長度與直徑之比大於25的軸類零（líng）件（jiàn）為細長軸，屬於柔性軸。由（yóu）於（yú）其剛（gāng）性（xìng）差，加工時很容（róng）易彎曲變形，出現錐度、竹節（jiē）、鼓形、棱形等缺陷，並且細（xì）長（zhǎng）軸對於切削（xuē）力、振動和切削液等十（shí）分敏（mǐn）感（gǎn），這樣（yàng）就給（gěi）切削加工帶來諸如效率低下和（hé）難以加工出所需精度和表（biǎo）麵粗糙度等一係列問題。

      如圖1所示為我廠生產的某型天線圓杆，屬於典型細（xì）長（zhǎng）軸零件，該零（líng）件直徑30－0.15－0.24mm，全長1 510mm，毛坯由管料（liào）和圓（yuán）鋼經粗加工後（hòu）焊接而（ér）成。經調（diào）質處（chù）理後（hòu），長徑比（bǐ）為50.3，直線度要求為0.02mm（100mm內），圓度0.009mm，在車（chē）削時隻有對零件（jiàn）的裝夾、工裝模具、刀具及切削參數和切削液進行（háng）合理的改進與選擇，進行（háng）全麵的工藝分析才（cái）能（néng）保證其精度要求（qiú）。

圖（tú）1 圓杆

      1. 裝夾工藝改進

      通（tōng）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所示的方法進行加工。

      該典型（xíng）零件（jiàn）在裝夾時需充分考慮在車削過（guò）程（chéng）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（zhǔ）軸（zhóu）中心線平行，如用卡盤直接夾圓（yuán）杆前端往往會（huì）產生扭動的情況。如果裝夾處有些彎曲，夾緊後會把彎的夾直，產生外應力，在近卡爪（zhǎo）的一端（duān）仍會（huì）回複原來的彎曲（qǔ）形狀；為克服（fú）這（zhè）樣的弊端（duān），在卡爪處放上一個開口（kǒu）的鋼

圖2 零件（jiàn）裝夾示意

      1.自定心卡盤 2.開口鋼絲圈（quān） 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（jiān） 9.車床尾座 10.彈簧夾頭（tóu）

絲圈（3mm），如圖3所示，使卡爪（zhǎo）與細長軸之間成為線接觸，使工件在彎曲狀態下能自（zì）由的調節裝夾位置，從而防止或減少（shǎo）了工件由於裝夾不當帶來的外應力。

      2. 車削工裝的探討

      由於常用（yòng）的跟刀架爪子容易磨損，加工時常出現抱死或（huò）沒有支撐住（zhù）等缺陷，車（chē）出的工（gōng）件有竹節、鼓形、棱形等現象。為解決這一問題自製如圖4所示的簡單三支承跟刀（dāo）架，在三個支柱（zhù）的爪部

圖3 開口鋼絲圈

圖4 三（sān）爪支撐跟刀（dāo）架

      都（dōu）裝有小型滾動軸承（chéng）（ 見圖5 ） ， 3個支柱間的夾角為120°。使用時先將（jiāng）工件的左端車一架（jià）位，將其固定在刀架上，隨（suí）刀一起移動（dòng）向下調整螺釘使（shǐ）其頭部頂住下端的中滑板（bǎn），起到支撐作用。在主（zhǔ）體上還需加工3個螺孔，支柱能（néng）夠徑（jìng）向移動，位置到位（wèi）後可用螺母進行軸向固（gù）定。切削時由於有3個小型滾動軸（zhóu）承可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一方（fāng）向偏離。

圖5 支柱

      減小工（gōng）件受熱變形伸長。在（zài）加工時，由於車削熱傳遞，工件溫度升高，繼而產生熱變（biàn）形，其伸長量為

      l ＝αLΔT

      式中，α 為材料線膨脹係數；L 為工件總長；ΔT為工（gōng）件升高（gāo）幅度。針（zhēn）對這一（yī）問（wèn）題，自製工裝輔助拉具能有效提高工藝係統的剛性以及補償工件的熱變形伸長。

