1.4　典型零件的加工质量控制

1.4.1　细长轴的加工质量控制

1.细长轴的加工特点

工件长度与直径之比大于20（L/D＞20）的轴类零件称为细长轴。细长轴类工件加工时的显著特点是：由于刚性差，工件会因自重和离心力产生弯曲。

影响细长轴加工的质量因素包括：

（1）在切削过程中，因为热变形使工件伸长从而产生弯曲；

（2）在切削力的作用下产生弯曲变形而引起振动，从而降低精度和表面质量；

（3）采用中心架或跟刀架等辅助工具时，调整困难，技术难度大；

（4）由于工件长，走刀时间长，刀具磨损严重，使工件尺寸难以控制；

（5）工件细长，因刚性差而使切削用量较低，致使生产率也较低。

2.细长轴的装夹要点

（1）“左夹右顶”时，应在左端工件和卡爪之间安装一开口钢丝圈，以减少夹持接触长度，避免产生“别劲”现象，从而防止工件弯曲变形。钢丝直径为ϕ4～5mm，参见图1-3中的开口钢丝圈。

（2）为避免因热变形伸长产生弯曲，应使用弹性活动顶尖，尤其在采用由左向右切削时更为需要。如没有弹性顶尖，可用死顶尖，但不宜顶得过紧，而且每次走刀后应检查顶尖的松紧程度，以进行必要调整，保持一定间隙。

（3）顶尖孔是细长轴的定位基准，一般精加工前应对中心孔进行修整，使两端中心孔同轴，中心孔的角度、圆度、表面粗糙度均应符合定位要求。

（4）使用跟刀架是增大细长轴刚性的有效措施。可将传统的两点支承改为三点支承，以增加接触刚度。支承爪的材料可用球墨铸铁（QT600-3），并使用与工件尺寸相同的研磨棒加研磨膏进行仔细研磨，以达到定位需要的表面粗糙度值。

（5）改变加工时的走刀方向，是克服细长轴变形的重要措施。传统的加工方法是由尾座方向向主轴方向车削，这时细长轴所受的力为压力，细长杆件在受压力时易产生“失稳”，导致工件弯曲变形；若改为从主轴方向向尾座方向车削，配合使用弹性顶尖，这时工件所受的力变为拉力，因此不会产生“失稳”弯曲变形。

3.加工细长轴的刀具角度

车细长轴时将工件“顶弯”的力是切削时分解的径向分力。因此，使用的刀具应使径向分力尽量小，故刃磨刀具角度时应注意以下几个方面。

（1）降低总切削功率，加大前角（16°～20°）、后角（6°～8°）使切削刃锋利，减小切削阻力。

（2）提高刀具刃磨质量，尤其是前刀面的表面粗糙度（Ra=0.8～0.4μm），必要时要进行研磨或抛光。

（3）使用较大的主偏角（75°～93°）、副偏角（8°～12°）和正刃倾角（3°～10°），减小径向分力。

（4）使用较小的主切削刃负倒棱（0.1～0.15mm，γ01=-5°）、主后刀面倒棱（0.1～0.5mm，0°）、较小的刀尖圆弧半径（εr=0.15～0.2mm）。

4.加工细长轴的切削用量

（1）刀片为YT15、YT30或YW类时的切削用量参见表1-6。

表1-6　用硬质合金刀具加工细长轴的切削用量

（2）刀具为高速钢材料时加工细长轴的切削用量参见表1-7。

表1-7　高速钢刀具加工细长轴的切削用量

5.其他

（1）粗加工时应加强切削液的冷却效果，精加工时应加强切削液的润滑效果。

（2）编制工艺要考虑将粗精加工分开进行。粗加工后应进行适当的热处理。每次加工完毕，都应将工件吊挂在架子上，不宜水平堆放，以防止工件弯曲。重要零件还要经常用木锤进行敲打，以消除加工时产生的内应力。

（3）切削过程中要注意切屑卷曲和断屑，切忌切屑缠绕工件。

1.4.2　车削螺纹的加工质量控制

螺纹是零件中的常见结构，单件小批生产中，回转类零件的螺纹结构一般采用车削加工。车削螺纹时易产生的质量问题分析及控制措施参见表1-8。

表1-8　车削螺纹的质量分析及控制措施

1.4.3　滚齿的加工质量控制

齿轮的齿形常用滚齿方法加工，滚齿加工的质量原因分析及控制措施参见表1-9。

表1-9　滚齿加工的质量原因及控制措施