細長軸是指被（bèi）加工工件長度與直徑的比值大於20 以上（shàng）的軸類零（líng）件。因為工件較長，所以剛性較差，在切削過程中容（róng）易產（chǎn）生振動，也會因切削熱而在長度方向產生變形，由於走完（wán）一刀的時間較長，導致刀具的磨損量較大，也（yě）致（zhì）使工件的形位公差精度和表麵粗糙度較難達到圖紙要（yào）求。

      2 車（chē）削細長軸應注意的問題

      車削細長軸（zhóu）時（shí）由於其剛性較差（chà），在加工過（guò）程中必須采取正確的裝夾方（fāng）法，選擇合適（shì）的刀（dāo）具及切削用量，才能夠有（yǒu）效地降低切（qiē）削過程中產生的切削溫度，減小熱變形（xíng），最終獲（huò）得滿意（yì）的加工效果。

       2. 1 機床調整

       車床（chuáng）主軸中心線與尾座（zuò）中心線同軸，並與車床大導軌平行，允差應小於（yú）0． 02 mm。

       2. 2 工件安裝

       采用兩頂尖裝夾或用卡盤與頂尖配合裝夾（jiá），合（hé）理地使用（yòng）中心架或跟刀架作為輔助支（zhī）承（chéng），以增加工件的裝夾剛度。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）

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

       2. 4 輔助支承安裝

      車削細長軸時，一般都（dōu）要安裝中心（xīn）架或跟刀（dāo）架作為輔助支（zhī）承，來增加工件（jiàn）的剛性，防止工件因振動或因離心力的（de）作用被甩彎（wān）。

       2. 5 工件熱變形伸長

       防（fáng）止工件熱變形伸長的方法: a) 使用彈性頂尖( 俗稱活動頂（dǐng）針) 。當（dāng）工件受熱伸長時，使頂尖（jiān）有向後退讓的（de）餘量（liàng），防止工件產生（shēng）彎曲變形。在切削過程中（zhōng），應注意對頂尖的調整，以剛頂上工件為宜，不宜緊，並隨時觀察頂尖的鬆緊，進行調整。b) 切削時加注充分的切削液，以吸收產（chǎn）生的切削熱，同（tóng）時也使（shǐ）跟刀架爪（zhǎo）與工件接觸處有良好的潤滑。

       3 車削細長軸容易（yì）產生（shēng）的缺陷及消除方法

      加工（gōng）細長（zhǎng）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、彎曲變形等問題及振（zhèn）動波紋、錐度、竹節形、腰鼓形等加工缺陷，嚴重影響零件的加工精度及表麵粗糙度。為了避免這些缺陷的產生，在加工前，通（tōng）過采現場經驗取對機床（chuáng）的調整、對跟刀架及中心架等（děng）附件的（de）合理（lǐ）使用、以及對刀具及切（qiē）削用量的正確選擇，以消（xiāo）除加（jiā）工缺陷的產（chǎn）生。

       3. 1 徑向跳動

      徑向跳（tiào）動的產生主要由機床主軸間隙過大造成，通過對機床主軸進行調（diào）整，能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（wān）曲變形

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

      消除方法:

      1) 采用彈性活動頂尖，使（shǐ）細（xì）長（zhǎng）軸受熱後可以自由伸長，減少其受熱彎曲變形。

      2) 采用雙（shuāng）刀切削法（fǎ）抵消車削（xuē）時產生的徑向切削力。
 

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

      4) 采用反向切（qiē）削（xuē）法車削消（xiāo）除因軸（zhóu）向切削（xuē）力引起的彎曲變形，同時采用（yòng）彈性活頂尖，補償工件的（de）受壓變形（xíng）和熱伸（shēn）長（zhǎng）量，避免工件壓彎變形。

      5) 選（xuǎn）擇合理的刀具角度，盡量減少背吃刀量，適當增大（dà）進給量（liàng），選擇合適的切削速度。

      3. 3 振動波紋（wén）

      振動波紋是在切（qiē）削（xuē）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，或跟（gēn）刀架爪的壓力過大或過小; 其（qí）次（cì）是頂尖軸承鬆動或圓柱度超差，在（zài）開始（shǐ）吃刀時就產生振動及橢圓。

