引言

      通常將（jiāng）工件的長度與直徑之比（即長徑比）大於25（即L/D>25）的軸類零件稱為細長軸。細長軸雖（suī）然外（wài）形並不複雜，但由於其自身剛度低（長徑比越大，剛度越低），車削時受切削力、重力、切削熱等因素的影響，容易發生（shēng）彎曲變形，產生振動、錐度、腰鼓形和竹節形等缺陷（xiàn），難以保證加工精度，使細（xì）長軸的車削成為難度較大加工工藝。因此，采用反向進給車削，配合最佳的刀具幾（jǐ）何參數、切削用量、拉緊裝置和軸套式（shì）跟刀架等（děng）一係列（liè）有效措施，以提高細長軸的剛性，得到良好的幾何精度和理想的表麵粗糙度，來保證細長軸的加工要求。

      一（yī）、細長軸在加工中常見的問題

      1、受熱（rè）變（biàn）形而伸長。

      細長軸車削時熱擴散性差、工件（jiàn）受熱伸長變（biàn）形產生相當大的線膨脹，當工（gōng）件兩端頂緊時易（yì）產生彎曲（qǔ）。

      2、工件剛度差（chà）

      車削時工件受到切削力、細長的（de）工件由於（yú）自重下垂、高速旋轉時受到離心力（lì）等都（dōu）極（jí）易使其產生彎曲變（biàn）形。

      3、表麵加工質量難以保證

      由於工件自重、變形、振動，影（yǐng）響工件圓柱度和表麵粗（cū）糙度。

      二、提（tí）高細長軸（zhóu）的（de）加工精度及注意事項

      1、選（xuǎn）擇合適的裝夾方法

      （1）一夾一頂的裝夾法（fǎ）。采（cǎi）用一夾一頂的裝夾方（fāng）式。在該裝夾方式中（zhōng），如果頂尖頂得太緊，除了可能將細長軸頂彎外，還能阻礙車削（xuē）時細（xì）長軸的受熱（rè）伸長，導致細（xì）長軸受到軸向擠壓而產生彎曲（qǔ）變（biàn）形。另外卡爪（zhǎo）夾緊麵與頂尖孔（kǒng）可能不同軸，裝夾後會產生過定位，也能導致細長軸（zhóu）產生彎曲變形。因此采用一夾一（yī）頂裝夾方式時，頂尖應采用彈性回轉頂尖（jiān），使細長軸受熱後可（kě）以自由伸長，減少其受熱彎曲（qǔ）變形；同時可在（zài）卡爪與細長軸之間墊入一個開口鋼絲圈，以減少卡爪與細長軸的軸向接觸（chù）長度，消除安裝時的過定位，減少彎曲變形。

      （2）兩頂尖裝夾法。采用兩頂尖裝夾，工件定位準確，容易保證同軸度。但用該方法裝（zhuāng）夾細長軸，其剛性較（jiào）差，細長軸彎曲（qǔ）變形較大，而且容易（yì）產（chǎn）生振動。因此隻適宜於長徑比不大（dà）、加工餘量較小、工件加工精度要求不高、多台階（jiē）軸類（lèi）零件（jiàn）的加工。

      （3）采（cǎi）用反向進給方法車削細長軸。反（fǎn）向切削法就是車削時床（chuáng）鞍帶動車刀由主軸卡盤開始向尾架（jià）方向進給。這樣在加工過程中（zhōng）產生的軸向切削力使細長軸受拉（與（yǔ）工件伸（shēn）長變形方（fāng）向一致），由於細長軸左端通過鋼（gāng）絲圈固定（dìng）在卡盤內，右端支撐在彈性回轉頂（dǐng）尖上，可以自由伸縮，不易產生彎（wān）曲變形，可以有效（xiào）地補償刀具至尾（wěi）架一段的工件的受壓變（biàn）形和熱伸長量，避免（miǎn）工件的壓彎（wān）變形。

1-鋼絲圈；2-三爪跟刀（dāo）架；3-彈性回（huí）轉頂尖；4-幾何角度合理的車刀圖1

      （4）采用跟（gēn）刀架和中心架。使用跟刀架支撐（chēng）細長軸時，跟刀架固定在床鞍上跟在車刀的後麵，隨車刀（dāo）的進給移動，抵消了背向力，並增加工件的剛度，減（jiǎn）少變形，從而（ér）提高細長軸的形狀（zhuàng）精度並減小表麵粗造（zào）度，傳統上采用跟刀架和中心架，相當於在細長軸上增加了一個支撐，增加了細長（zhǎng）軸的剛度，可有效（xiào）地減少徑向切（qiē）削力對（duì）細長軸的影響。

      2、合理選擇細（xì）長軸車（chē）刀的幾（jǐ）何參數

      車削細長軸時，由於工件剛度低，車刀的幾何（hé）形狀對減（jiǎn）少作用在工件上（shàng）的切削力，減少（shǎo）工件彎曲變形和（hé）振動，減少切削熱的產生均有明顯影響，而（ér）在刀具的（de）幾何角度中，前角、主偏角和刃傾（qīng）角對切削力的影響最大。選擇時主要（yào）考慮：