      輔助拉具主要由鎖緊（jǐn）螺母、錐套、彈簧夾頭組成（chéng）（標（biāo）準工具無（wú）需另外加工）。使用時根（gēn）據零件的大小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（yǔ） 16mm彈簧夾頭相配合），把彈簧夾頭放入錐套內用鎖緊螺母鎖緊，在活動（dòng）頂尖的圓柱麵上加工螺孔M6，頂尖的圓柱麵和錐套的孔配合間隙控製（zhì）在0 . 0 1 ～0.02mm之間，再用M6螺釘與拉具聯接，調整好尾座位置並固定，再拉緊工件。

      3. 刀具與切削參（cān）數的選擇

      在（zài）反向車削細長軸時應充分加注切削液，刀具應經常保持鋒利，減（jiǎn）小車刀與工件的摩擦發熱（rè），減小熱伸長量。針對（duì）材料的特性選用75°YT15反向車刀粗車，主切削（xuē）前角γ 和棱前角均為25°並倒棱0.4～0.8mm，開R4mm斷屑槽不磨過渡刃（rèn）。車刀後角－8°，倒棱0.1～0.3mm，棱後角為－12°。這樣增加了車刀後隙麵支撐工（gōng）件（jiàn），防止工件材料內部組織不均產生（shēng）的啃刀現象，並消除低頻振動。

      另外，倒棱和棱後角不能太大，否則會（huì）影響正常切削並增強金屬表麵的冷作硬化。反向（xiàng）車時對車削用量有特殊的（de）要求，取較大的進給量，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（xù）為先取最大的進給量，其次選擇最大的背吃刀量，最後選擇最大的切削速度。反向精車刀需要選用W18Cr4V高速鋼材料，將其裝於彈性彈簧刀（dāo）杆上，以適應剛性不足的特點。刀頭上的切削刃比較寬，前角為25°，後角為8°，倒棱1～3mm，棱後角（jiǎo）為－4°，這樣可保證車刀（dāo）和工件有一定的（de）接觸（chù）麵積，切削刃頂住工件以防止因切削（xuē）力變化帶來的啃刀弊端。精車時進給量、背吃刀量（liàng）和切削速度均需合理控製和選擇。

      刀具的安裝小（xiǎo）竅門在於裝夾粗車刀時，其（qí）位置應（yīng）高於車床主軸中（zhōng）心線0.5mm，這（zhè）樣參加工作的前角就會增大，車（chē）刀前端磨損減小，便於切削。同時工作後角相應減小，易於防止切削振動，保（bǎo）持工件的固有剛性。裝夾精車刀時應低於主軸中心線0.2～0.5mm，這（zhè）樣可增大實際（jì）的工作後角（jiǎo），減小車刀後（hòu）刀麵的（de）磨損，提高加工（gōng）表麵質量，寬切削刃要求表（biǎo）麵粗糙度值小且平（píng）直。裝（zhuāng）夾刀具時需用百分表檢查切（qiē）削刃是否平行於進給方向，其差值不能超過0.01mm。

      4. 切削液的選擇

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

      5. 車削加工注（zhù）意事項

      （1）車削前需對毛坯進（jìn）行調質或正火（huǒ）以消除內應力，最好在（zài）車床（chuáng）上進行校直（zhí）。

      （2）粗車餘量一般為（wéi）2～3mm， 精車為0.02～0.08mm。

      （3）要充（chōng）分澆注切削液（yè）。

      （4）加工完成後應（yīng）垂直吊掛。

      6. 結語

      通過對細長軸零件車削工藝分析，發現改進裝夾方式（shì），采用合理的刀具和切（qiē）削（xuē）參（cān）數，合理選擇切削液，能（néng）夠保證細長軸所有尺寸精度及形位公差要求（qiú），滿足（zú）工（gōng）藝要求和設計需（xū）求，並提高（gāo）了生產效率。