細長軸是指被加工工件（jiàn）長度與直徑的比值大於20 以上的軸類零件。因為工件較長，所以剛性較差，在切削（xuē）過程中（zhōng）容易產生振動，也會因切削熱而在長度方向（xiàng）產生變形（xíng），由於走完一刀的時間較長，導致刀（dāo）具的磨損（sǔn）量較大，也致使工（gōng）件的形位公差精度和（hé）表麵粗糙度較難達到圖紙要求。

      2 車削細長軸應注意的問題

      車削細長軸時由於其剛性較差，在加工過程中必須采取正確的裝夾方法，選擇合適的刀具及切削用量，才能夠有效地降低切削過（guò）程中產生的切削溫度，減小熱變形，最終獲得滿（mǎn）意的加工效果。

       2. 1 機床調整

       車床主軸中心線與尾座中心線同軸，並與車床大導軌平行，允差應小於0． 02 mm。

       2. 2 工件安裝

       采用兩頂尖裝夾或用（yòng）卡盤與頂尖配（pèi）合裝夾，合理地（dì）使用中心架或（huò）跟刀架作為輔助支承（chéng），以增加工件（jiàn）的（de）裝（zhuāng）夾剛度。用卡盤與頂尖配合裝夾時，被夾持部分最好不超過10 mm。

       2. 3 刀具（jù）

      采用主偏（piān）角Kr = 75° ～90°的（de）偏刀（dāo），選擇正刃（rèn）傾角( λS＞0) ，能夠減小徑向力和振動，還可以使切屑流向待加工表麵。保持切削刃口鋒利，前角γ0控製在15° ～ 30°之間，副後角α'0控製在4° ～6°之間，刀尖圓（yuán）角半徑r ＜0． 3 mm。刀具安裝應略高於車床主軸中心。

       2. 4 輔助支承安裝

      車削細長軸時，一般都要安（ān）裝（zhuāng）中心架或跟刀架（jià）作為輔助支承，來增加工件的剛性（xìng），防止（zhǐ）工件因振動或因離心（xīn）力的作（zuò）用被甩彎。

       2. 5 工件熱變形伸長

       防止工件熱變形伸長（zhǎng）的方法: a) 使用彈性頂尖( 俗稱活動頂針) 。當工（gōng）件受熱伸長（zhǎng）時，使頂尖有向後退讓的餘量，防止工件產生彎曲變形。在切削過程中，應注意對頂尖的調（diào）整，以剛頂上工（gōng）件為宜，不宜緊，並隨時觀（guān）察頂尖的（de）鬆緊，進行調整。b) 切削（xuē）時加注充分的切削液，以吸收產生的切削熱（rè），同（tóng）時也使（shǐ）跟刀架爪與工件接（jiē）觸處有良好的潤滑。

       3 車削細長軸容易產生的缺（quē）陷及消除方法

      加工細長軸時，在切削力和切削熱的作用下，很容易產生諸如徑向跳動、彎曲變（biàn）形等問題及（jí）振動波紋、錐度、竹節形、腰鼓（gǔ）形等加工缺（quē）陷，嚴（yán）重影響零件的加工精度及表麵粗糙度。為了避免這些缺（quē）陷的（de）產生，在加工前，通過采現場經驗（yàn）取對機床的調整、對跟刀架及中心架等附件的合理使用、以及對刀具及切削用（yòng）量的正確選（xuǎn）擇，以消除加（jiā）工缺（quē）陷的產（chǎn）生。

       3. 1 徑向跳動

      徑向跳動（dòng）的產生主要由（yóu）機（jī）床主軸間隙（xì）過大造成，通過（guò）對機（jī）床（chuáng）主軸進行調整，能（néng）夠消除由於機床主軸間隙過大而產生的徑向跳動（dòng）。

      3. 2 彎曲變形

      當細長軸工件已經熱校直且加工餘量足夠，裝（zhuāng）夾方法也合理，而在車削過程中產生彎曲變形的情（qíng）況主要是由於切削力過大所致，而在切削過（guò）程中（zhōng）產生的切削熱會引起工件受熱變形伸長，導致細長軸受到軸向（xiàng）擠壓而產生彎曲變形。

      消除方法:

      1) 采用彈（dàn）性活動頂（dǐng）尖，使細長軸受熱後可以自由伸（shēn）長，減少（shǎo）其受熱（rè）彎曲變形（xíng）。

      2) 采用雙刀切削法抵消（xiāo）車削時產生的徑（jìng）向切（qiē）削力。
 

      3) 采用跟刀架或中心架作輔助支撐（chēng），以增加細長軸（zhóu）的剛度，能夠有效地減少徑向切削力對細長軸的影響。

      4) 采用反向切削（xuē）法車削消除因軸向切削（xuē）力引起的彎曲變形，同時采用彈性活頂尖，補償工件的受壓變形和熱伸長量，避免工件壓彎變形。

      5) 選擇合理的刀具角度，盡（jìn）量減少背吃刀量，適當增大進給量，選（xuǎn）擇合適的切（qiē）削速度。

      3. 3 振動波紋

      振動波紋是在（zài）切（qiē）削過程中，工件有規律的振動，其原因主要是跟刀架爪的圓弧麵與工件圓弧麵接觸不良（liáng），或跟刀架爪的壓力過（guò）大或過小; 其（qí）次是頂尖軸承鬆動或圓（yuán）柱度超差，在開始吃刀時就產生振動及橢圓。

      消（xiāo）除方法:

      1) 加工（gōng）前應將跟刀架爪的圓弧麵嚴格按前麵所述方法研（yán）磨，在走刀過程中要隨時檢查上爪的壓力變化情況，及時調整。如已產生振動，可重新輕走（zǒu）一刀，去掉波（bō）紋，再進行切削（xuē）加工，也可將機床轉速降低一些，用手動走刀將有波紋的一段車過（guò）去，再進行機動走刀。也可（kě）采用三隻支承爪的跟刀架支承工件，使工件車削時穩定，不易產生（shēng）振（zhèn）動。

      2) 當發現是頂尖問題造成的振動時，應及時更換精度高的（de）活頂尖。

      3. 4 錐度（dù）

      細長軸（zhóu）加工時產生錐度的主要原因有尾座頂尖與主軸中心不同軸、車床床身導軌與主軸中（zhōng）心線不平行、刀具在切削過程中磨損、工件剛性不夠，出現讓刀。

      消除方法:

      1) 車削前，校正尾座頂尖與車床主軸軸線的同心度。

      2) 調整車床主（zhǔ）軸與床身導軌的平行度。

      3) 選擇合適的刀具材（cái）質（zhì）和合理的刀具幾（jǐ）何角度。

      4) 合理（lǐ）使用輔助支承，增加（jiā）工件的裝夾剛性。

      3. 5 竹節形

      “竹節形”的產生原因，一是由於車床大拖板和中拖板的間隙過大造成，當車（chē）刀從跟刀架支（zhī）承（chéng）基準處接刀開（kāi）始切削時，產生“讓刀”，使車出的一段直徑增大（dà），繼續走刀車削，當跟（gēn）刀架爪接觸到工件直（zhí）徑大的一段，使工（gōng）件的旋轉中心壓向車刀一邊，車出來的工件直徑減小。繼續走刀，使工件有規律的離開和靠近車刀，形成“竹節形”; 二是由於跟刀架外側支承爪調整過緊（jǐn）造成，開始車削（xuē）時（shí），由於靠（kào）近尾座頂尖，工（gōng）件剛性較大，不易變形。隨著車刀向前移動，工件剛（gāng）度逐漸下降，跟刀架爪支持緊（jǐn）力將工件壓向車刀，車出工件直徑減小。當（dāng）跟刀架（jià）爪走到減小的直徑段（duàn）時，工件向外壓向支（zhī）承爪，結果使車出（chū）的工件直徑增大。如此循（xún）環，也（yě）會形成“竹節形”。

      消除方法:

      1) 調整機床大拖板和中拖板間隙，增強機床剛性。

      2) 首次接刀時，在（zài）接刀基麵多切深( 0． 05 ～ 0． 1) mm，以消除走刀時（shí）的“讓刀”現象（xiàng）。

      3) 適當調整跟刀架爪與工件接觸處的壓（yā）力，使爪麵既與工件接觸（chù）實，又鬆緊（jǐn）適（shì）當。

      4) 選擇適當的切（qiē）削用量，減少工件變形抗力。

      5) 注（zhù）意頂尖和（hé）頂尖孔的（de）精度，使頂尖對工（gōng）件的支（zhī）持力鬆緊適當。

      3. 6 腰鼓形

      “腰（yāo）鼓形”的產生主要是因為工件表麵和跟刀架爪接觸不良或接觸麵（miàn）積過小或爪與工件的接觸（chù）麵磨損過快，工件（jiàn）表麵與跟刀架爪之間的間隙（xì）越來越（yuè）大造成的。剛開始吃刀時，跟刀架爪還（hái）沒有磨（mó）損，在工（gōng）件靠近尾座被頂尖支持住，剛性較大，不易變形。車了一段時間後，跟刀架爪磨損（sǔn），與工件間（jiān）形成（chéng）間隙，工件被（bèi）車刀的徑向力壓向跟刀架爪，使吃刀量逐漸（jiàn）變小，導致車出的直徑尺寸逐漸變大。切削過程中跟刀架爪磨損不斷增大（dà），使工件直徑也在逐漸變大。當車過工件中間位（wèi）置向床頭接近的過程中，工件的剛性又逐漸變大（dà），在車削過程中背吃刀量不斷增大，所以車出的工件直徑尺寸也逐漸變小，直到車（chē）到床（chuáng）頭，剛性又恢複到剛吃刀（dāo）時的狀態。致使工件被車成“腰鼓形”。

