[科普中国]-车削刚度

车削刚度指车削时候机床在外力作用下抵抗变形的能力，车削刚度越大，动态精度越高。

研究背景细长轴由于长径比大，工艺系统刚性较差以及热扩散性不好，车削时在切削力作用下容易产生弯曲变形和振动，使工件产生腰鼓形、麻花形、竹节形等几何形状误差，因此一直被归为复杂零件加工。目前国内对细长轴加工精度的把握主要还是由操作者的加工经验决定，对操作者的技能水平要求较高，且效率较低。随着现代制造技术的高速发展，对机械产品精度的要求也越来越高，因此寻找解决细长轴车削加工难题的突破口显得尤为重要。

车削时产生变形的原因一般来说，轴的长度L 与直径d 之比大于或等于25( L /d≥25) 时，就为细长轴，细长轴是与车削中难以加工的工件，切削时容易出现弯曲变形、锥度、竹节、棱形等毛病，加工精度和表面粗糙度，而使工件报废，甚至无法加工，其主要原因有以下方面：

1、细长轴毛坯因本身制造和运输等原因弯曲不直或有内应力，加工容易产生变形细长轴毛坯本身刚度差，在毛坯制造中，容易产生内应力，在运输和搬运中，容易将细长毛坯搞弯，致使加工后也容易产生弯曲变形。

2、细长轴刚性差，加工中受切削力、自重力和离心力等作用，易弯曲变形。由于工件刚性差，受自重力作用，工件中部会弯曲下垂，在高速旋转下，由于离心力的作用，更加剧了这些变形，并引起振动，有时会使加工无法进行。

3、工件受切削热的作用，会产生热伸长车削时，由于切削热的影响，工件随温度的升高而逐渐伸长变形，因此车削细长轴工件时应特别注意变形问题。1

提高车削刚度的方法中心架直接支承法当工件可分段车削或掉头车削时，则在工件中间可用中心架支承( 中心架的支承卡爪用铸铁或青铜等制成) 。在工件装上在中心架之前。必须在工件毛坯中间车一段支承爪的沟槽，沟槽表面粗糙度更细，圆柱度公差要小，加工前支承爪与轴应轻微接触。可以在支承与工件间加一层细纱布，加工过程中应经常加润滑油，并随时注意支承爪与工件发热情况，发热过高时应即时调整支承爪。

中心架间接支承法有时车削中心架支承爪的沟槽比较困难，则可采用过度套筒( 过渡套筒外圆表面要光滑，圆柱度要在± 20 ～30μm) 。过渡套的两端各有四个螺钉，用这些螺钉夹住毛坯工件，并调整套筒轴线，使其与主轴旋转轴线相重合，即可进行车削。低速车削时，要用机油润滑套筒与中心架支承爪的接触表面。高速车削时，要用冷却润滑液浇注在套筒的外表面，防止摩擦发热和出现吱吱的叫声及“冒烟”现象，一端车好后，零件调头装夹车削，方法同前。2

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任毅如 - 副教授 - 湖南大学