细长轴作为机械传动中重要零部件之一,其加工质量对机器使用寿命影响极大。目前细长轴车削加工仍是企业技术人员解决的工艺难题,其主要问题是细长轴产生径向弯曲变形,无法保证零件的加工质量,影响细长轴的使用性能。本文研究的细长阶梯轴相比普通细长轴而言,在结构特征及加工难点上都存在很大的特殊性。它的主要特征是长径比达27、两端结构不对称、中间轴段为凹槽形、轴变径不规则;它加工难点是由于细长阶梯轴结构特殊,加工过程中刚性严重不足,极容易产生弯曲振动,导致该轴表面产生震纹、外形尺寸及同轴度超差。针对细长阶梯轴产生的加工质量问题,采用自动化程度高且具有尺寸补偿功能的数控车床进行加工。对于小批量细长阶梯轴,能否在短时间内制定合理的工艺路线并试制合格,需要找到一种理实结合的方法,定量研究细长阶梯轴产生震纹、同轴度超差的影响因素,找到保证加工质量的方法,为今后加工不同类型的细长阶梯轴提供工艺参考。首先对比分析三种不同装夹方式的使用场合,得到合理的工艺路线,对细长阶梯轴进行试加工,发现中心架安装位置对细长阶梯轴振动程度有很大影响;其次引入欧拉梁振动理论,建立变截面梁的自由振动方程,借助Matlab软件进行数值计算,得到细长阶梯轴最大振幅位置,为中心架安装位置确定提供理论依据;采用Matlab软件GUI模块开发振动分析软件,为快速计算不同类型细长阶梯轴的最大振幅位置提供便利;采用Ansys软件进行模态分析,验证振动分析软件计算结果准确性;最后进行细长阶梯轴零件产品试制,检测零件加工质量符合图纸要求,验证了中心架位置选择的准确性及工艺路线制定的合理性,为企业生产实践提供理论依据及工艺参考。本文开发的振动分析软件,为技术人员快速计算细长阶梯轴的最大振幅提供方便,节省了大量的人工计算时间,实现了人机交互智能化。通过采用产品试制方法,验证了细长阶梯轴工艺研究方法的准确性。