      消（xiāo）除方法:

      1) 加工前應將跟刀（dāo）架爪的圓弧麵嚴格按（àn）前麵所述方法研磨，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（zhèn）動，可重新輕走一（yī）刀，去掉波紋，再進行切削加工，也可（kě）將機床轉速降低（dī）一些，用手動走刀將有波紋的一段車過去，再（zài）進行機動走刀。也可采用三隻支承爪的跟（gēn）刀架（jià）支承工件，使工件車削時穩定，不易產生振動。

      2) 當發現是頂（dǐng）尖問題造成的振（zhèn）動（dòng）時，應及時更換精度高的活頂尖。

      3. 4 錐度

      細長（zhǎng）軸加工時（shí）產生錐度的主要原因有尾座（zuò）頂尖與（yǔ）主軸中心不同軸、車床床身（shēn）導軌與主軸中心線不平行、刀（dāo）具在切削過程中磨（mó）損、工件（jiàn）剛性（xìng）不夠，出現讓刀。

      消除方法:

      1) 車（chē）削（xuē）前，校正尾座頂尖與車床主軸軸線的同心度。

      2) 調整（zhěng）車床主軸（zhóu）與床身（shēn）導軌（guǐ）的平行度。

      3) 選擇合適的刀具材質和合理的刀具幾何角度。

      4) 合理使用輔助支承，增加工件的裝夾剛性（xìng）。

      3. 5 竹節（jiē）形

      “竹節形”的產生（shēng）原（yuán）因，一是（shì）由於車床大拖板和中拖板的間隙過大造（zào）成，當車（chē）刀從跟刀架支（zhī）承基準處（chù）接刀開始切削時，產生“讓刀”，使（shǐ）車出的一段直徑增大，繼續走刀車削，當跟刀（dāo）架（jià）爪接觸到（dào）工件直徑大的一（yī）段，使工件的旋（xuán）轉中心壓向車刀（dāo）一邊，車出來的工件直徑減小。繼續走刀，使（shǐ）工件有規律的離開和靠近車刀（dāo），形成“竹節（jiē）形”; 二（èr）是由於跟刀架外側支承爪調整過緊造成，開始車削時，由於靠近尾座頂（dǐng）尖，工件剛性較大，不易變形。隨著車刀（dāo）向前移動，工件剛度逐漸下降，跟刀架爪支持緊力將工件壓向車刀，車出工件直徑減小。當跟刀架爪走（zǒu）到減小的直徑段時（shí），工件向外壓向支承爪，結（jié）果使車出的工件直徑增大。如（rú）此循（xún）環，也會形成“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（cì）接刀時，在接刀基麵多切深( 0． 05 ～ 0． 1) mm，以消除走刀時的“讓刀”現象。

      3) 適當調整跟刀架爪與（yǔ）工件接觸處的壓力，使爪麵既與工件接觸實，又鬆緊（jǐn）適當。

      4) 選擇適當的切削（xuē）用（yòng）量，減少工件變形抗力。

      5) 注意頂尖和頂尖孔的精（jīng）度，使頂尖對工件的支持力鬆緊適當。

      3. 6 腰鼓形

      “腰鼓形（xíng）”的產生主要是因為工件表麵和跟刀架（jià）爪接（jiē）觸不良或接觸麵積過小或爪與工件的接觸麵磨（mó）損過快，工件表麵與跟刀架爪之間的間隙（xì）越來越大造成的。剛開始吃刀時，跟刀架爪還（hái）沒有磨損（sǔn），在工件靠近尾座（zuò）被頂尖支持住（zhù），剛性較大，不易（yì）變形。車了一段時間（jiān）後，跟刀架爪磨損，與工件間形成間（jiān）隙，工件被車刀的徑向力壓向跟刀（dāo）架爪，使（shǐ）吃（chī）刀量逐漸變（biàn）小（xiǎo），導致車出的直徑尺寸（cùn）逐（zhú）漸變大。切削過程中跟刀架爪磨損不（bú）斷（duàn）增大（dà），使工件直徑也在逐漸變大。當車過工件（jiàn）中間位置向床頭接近的過程中（zhōng），工件的剛性又逐漸變大，在車削過程中背吃（chī）刀量不斷增大，所以車出的工件直徑尺寸也（yě）逐漸變小，直到車到床頭，剛性又恢複到剛吃刀時的狀態。致使工件被車成“腰鼓形”。

