1 細長軸簡要概述

      工件（jiàn）的長（zhǎng）度與直徑之比大於25（即L/D>25）的軸類零件統稱（chēng）為細長軸。因為細長（zhǎng）軸剛性差、車削加工時因受切削力、切削熱和振動等的作用與影（yǐng）響，非常容易產生變形，導致直線度、圓柱度等加工誤差出現，其在（zài）技術（shù）要求上很難達到圖樣上的形（xíng）位精度和表麵質量，導致（zhì）切削加工非常的（de）困難。L/D 值越大，會使車削加工越困難。在多重力度（切削力、重力（lì）、頂尖頂（dǐng）緊力（lì））的作用下，對橫置的細長軸的影響是非常大的（de），很（hěn）容易（yì）使其彎（wān）曲或（huò）是出現不夠平穩的狀況。如何做好控製工藝（yì）係統的受力及受熱變形成為專業人士非常關注的問題之（zhī）一，也成為提高細長軸的加精度的關鍵（jiàn）之處。因此，我們（men）有必要采（cǎi）取有效的能提高細長軸的加工精度的方法和必（bì）要的措施提高細長軸（zhóu）的剛性，隻有這樣才可（kě）以（yǐ）得到良好的幾何精度和理想的表（biǎo）麵粗糙度，對細長軸的加（jiā）工工藝予以提高。

      2 細長軸（zhóu）加工難度大的主要原因

      車細長（zhǎng）軸（zhóu）的難度較大，也成為機械加工中的一個難題（tí），在加工過程中受機器設備（bèi）、人員以及刀具的影（yǐng）響（xiǎng）較大，多方（fāng）麵因素的影響會使（shǐ）細長軸加工精度出（chū）現浮動（dòng）。所以，在（zài）加工細（xì）長（zhǎng）軸時，應及時找出影響其工藝（yì）出（chū）現缺陷的（de）各種因素，並采取適當的措（cuò）施予以解決。

      由於（yú）細長軸剛性差，在加工（gōng）過程中受（shòu）外（wài）力影響（xiǎng）較大，例如切削（xuē）力、夾緊力、重力和慣性力等都會對其（qí）造成影響，出現變（biàn）形（xíng）的狀況，從而使刀具和零件之間的位置（zhì）產生偏差，降低了零件加工的精度。細長軸的（de）長度對走刀的時間會造成（chéng）一定的影（yǐng）響，同時也會加（jiā）重刀具的磨損程度，會降低零件的幾何形狀製做的準確度。由於細長軸的熱擴散的性能不高，導致其（qí）在切削熱的作用下產生較大的線膨脹。如果軸的兩端為固定支承，就會呈現出由於工件的伸長而造成頂彎的狀況，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 車削引起細長軸彎曲變形的原因

      3.1 切削力的（de）原因

      3.2 切削熱的原（yuán）因

      車削熱的產生對（duì）工件（jiàn）的影響是：它在車削的加工過程中，由於車削產生的（de）車削熱會對影響工（gōng）件的加工效（xiào）果（guǒ），因而會（huì）導（dǎo）致（zhì）其熱伸長。在車削的過程中，一些輔助工具的位置（zhì）是固定（dìng）不變（biàn）的，例如，卡盤的位置是固定（dìng）的，而尾（wěi）架頂尖也是（shì）被固定（dìng）住的，由（yóu）於這兩（liǎng）者的位（wèi）置是固定不變的，它們之間的距離也成為固（gù）定的距離。而細長軸在加工（gōng）過程中，由於（yú）受熱導致軸向（xiàng）伸長（zhǎng）量的變動（dòng），會使其出現漸漸伸長的狀況，這樣的話很容易（yì）導致細長軸受到軸向擠（jǐ）壓，出現彎曲變（biàn）形的狀況。根據以上的分（fèn）析，可以得（dé）出這樣的結論，我們可以把提高細長軸加（jiā）工精度的問題（tí）等同於控製（zhì）工藝係統的受力及受熱變形（xíng）的（de）問題（tí）。

      4 提（tí）高細長（zhǎng）軸加工精（jīng）度的幾點方法

      隨著機（jī）械製造和科學技術的發展，人們對細長軸的（de）要（yào）求不僅（jǐn）僅停留（liú）在以往的水平上，而加工（gōng）難度也在不斷增加（jiā），因此，若（ruò）想保證細長軸的加（jiā）工精度有必要采取一定的措施，減少變形彎曲的狀況（kuàng）發生，將圓度和圓柱度形狀（zhuàng）的誤差降到最低。以下提出幾點提高細長軸加（jiā）工精度的預防措施。