      （1）前角(γ0)。其大小直接影響著（zhe）切削（xuē）力、切削溫度和（hé）切削（xuē）功率，增大前角，以減少切削力和切（qiē）削熱（rè），前角（jiǎo）一般取γ0=15°～30°。

      （2）主偏角(Kr)。車刀主偏角Kr 是影響徑向力的主要因素，在不影響刀具強度的前提下，應盡量增大車刀主偏（piān）角，以減小徑向力，從而減小細長軸的彎曲變形。一般細長軸車刀的主偏角選Kr=80°～93°。

      （3）刃傾角(λs)。影響著車削過程中切屑的（de）流向，選擇正值刃傾角，使切屑流向待加工表麵（miàn），通常采用正刃（rèn）傾角+3°～+10°。此外，車刀（dāo）也容易切入工件。

      （4）後角較小α0 =4°～6°，起防振作用。

      （5）要求切削刃表麵粗糙度Ra≤0.4 μ m,並保持切削刃鋒利（lì）。

      （6）車刀前麵應該磨有R1.5～3mm 的斷屑槽，使切削順利卷曲折斷（duàn）。

      （7）為了（le）減少（shǎo）徑向切（qiē）削力，應選擇（zé）較小的（de）刀尖圓弧半徑（re<0.3mm）。倒棱的寬度也應選得較小，取倒棱寬br1=0.5f。

      此外，選用紅硬性和（hé）耐磨（mó）性好的刀（dāo）片材料（如硬（yìng）質合金YT15、YT30、YW1 等），並（bìng）提高刀尖的刃磨質量，使切削刃經常保持鋒利，表麵粗造度Ra 值小於（yú）0.4 μ m。

圖2 刀具幾（jǐ）何角度圖

      3、合理地控製切削用量

      切削用量選擇的（de）是否合理，對切削過程中產生的切削力的大小、切削熱的多少（shǎo）是不同的（de），對車削細長軸時引起的變形也是不同的。車削細長軸時，一般在加工長徑比及材料韌性（xìng）大時，選用較小的切削用量，即多走刀，切深小（xiǎo），來減少振動，增加剛性。

      （1）背吃刀量( α p)

      隨著切削深度的增大，車削時產生的（de）切削熱隨之增大，引起細長軸的受力（lì）、受熱變形（xíng）也增大。因此在車削細長軸（zhóu）時，應盡（jìn）量減少背吃刀量。

      （2）進給量(f)

      進給量增大會使切削厚度增加，切削力增大。但切削（xuē）力不是按正（zhèng）比增（zēng）大（dà）。

      （3）切削速度( υc )

      提高切削速度有利於降低（dī）切（qiē）削力。這是（shì）因為，隨著切削速（sù）度的增（zēng）大，切削溫度提高，刀具與工（gōng）件之間的摩擦（cā）力減小，細長軸的（de）受力變形減小，所以切削（xuē）速度應控製在一定範圍。對長徑比較大的工件，切削速度要適當（dāng）降低。

      4、注（zhù）意事項

      （1）為防止長（zhǎng）細長軸產生錐度，車（chē）削前必須調整尾座（zuò）中（zhōng）心，使之與車床主軸中心同軸。

      （2）車削時，應隨時（shí）注意頂尖的鬆（sōng）緊程度，檢查（chá）方法是開動車床使工件回轉，用右手拇指和食指捏住（zhù）彈性回轉頂尖（jiān）的轉動部分，頂尖能停止回轉，鬆（sōng）開手指後（hòu），頂尖能恢複回（huí）轉（zhuǎn），說明頂尖的鬆緊程度適當。

      （3）粗車時應選擇好第一次切削深度，必須保證（zhèng）將工（gōng）件毛胚一次進刀車圓，以免影響（xiǎng）跟刀架的（de）正常（cháng）工作。

      （4）車削過程中（zhōng），應隨時（shí）注意支（zhī）撐爪與（yǔ）工件（jiàn）表麵的接觸狀態及支撐爪的磨損情況，並隨時作出相應的調（diào）整。

      （5）車削過程中，充分（fèn）加注切（qiē）削液可（kě）有效地減少工件所吸（xī）收的熱量（liàng），減少工件的熱變形伸長，還可以降低刀尖的溫度和延長刀具的使用壽命。因此，加工細長軸時，無論是低（dī）速切（qiē）削，還是高（gāo）速切削，都必（bì）須充分加注切削液。

      結論

      綜上所述，對（duì）於細長軸的加工來講，要想保證細長軸的加工質量要求，就要通過采（cǎi）用合適的裝夾方式（shì）和先進的加工（gōng）方法，選擇（zé）合理的（de）刀具角度和切削用量等措（cuò）施，這（zhè）樣細長軸車削問題便會迎刃而解。