長度與直徑之比大於25的軸類零件為細長軸，屬於柔性軸。由於其剛性差，加工時很容易彎曲變形，出現錐度、竹節、鼓形、棱形等缺陷，並且細長軸對於切削力、振動和切（qiē）削液等十分（fèn）敏感，這樣就給切削加工帶來諸如效率低下和難（nán）以加工出所需精度和表麵粗（cū）糙度等一係列問題。

      如圖1所示為（wéi）我廠生產（chǎn）的某型天線圓杆，屬於典型細長軸零件，該零件直徑30－0.15－0.24mm，全長1 510mm，毛坯由（yóu）管料和圓鋼經粗加工後焊（hàn）接而成。經調質處理後，長徑比為50.3，直線度要（yào）求為0.02mm（100mm內），圓度0.009mm，在車削時隻有對零件的裝夾、工（gōng）裝模具、刀具（jù）及切削參數和（hé）切削液進行合理的改進與選擇，進行全麵的工（gōng）藝分析才能保證其精度要求。

圖1 圓（yuán）杆

      1. 裝夾工藝改（gǎi）進

      通過對典型零件的工藝分析，需要在加工過程（chéng）中采用如圖2所示的（de）方法進行加工。

      該典型零件在裝夾時需充分考慮在車削過程中如何控製好外應力、剛性不足、振動及熱變伸長等問題。

由於車床的自定心卡盤與主軸中心線平行，如用卡盤直接夾圓杆前（qián）端（duān）往往會（huì）產生扭動的情（qíng）況。如果裝（zhuāng）夾處有些彎曲，夾緊後會把彎的夾（jiá）直（zhí），產生外應力，在近卡爪的一（yī）端仍會回複（fù）原來（lái）的（de）彎曲形狀；為克服這樣的（de）弊端，在卡爪處（chù）放上（shàng）一個開口的鋼

圖2 零件裝夾示意

      1.自（zì）定心卡盤 2.開口鋼絲圈 3.跟刀架 4.圓杆 5.鎖緊螺母 6.錐套

      7.固定螺釘 8.回轉頂尖 9.車床尾座 10.彈簧夾（jiá）頭

絲圈（3mm），如（rú）圖3所示，使卡爪與細長軸之間成為線接觸，使工件（jiàn）在彎曲狀態下能自由的調節裝夾位置，從而防止或減少了工（gōng）件由於裝夾不當帶來的外（wài）應力。

      2. 車削工裝的探（tàn）討

      由於常用的跟刀架爪子容易磨損，加工時常出現抱死或沒有支撐住等缺陷，車出的工件有竹節、鼓形、棱形（xíng）等（děng）現象。為解決這一問題自製如圖4所示（shì）的簡單三支承跟刀（dāo）架，在三個支柱的爪部

圖3 開口鋼絲圈

圖4 三爪支撐跟刀架

      都裝有小型滾動軸承（ 見圖5 ） ， 3個支柱間的夾角為120°。使用時先將工件的左端車（chē）一架位，將其固（gù）定在刀架上，隨刀一起移動（dòng）向下調整螺釘使（shǐ）其頭部（bù）頂住下端的中滑板，起到支撐作用。在主體上還需加工3個螺（luó）孔，支柱能夠徑向移動，位置到位後可用螺母進行軸向固定（dìng）。切削時由於有3個小型滾動軸承可（kě）以起到支撐作用將工件定位，這樣可以避免加工切削時工件產生向同（tóng）一方向（xiàng）偏離。

圖5 支柱

      減小工件（jiàn）受熱變形伸（shēn）長。在加工時，由於車削熱傳遞，工件溫度升高，繼而產生熱變形，其伸長量為

      l ＝αLΔT

      式中，α 為（wéi）材料線膨脹係數；L 為工件總長；ΔT為工件升高幅度。針（zhēn）對這一問題，自製工裝輔（fǔ）助拉具能有效提（tí）高工藝係統的剛性以（yǐ）及補償工件（jiàn）的熱變形伸長。

