难加工，如果采用高速旋转的刀具进行磨削，很容易导致材料热变形等不良后果。

因此，在钛合金细长轴的加工过程中，应采用低速磨削加工，以避免热变形。

2. 采用干式磨削加工或切削液磨削。

传统的钛合金材料磨削加工通常是采用切削液磨削，这种方式存在一定的助剂污染等问题。

不过近年来，干式磨削加工技术已经相应成熟，可以在保证磨削效果的同时，减少环境污染。

3. 采用降温策略。

钛合金材料的热膨胀系数大，热变形现象常常发生。

因此，在磨削加工的过程中，需要采取降温策略，以确保材料不发生热变形。

如可以采用高频磨削加工技术、冷却液注入等方式实现降温目的。

4. 选择合适磨削刀具。

磨削刀具是磨削加工中不可或缺的一部分。

在高精度钛合金细长轴磨削中，需要选择合适的磨削刀具，以保证加工质量。

精密轴类零件的磨削方法说实话精密轴类零件的磨削方法这事，我一开始也是瞎摸索。

我试过好多种砂轮呢。

最开始就随便拿个砂轮就上，结果发现根本不行。

就好像用错了工具去砍柴一样，那效率低得可怜。

后来才知道，得根据轴类零件的材质去选砂轮。

如果是硬度比较高的轴，就要用硬度也比较高的砂轮，不然你磨的时候，砂轮很快就磨损了，而且磨出来的轴表面也不光滑。

还有啊，磨削时候的转速也很关键。

我以前以为转速越高就越好呢，能快点把零件磨好。

结果呢，转速太高，那轴就容易发热变形啊。

我当时就没注意这个，生生把一根好好的轴给毁了，当时那个懊悔啊，就感觉白辛苦半天了。

后来就慢慢试，发现这个转速是有个合适的范围的，不同直径、不同材质的轴的最佳转速都不太一样。

就像每个人跑步有个最舒服的速度一样，轴在一定转速下磨削才最稳当。

进刀量这东西也都是一点点试出来的。

我开始的时候进刀量很大，心想这样可以节省时间。

哎呀，真是大错特错。

进刀量大了，那磨出来的轴的精度就完全不对了，而且轴还容易出现那种深浅不一的纹路，就像写字的时候行笔不稳一样难看。

后来就小心翼翼地调整进刀量，一开始就先来个小进刀量试试。

冷却液也不能少。

有一次我忘记开冷却液了，那热得啊，轴都变色了，别说精度了，这轴基本就报废了。

就好像人在高温下干活没有水喝一样，肯定受不了。

冷却液的流量也要合适，不能太大也不能太小，太大了容易把磨削的残渣冲走，但是也可能会影响到磨削的稳定性；太小了又起不到冷却的作用。

另外，磨削之前零件的装夹也非常重要。

要是装夹的位置不正或者不牢固，一边磨得狠，一边磨得轻，那轴就歪了。

就好像盖房子，地基要是没打平，房子肯定是斜的。

一定要仔细调整装夹的位置和力度，而且在磨削过程中要时不时检查一下，看轴有没有移位。

我还试过不同的磨削路径呢。

有的时候从一头往另一头磨，有的时候从中间开始往两头磨。

说实话，这之间还是有区别的。

从中间往两头磨可能更有利于保证轴的直线度，不过操作起来就稍微麻烦一点。