实操案例解析：细长阶梯形轴的工艺制作与分析
一、零件分析
该轴有七段圆锥面台阶，各锥面直径分别为Φ182±0.055mm，Φ198±0.055mm，Φ214±0.055mm，Φ230±0.055mm，Φ246±0.055mm，Φ262±0.055mm，Φ278±0.055mm，最大处直径为
Φ278±0.055mm，锥面长49mm。前后两端有四段非标螺纹，分别为M130X4—6g，长165mm；M140X4—6g，长80mm；M175×4—6g，长106mm；M165×4—6g长160mm。前后两端有四段精配合尺寸，分别是Φ
mm，长160；Φ
mm，长99mm；Φ
mm，长132mm；Φ
mm，长150mm。
二、加工分析
按照结构分析，应以小端为基准，依次加工各型面成形，这样才能保证长度方向的尺寸精度，同时利用数控车床的特点，编制数控程序进行多型面的加工，能够保证前后各型面的相关尺寸，但是对于多段拼焊的细长轴，一次进行多型面加工，存在以下问题：
一是焊接轴变形大，各段轴的自身结构不一样，有管料，有实心轴，加工时各段的变形量不一样，加工后要想保证各型面的形位公差有一定难度；
二是使用大型数控卧车(Φ2000mm数控卧车)加工细长轴，存在以下缺点：
①大型数控卧车没有跟刀架，依靠中心架支承工件，这样中心架的支承点距刀具的加工位置距离不能太远，否则加工过程中，工件变形量大，不能保证加工型面的形位公差和尺寸精度；
②使用数控刀具加工毛坯工件，切削深度小，不易断屑，易损坏刀具，增加生产了成本，同时延长了工件的加工周期。
三、加工思路
1、加工方法综合以上各方面的加工因素，对细长轴采取分段粗精车的办法，先使用焊接刀具后用使用数控刀具。先加工螺纹后精车外圆，先正向车削后反向车削等加工方法相结合。
2、焊接刀具磨制加工过程中要减小切削力和切削热，粗车时焊接刀具主偏角磨制成Kr=80°～93°之间，前角γ0=15°～30°之间。
3、中心架装夹位置车削时，中心架要尽量接近加工部位，增加车削位置处工件的刚度，解决在大型数控车床上加工细长轴没有跟刀架的难点，解决热变形、切削受力变形以及振动等方面因素影响工件形状精度和表面精度的问题。
四、加工过程
1、装夹及找正过程，轴的两端使用四爪卡盘夹紧。用两块百分表分别在工件两端靠近四爪部位压表，低速旋转机床，两人同时调整四爪，找正两端装夹位置，保证前、后两端的同心度。然后检测各段毛坯处的跳动测量以及外圆尺寸，根据工件的拼焊结构，即管料的位置，计算加工余量，重新找正借量，最终保证各段毛坯的余量。
2、加工过程粗加时各毛坯余量不均匀并且跳动量不一致，采用了MDA方式编程加工，首先将跳动量最大处Φ299mm的外圆见光，并在Φ299mm上车一段长约50mm，表面粗糙度在6．3以上中心架支承面，然后将中心架支承该位置，见图3位置，开始粗车各段外圆以及长度。粗加工时分段按工件成形时长度尺寸车削，长度方向留量5mm，外圆留量6mm，粗加工尺寸见下图。
在外圆172mm处车一段长约50mm长的中心架支承面，将中心架移到Φ172mm处，松开尾座上的四爪夹盘，车端面，去余量5mm，粗精车外圆Φ123mm，长度450mm，再用尾座上的四爪夹盘夹紧外圆Φ123mm。粗车长度1064mm范围内各尺寸，各留量1mm，加工尺寸如零件图所示。
加工螺纹时，轴向和径向切削力较大，为防止工件受力变形，将中心架移到Φ131外圆上，使用数控螺纹成形刀，编制螺纹加工程序，通过刀具在轴向和径向的补偿，车削M130×4—6g螺纹成形，同样将中心架移到Φ141外圆上，车削M140×4—6g螺纹成形。再移中心架到Φ172外圆上，使用坐标旋转指令并利用刀具偏移的方法，使用数控刀具及编制数控程序，将Φ131、Φ134、Φ141一次车削成型。
最后用类似的方法加工出其他表面。