精密制造与自动化
细长丝杠车削加工工艺的探讨
胡雅琴裘卓明
（杭州杭机股份有限公司浙江临安311305）
2016年第3期
摘要通过细长轴的加工实例，从细长轴的定义及特性入手对细长轴的加工进行分析。结合加工细长轴的工艺过程，阐述了从合理的装夹方法到切用量的选择对车前细长轴的影响，以及使用不同的材质对车削细长轴表面粗糙度的影响。
关键词细长轴切削用量机械性能易切削非调质钢表面粗糙度
细长轴的加工一直是困扰机械行业，也是一个
很难完美解决的加工难题，某一加工零件如图1所示，为直径Φ25mm、长度1150mm、材质为45 钢的丝杠。
M18×1. 5
101
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870
1151
图1细长轴简图
1加工前丝杠的特点
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8[
工件长度与直径之比大于10的零件，称之为细长轴（即L/d>10）。而该丝杠的长径比为46，属细长轴的范畴，包含了细长轴的加工特点：
（1）丝杠刚性很差。在车削加工时如果装夹不
当，很容易因切削力及重力的作用而弯曲变形，产生振动，从而降低加工精度及表面粗糙度。
（2）丝杠热扩散性很差。在切削热的作用下，
会产生相当大的线膨胀。如果轴的两端为固定支撑，则会因受挤而弯曲变形。当轴以高速旋转时，这种弯曲所引起的离心力，将更进一步加剧轴的变形
（3)细长零件，加工时一次走刀所需的时间长，
刀具磨损较大，从而增大了丝杠的几何形状误差。
（4）抗弯力弱。丝杠在运转过程中也要注意存
放方法，通常需吊挂放置。
所以此丝杠的加工难度显而易见。
2车削加工时采取的措施
（1）因丝杠的刚性差，不当的放置或自重都会
引起工件弯曲，所以在粗加工前先将原材料校直，直线度允差在0.15mm以内。加工后，丝杆需吊挂放置。
（2）因丝杠抗弯力弱，所以在装夹定位时，采
用一来一项的方式装夹。加工前先检查头架与展架的轴中心高度，确保两轴中心高度一致。三爪卡盘装夹时，垫铜皮，避免夹紧力太大，引起工件变形。顶针用弹性活络顶针，顶尖处涂高速润滑脂，避免丝杠因切削热而膨胀变形时引起工件弯曲与变形。
（3）为了增加丝杠的刚性，加工时用跟刀架作
辅助支撑。跟刀架的中心与头架及尾架的轴中心高度保持一致。
（4）切削时用切削液充分冷却，避免丝杆因切
削热而膨胀变形。
2.1切削用量及刀具的选择
（1）采用主偏角为80°~90°的车刀，来减少
丝杆的径向受力，因而减少切削震动和弯曲变形。
（2）采用较大前角15°~20°的车刀切削。尽
量减少切削变形和摩擦力。
（3）减小切削速度，一般用40~50m/min的切
削速度。
（4）减小切削深度和进给量。
通过上述措施该丝杠粗车后，情况良好。进行下道工序：热处理--调质。
在热处理后精车前，再次校直丝杆，以避免因工件弯曲变形所造成的加工困难，且跳动允差控制在0.1mm以内。
精车时，若按粗车时的切削用量及方法，在经
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