      消除方法:

      1) 調整（zhěng）工件與跟刀（dāo）架卡爪的接觸壓力，使其（qí）鬆緊適當。

      2) 選擇耐磨性較好的材料製（zhì）作跟刀（dāo）架卡爪。

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

      4) 車削（xuē）時采用較高的切削速度，小的背吃刀量和進給量，改善切（qiē）削係統，增加工藝係統剛性。

      4 降低細長軸表麵（miàn）粗糙度的方法

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

      1) 單輪珩磨法

      在車床對細長軸進（jìn）行精車後，在工件表麵粗糙（cāo）度沒有達到圖紙要求的情況下，可采用單輪珩磨法對（duì）工件表麵進行再加（jiā）工。這樣能使工件表麵粗糙度至少降低3 ～ 4級。珩磨輪軸線與車床主軸軸線的夾角一般在28° ～ 30°時效果較好。夾（jiá）角大效（xiào）率高，粗糙度大，夾角小效率低，粗糙度低。珩磨（mó）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（xuǎn）大值。珩磨輪對工件的壓力為150 N ～ 200 N。對於剛性差的（de）工件，應使用跟刀架。珩磨（mó）輪的粒度一般為100# ～ 180#，如果（guǒ）表麵粗糙度要求高（gāo），則珩磨輪的粒度就應細，一般（bān）為（wéi）W40 ～ W20。珩磨（mó）時用的潤滑液應加入5% ～ 10%油酸的煤（méi）油或柴油（yóu），也可以用乳化液來進行珩磨過程的潤滑。

      2) 滾壓法

      對細長軸進行滾壓加工，對降（jiàng）低工（gōng）件表麵粗糙（cāo）度（dù），提高工（gōng）件表（biǎo）麵硬度和耐磨性效（xiào）果較好（hǎo）。但（dàn）由於工件剛性（xìng）差，必須使用跟刀架，並把跟刀架放在滾壓工具的前麵，避免拉傷工件表麵。滾壓次數一般不超過兩次，滾壓速度為20 m/min ～30 m/min，進給量為0． 1 mm/r ～0． 2 mm/r。采用機油潤（rùn）滑（huá），也可用乳（rǔ）化液潤滑。

      5 細長軸的校直

      一般情況（kuàng）下（xià），由於工件較長，彎曲在所難免。當彎（wān）曲量超過1 mm 時就（jiù）應必須進行校直。細長軸校直的方法一般有熱校直和冷校直兩（liǎng）種。當工件精度要求較高或坯料直徑較大時，應采用熱校直。當工件精（jīng）度要（yào）求較低且坯料直徑（jìng）較（jiào）小時，可采用冷校直。冷校直（zhí）一般有反向（xiàng）錘擊法、杠杆撬壓法等。細長軸經冷校直後工件雖不易回彈或（huò）複彎，但仍存在（zài）內應力，車去表（biǎo）層後還會有彎回的可能。故對坯料（liào）直（zhí）徑較小而精度要（yào）求較高的工件，在經過冷校（xiào）直後應該再進行退火處理以消除應力。

      對細長軸的校直方法較多（duō），加工時應（yīng）根（gēn）據工件精（jīng）度要求、坯料直徑大小等（děng）因（yīn）素（sù）采取合理（lǐ）及（jí）有效的校直方法（fǎ），以滿足圖紙要求。

      6 結論

      車床加工細長軸在機械加工中較為常見，由於其（qí）剛性差，加工時受切削（xuē）力、切削熱等因素（sù）的影響，變形較大，很難保證細長軸的加工質量要求。通過采用合適的裝夾方式，采（cǎi）取合理的輔助支（zhī）承和（hé）先進的加工方法，同時選擇合理的（de）刀具角度（dù）和切削用量，是能夠保證細長軸的加工質量要求的。