      4.1 細長軸裝夾方式

      一般軸類在（zài）機床裝夾中普遍采（cǎi）用的裝夾方式有兩種（zhǒng）：一種是兩頂尖的裝夾方式，另一種則是一夾一頂的裝夾方式。而對於細長（zhǎng）軸的加（jiā）工則不（bú）宜采用兩頂尖裝夾方式，細長軸的本身是具有一定的重力的，若使用兩頂尖裝夾，就會（huì）出現（xiàn）由（yóu）於來自自身力的影響產生（shēng）彎曲的狀況，出（chū）現（xiàn）中心（xīn）孔與頂尖的接觸受到影響的情況，這（zhè）種操作會導致（zhì）在切削力的作用下將細（xì）長軸頂出，造成（chéng）細長（zhǎng）軸脫落（luò）。由此可見，在實際車削加工（gōng）中最理想的選擇還是選用（yòng）一夾一頂裝夾細長軸的方式。

      4.2 輔助支撐的選擇

      采用一夾一（yī）頂的方式（shì）是一種比較好的選擇，它使細長軸（zhóu）的熱變伸（shēn）長量不會受（shòu）到控（kòng）製，但由於切削力的作用會使細長軸發生徑向彎曲，而可以選用一些輔助工具減小（xiǎo）切削力對細長軸造成的變形的狀況，這樣可以利用中心架或跟刀架加以支撐，通過這種方式來提高工件係（xì）統的剛性。

      4.3 選擇合理的（de）刀具角度（dù）

      在車削過程中，為保證最佳的精度，減少細長軸彎曲變形，我們要將切削力控製在一定的範圍之內，也就是說，車削力控製的越小離精（jīng）確度越近。而對切削力影響比較大的（de）因素有前（qián）角、主偏角和刃傾角。細長軸車刀要保證以下幾點要求：將切削力（lì）和徑（jìng）向（xiàng）分力一定要控製在一定範圍內，要保證刀刃鋒利的同時也（yě）要考（kǎo）慮刀具的（de）壽命。以下對前角、主偏角以及刃傾角（jiǎo）對車削過程中細長軸的影響進（jìn）行多角度的分析。

      ①前角（γ0）。對於前角（jiǎo）的大小涉及影響的因素也是很多的，例如對切削力（lì）、切削溫度和切削（xuē）功率的影響是比較直接的，調整前角（jiǎo）的大小（xiǎo），增大前角對切削力的降低有一定的作（zuò）用，所以在細（xì）長軸車削的（de）過程中，在車刀的強度能（néng）保（bǎo）證的情況下，盡可能的增大刀具的前角，前角一（yī）般取γ0=150。

      ②主偏角（kr）。我們不能低（dī）估車刀主偏角kr 對徑（jìng）向力的影響，主偏角的大小對三個切削分力的大小有著直接的影響（xiǎng）。與前（qián）角對切削力的影響類似，主偏（piān）角的增大對切削力的減小也起到一定的作用。

      ③刃傾角（λs）。傾角的影響比較大（dà），關係著車（chē）削過（guò）程中切屑的流（liú）向、刀尖的強度及三（sān）個切削分力的（de）比例（lì）關係。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

      切削加工過程中，相對剛度較高（gāo）的軸類工件而言，軸向切削力對它們起不到任何作（zuò）用的。而對於細長軸來說，在它的加工過程中，影響它（tā）的因素有很多種，而（ér）軸（zhóu）向力則是其中的一種，軸向力可將剛性差的細長（zhǎng）軸頂彎。

      因此，我們（men）一般會選用反向切削法對細長軸加工進（jìn）行車削。反向車削法是使刀具沿車床導（dǎo）軌，由卡盤向尾座方向進給。使用這種切削方式的好處很多，一方麵解決（jué）了細長（zhǎng）軸被軸向切削力頂彎的問題，另一方麵也減小了由（yóu）於徑（jìng）向切削力作（zuò）用而引起的切削變形問題。

      4.5 補（bǔ）償熱一次形伸長量的措施

      ①準確把握切削用量。選擇準確的切削（xuē）用量將會（huì）直接影響到切削力的大小，同時（shí）也（yě）會對引起的切削熱（rè）的多少（shǎo）有著重要的影（yǐng）響，也就是說對車削細長軸（zhóu）所造成的變形程度也是不同的。

      ②用彈性活動頂尖補償。由於（yú）受切削（xuē）熱作用使細長軸產生伸長（zhǎng），通過彈性活動頂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彎曲的狀況，使車（chē）削加工（gōng）順利（lì）進（jìn）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（yào）在支撐爪與工件摩擦部位加入適量的冷卻油或者切削液，避（bì）免溫度過（guò）高對（duì）工件的精度造成影（yǐng）響。在切削區也應（yīng）大麵積的澆注切削液，這樣可以防止過高的熱量傳導至（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（zhóu）的難（nán）度大，而且影響其精（jīng）度的因素又比較多。我們（men）有必要采用有效的（de）措（cuò）施和（hé）合理的操作方法排除影響細長軸（zhóu）精（jīng）度的（de）因素，有效的提高其加工精度。在加工過程中，操作人（rén）員一定隨（suí）時（shí）觀（guān）察操作過程中出現的異常情況，要注意多觀察、多聽、以便隨時發現設備運行中產生的問題，提高注意力，不斷完善（shàn）細長軸的加（jiā）工工藝水平。