      輔助拉具主要由鎖緊螺母、錐套、彈簧夾頭組成（標準工具無需另外加工）。使用時根據零件的大小（xiǎo）選擇合適的彈簧夾頭（如圓杆尾端為M16，先在車床上將其外徑加工為 16－0－0.01mm與 16mm彈簧夾頭相配合），把彈簧（huáng）夾頭放入錐套內（nèi）用鎖緊螺母鎖緊（jǐn），在活（huó）動頂尖的（de）圓柱麵上加工螺孔M6，頂尖的（de）圓柱麵和錐套的孔配（pèi）合間隙控製在0 . 0 1 ～0.02mm之間，再用M6螺釘與拉（lā）具（jù）聯接，調整好尾座位置並固定，再拉緊工件。

      3. 刀具與切削參數的選擇

      在反向車削細（xì）長軸時（shí）應充分加注切（qiē）削（xuē）液，刀具應經常保持鋒利（lì），減小車刀與工件的摩擦發熱，減小熱伸長量。針對材料的特性選用75°YT15反向車刀粗車，主切削前角γ 和棱前角均為25°並倒（dǎo）棱0.4～0.8mm，開R4mm斷屑槽不（bú）磨過渡刃（rèn）。車刀後角（jiǎo）－8°，倒棱0.1～0.3mm，棱後角為（wéi）－12°。這樣增加了車刀後隙麵支撐工件，防止工件材料內部組織不均產生的啃刀現象，並（bìng）消除低頻（pín）振動。

      另外，倒棱和棱後角不能（néng）太大（dà），否（fǒu）則會影響正常切削並增強金屬（shǔ）表麵的冷作硬化。反向車時對車削用量有特殊的要求，取較大的（de）進給量，以增加工件的軸向拉應力（lì），防止工件大幅振動。通常選擇次序為先取（qǔ）最大的進給（gěi）量，其次選擇最大的背吃（chī）刀量，最後選擇最大的切削速度（dù）。反向精（jīng）車刀需（xū）要選用W18Cr4V高速鋼材料（liào），將其裝於彈性彈簧刀杆上，以適應剛性不足的特點（diǎn）。刀頭上的切削刃（rèn）比較寬，前角為25°，後角為8°，倒棱1～3mm，棱（léng）後角為－4°，這樣可保證車刀和工件有一定的接觸麵積，切削刃頂住工（gōng）件以防止因切（qiē）削力變化帶來的啃刀弊端。精車時進（jìn）給量、背吃刀量和切削速度均需合理控製和選擇。

      刀具的（de）安裝小竅門在（zài）於裝夾粗（cū）車刀時，其位置應高（gāo）於車床主軸中（zhōng）心線（xiàn）0.5mm，這樣參加工（gōng）作的前角就會增大，車刀前端磨損減小，便於切削。同時工作後（hòu）角相應減小，易於防止切削振動，保持工件的固有剛性。裝夾精車刀（dāo）時應低於主軸中心線0.2～0.5mm，這樣可增（zēng）大實際的工作後角，減小車刀後刀麵的磨損，提高加工表麵質量，寬切削（xuē）刃要求表（biǎo）麵粗糙度值小且平直。裝夾刀具時需用百分表檢查切削刃是否平行於進給方向，其差（chà）值不能超過0.01mm。

      4. 切削液的選擇

      加工時切削液用（yòng）量必須充分，其配方組成需選用豆油（植物油）、全損耗係統用油和柴油，按4∶3∶3製成。

      5. 車削加工注意事項

      （1）車削前需對毛坯進（jìn）行調質或正火以消除內應力，最好（hǎo）在車床上進行（háng）校（xiào）直。

      （2）粗車餘量一（yī）般為2～3mm， 精車為0.02～0.08mm。

      （3）要充分澆注切削液。

      （4）加工（gōng）完成後應垂（chuí）直吊掛。

      6. 結語

      通過（guò）對細長軸零件車削工藝分析，發現改進裝夾方式，采用合理的刀具和（hé）切削參（cān）數，合理選擇切（qiē）削液，能夠（gòu）保證細長軸所有尺寸精度及形位公差要求，滿足工藝要求和（hé）設計需求，並提高（gāo）了生產效率。