1 細長軸簡（jiǎn）要概述

      工件的長度與直徑之比大於25（即L/D>25）的軸類零件統稱為細長軸。因為細長軸剛性差、車削加工時因（yīn）受切削力、切削熱和振動等的作用與影響，非（fēi）常容易產生變形，導致直線（xiàn）度、圓柱度等加工誤差出現（xiàn），其在技術要求上很難達到圖樣上的形位精度和表麵質量，導致切（qiē）削加工非常的困難。L/D 值越大，會（huì）使車削加（jiā）工越困難。在多重力度（切削力、重（chóng）力、頂尖頂緊力（lì））的作用下，對橫置的細長軸的影響（xiǎng）是非常（cháng）大（dà）的，很（hěn）容易使（shǐ）其彎曲或是出現（xiàn）不夠平穩的狀況。如何做好控製工藝係統的受力及受熱變形成為專（zhuān）業人士非常關（guān）注的問題之一，也成為提高細長軸的加精（jīng）度的關鍵之處（chù）。因此，我們（men）有必要采取有效的能提高細長軸的加工精度的方法和必要的措施提高細長軸的剛性，隻有（yǒu）這樣才可以得到良好的幾何精度和理想的表麵粗糙度，對細長軸的加（jiā）工工藝予（yǔ）以（yǐ）提高。

      2 細長軸加工難度大的主要原因

      車細長軸的難度較大，也成為（wéi）機械加工中的一個難題，在加（jiā）工過程（chéng）中受機器設備、人員（yuán）以及刀具的（de）影響較大，多方麵因素（sù）的影響會使細長（zhǎng）軸加工精度出現（xiàn）浮動。所以，在加工（gōng）細長軸時，應（yīng）及時（shí）找出影響其工藝出現缺陷的（de）各種因素（sù），並采取適當的措施（shī）予以解決。

      由於細長軸剛性差，在加工過程中受外力影響較大，例如切削力、夾緊（jǐn）力、重力和慣性力等都會對其造成影響，出現變形的狀況，從而（ér）使刀具和零件之間的（de）位置產生偏差，降低了零件加工（gōng）的精度（dù）。細長軸（zhóu）的長度對走刀的時間會造成一（yī）定的影響，同時也會加重刀具的磨損程度，會降（jiàng）低零件的幾何形狀製做（zuò）的準確度。由於細長軸的熱擴散的性能（néng）不高，導致其在切削熱的作用下產（chǎn）生較大的線膨脹。如果（guǒ）軸的兩端為固定支承，就會呈現出由於工件（jiàn）的伸長而造（zào）成頂彎的狀況，因此會導致工件的形狀發生改變，達不到預期想要的效果。

      3 車削引起細（xì）長軸彎曲變（biàn）形的原因

      3.1 切削力的（de）原因（yīn）

      3.2 切削熱的原因

      車削熱的產生對工件的影響是：它在車削的加工過程中，由於車削（xuē）產生的車削熱會對影（yǐng）響（xiǎng）工件的加工效果，因而會導致其熱伸長。在車削的（de）過程中，一些輔助工（gōng）具（jù）的位置是固定不（bú）變的，例如，卡盤的位（wèi）置是固定（dìng）的，而尾架頂尖也是被固定（dìng）住的，由（yóu）於這兩者的位置是固定不變的，它們之間的（de）距離也成為（wéi）固定的距離。而細長（zhǎng）軸在加工過程中，由於受熱導致軸向伸長量的變動，會使其出現漸漸伸長的狀況，這樣的話（huà）很容易導致細長軸受到軸向擠壓，出現彎曲變形的狀況。根據以（yǐ）上的分析，可以得出這樣的結論，我們（men）可以把提高細長軸加工精度的問題等同於控製工藝係統的受力及受熱變形的問題。

      4 提高細長軸加工精度（dù）的幾點方法

      隨著機械製造和科學（xué）技術的發展，人們對細長軸的要求（qiú）不僅僅停留在以往的水平上，而加工難度也在不斷增加，因此，若想（xiǎng）保證細長軸的加工精（jīng）度有必要采取（qǔ）一定的措（cuò）施，減少變（biàn）形（xíng）彎曲的狀況發生，將圓度和圓柱度（dù）形狀的誤差降到最低（dī）。以下提出幾點（diǎn）提高細長軸加（jiā）工精度的預（yù）防措施。

      4.1 細長軸裝夾方式（shì）

      一（yī）般軸類在機床裝夾中普遍采用的裝夾方式有兩種：一種是兩頂尖的裝（zhuāng）夾方式，另一種（zhǒng）則是一夾一頂的裝夾方式。而對於細長軸（zhóu）的加工則不宜采用兩頂尖裝夾方式，細長軸的本身（shēn）是具有一（yī）定的（de）重力的，若使用兩頂（dǐng）尖裝夾，就會出現由於來自自身力的影響產生彎曲的狀況，出現中心孔與頂（dǐng）尖的接觸受到影響的情況，這種操作（zuò）會導致在切（qiē）削力的作用下將細長軸頂出，造成細長軸脫落。由此可見，在（zài）實際車（chē）削加（jiā）工中（zhōng）最理想的選擇還是選用一夾一頂裝夾（jiá）細（xì）長（zhǎng）軸的方（fāng）式。