      消除方法:

      1) 調整工（gōng）件與跟刀（dāo）架卡爪的接觸壓力，使其鬆緊適當。

      2) 選擇耐磨性較好的材料製作跟刀架（jià）卡爪。

      3) 選擇合造的切削用量，減小吃刀抗力，以減小（xiǎo）加工變形。

      4) 車削時采用較高的切削速度，小的背吃刀量和進（jìn）給（gěi）量，改善切削係統，增（zēng）加工藝係統剛性。

      4 降低細長軸（zhóu）表麵粗（cū）糙度的方（fāng）法

      在（zài）車床上降低細長軸表麵粗糙度的工藝方法有單輪珩磨法（fǎ）和滾壓法兩種。

      1) 單輪珩磨法（fǎ）

      在車床對細長軸（zhóu）進行精車（chē）後，在工件表麵粗糙度沒有達到圖（tú）紙要求的情況下，可（kě）采用單輪珩磨法對工件表（biǎo）麵進行再加工。這樣能使工件表麵粗糙度至少降低3 ～ 4級。珩磨輪軸線與車（chē）床主軸（zhóu）軸線的夾角一般在28° ～ 30°時效果較好。夾角大效率高（gāo），粗糙度大，夾角小效率低，粗糙度低。珩磨輪速度一般為30 m/min ～60 m/min，進給量為0． 5 mm/r ～ 2 mm/r，粗珩時選大值。珩磨輪對工件（jiàn）的壓力（lì）為（wéi）150 N ～ 200 N。對於剛性差的（de）工（gōng）件，應使用跟（gēn）刀架。珩磨輪的（de）粒度一般為100# ～ 180#，如果（guǒ）表麵粗糙度要（yào）求高，則珩磨輪的（de）粒度就應細，一般為（wéi）W40 ～ W20。珩磨（mó）時用的潤滑液應加入5% ～ 10%油酸的煤油或柴油，也可以用乳化液來進行珩磨過程的潤滑。

      2) 滾壓法

      對細長軸進（jìn）行滾（gǔn）壓加工，對降低工件表（biǎo）麵粗糙度，提高工件表麵硬度和耐磨性效果較好。但由於工件剛性差，必須使用跟刀架（jià），並把跟刀架放在滾壓工具的前麵，避免拉傷（shāng）工件表麵。滾壓次數一般（bān）不（bú）超過兩次，滾壓（yā）速度為20 m/min ～30 m/min，進給量為0． 1 mm/r ～0． 2 mm/r。采用機油（yóu）潤滑，也可用乳化液潤滑。

      5 細長軸的校（xiào）直

      一般情況下，由於工件較長，彎曲（qǔ）在所難免。當彎曲量超過1 mm 時就應必須進行校直。細長軸校直的方法一（yī）般（bān）有熱校（xiào）直和冷校（xiào）直（zhí）兩種。當工件精度要求較高（gāo）或坯料直徑較（jiào）大（dà）時，應采用熱校直。當工（gōng）件精度要求較低且（qiě）坯料（liào）直徑較小時，可采用冷校直。冷校直一般有反向錘擊法、杠杆撬壓法等。細長軸經冷校直後工件（jiàn）雖（suī）不易（yì）回彈或複彎，但仍存在內應力，車去表（biǎo）層後還會（huì）有（yǒu）彎回的可能。故對坯料直徑較小而精度要求較高的工件（jiàn），在經過冷校直後應該再進行退火處理以消除（chú）應力。

      對細（xì）長軸的校直方法較多，加工時應根據工件精度要求、坯料直徑大小等因（yīn）素采取合理及有效的校直方法，以滿足圖紙要求。

      6 結（jié）論

      車床（chuáng）加工細長軸在機械加工中較為常見，由（yóu）於其剛性差，加工時受切（qiē）削力、切（qiē）削（xuē）熱等因素的影響，變（biàn）形較大，很難（nán）保證細長軸的加工質量要求。通過采用合適的裝夾方式，采取合理的輔助支（zhī）承和先進（jìn）的加工方法，同時選擇合（hé）理的（de）刀具（jù）角度和切削用量，是能夠保證細長軸的加工質（zhì）量要求的（de）。