      4.2 輔助支撐的選擇

      采用一夾（jiá）一頂的方式是一種比較好的選擇（zé），它使細（xì）長軸的熱變伸長量不會受（shòu）到控製，但由於切（qiē）削力（lì）的作用會使細長軸發（fā）生徑（jìng）向彎曲，而可以選用一些輔助工具減小切削力（lì）對細長軸造成的變形的狀況，這（zhè）樣可以利用中心架或跟（gēn）刀架加以支撐，通過這種方式來提（tí）高工件係統的剛性。

      4.3 選擇合理的刀具角度

      在車削過程中，為保（bǎo）證最佳的精度，減少細長軸彎曲變形，我們要將切削力控製在一定的範（fàn）圍之內，也就是說，車削力控製（zhì）的越小離精確度越近。而對切削力影響比（bǐ）較大的因素有前角、主偏角和（hé）刃傾角。細長軸車刀要保證以（yǐ）下幾點要（yào）求：將切削力和徑向分力一定要控製在一定範圍內，要保證刀刃鋒利的同時也要考慮刀（dāo）具的壽命。以下對前角（jiǎo）、主偏角以（yǐ）及刃傾角對車削過程中細長軸的影響進行多角度的分析。

      ①前角（γ0）。對於前角的大小涉及影響的因素也是很多的，例如（rú）對切削力、切（qiē）削溫度和切削功率的影響是比較直（zhí）接的，調整前角的（de）大小，增（zēng）大前角對切削力的降低有一定的作用，所以在細長軸（zhóu）車削的過程中，在（zài）車刀的強度能（néng）保證的情況下（xià），盡可能的增大刀具的前角，前角一般取γ0=150。

      ②主偏（piān）角（kr）。我們不能低估車刀主（zhǔ）偏角kr 對徑（jìng）向力的（de）影響，主（zhǔ）偏角的大小（xiǎo）對三個切削分力的大小有著直接的影響（xiǎng）。與前角對切（qiē）削力的影響類似，主偏角的增大對切削力的減（jiǎn）小也起（qǐ）到一定的（de）作（zuò）用。

      ③刃傾角（λs）。傾角的影響比較大，關係著車（chē）削過程中切屑的流向、刀尖的強度及三個切削分力（lì）的比例關係（xì）。伴隨著刃傾角的增大，徑向切削力就會明顯減小，但是軸向切削力和切向切削力較之前有所增大。

      4.4 改善切削受力的措施

      切削加（jiā）工過程中，相對剛度較高的軸類工件而言，軸向切削力對它們起不到任何作用的。而對於細長軸來說，在它的加工過（guò）程（chéng）中，影響它的因素有很多種，而軸向力則是其中的一種，軸向力可將剛（gāng）性差的細長軸頂彎。

      因此，我們一般會選用反向切削法對細（xì）長軸加工進行車削。反向車削（xuē）法是使刀具沿車床導軌，由卡盤向尾座方（fāng）向進給。使用（yòng）這種切削方式的好處很多，一方麵解決了細（xì）長軸被軸向切削力頂彎的問題，另一方麵也減小了由於徑向切削力作用而引起的（de）切削變（biàn）形問（wèn）題。

      4.5 補償熱一次形伸長量的（de）措施

      ①準（zhǔn）確把握切削用量。選擇準確的切削用（yòng）量將（jiāng）會直接影響到切削力的大小，同時也會對引起的切削熱的多少（shǎo）有著重要的影響，也就是（shì）說對車削細長軸所（suǒ）造成的變形程度也是不同的。

      ②用（yòng）彈性活動頂尖補償。由於（yú）受切削熱作用使細長（zhǎng）軸產生伸長，通過（guò）彈性（xìng）活動頂（dǐng）尖內的碟形彈簧受到壓縮，而頂尖遇到彈簧自然而然會退後，從而避免了細長軸出現（xiàn）彎曲的狀況，使車削加工順（shùn）利進行。

      ③充分澆注切削液。車削細長軸時，由於切削產生的熱量較大，有必要在支撐爪與工件摩擦（cā）部（bù）位加入適量的冷卻油（yóu）或者切削液，避免溫度（dù）過高對工件的精度（dù）造（zào）成影響。在切削區也應大麵積的澆注切削液（yè），這樣可以防止過（guò）高（gāo）的熱（rè）量傳導至（zhì）工件，有效地抑製熱變形伸長量。

      5 結語

      在對細長軸加工過程中，由於車細長軸的難（nán）度大，而且影響其精度的因素（sù）又比較多。我們有必要采用（yòng）有效的（de）措施和合理的操作方法排除影響細長軸精（jīng）度的因素，有效的（de）提高（gāo）其加工精度。在加工過程中，操作人員一定隨時觀察操作過程中出現的異常情況，要注意多觀察、多聽、以便隨（suí）時發現設（shè）備運（yùn）行中產生的問題，提高注意力，不斷完善細長軸的加（jiā）工工藝水平。