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细长轴车削方法 机械系 袁凤艳 摘要 本文对加工细长轴时的受力和变形进行了分析, 讨论了影响细长轴加工精度的因素,并从装夹方式、刀具角度、切削用量,以及新加工方法等方面阐述了提高细长轴加工精度的措施，得出切削细长轴减少其弯曲变形,保证轴的加工精度的基本方法 关键词 细长轴 锥形 车削方法 刀具选择 （一）前言 细长轴的直径和长度之比(L/D)一般都大于20，车削时机床—工件—刀具工艺系统的刚性较差，工件极易弯曲且产生振动，特别是加工锥形部分刚度更差。另外，由于细长轴热扩散性差，切削过程中切削热使工件产生的线膨胀，也会使工件容易产生腰鼓形、麻花形、竹节形等缺陷，不易获得满意的表面粗糙度及几何精度。因此车削细长轴，尤其上锥形细长轴时，关键是要提高工艺系统的刚度，这对刀具、机床、辅助工具和工艺方法均有较高要求。 （二）车削细长轴常见的工件缺陷 细长轴的定义：当工件长度跟直径直比大于20～25倍（L/d20～25）时，称为细长轴。 常见的工件缺陷产生原因及削除方法： 1.弯曲 　　1）坯料自重和本身弯曲。应经校直和热外省处理。 　　2）工件装夹不良，尾座顶尖与工件中心孔顶得过紧。 　　3）刀具几何参数和切削用量选择不当，造成切削力过大。可减小切削深度，增加进给次数。 　　4）切削时产生热变形。应采用冷却润滑液。 　　5）刀尖与支承块间距离过大。应不超过2mm为宜。 　 2.竹节形 　　1）在调整和修磨跟刀架支承块后，接刀不良，使第二次和第一次进给的径向尺寸不一致，引起工作全长上出现与支承块宽度一致的击期性直径变化。当削中出现轻度竹节形时，可调节上侧支承块的压紧力，也可调节中拖板手柄，改变切削浓度或减少车床大拖板和中拖板间的间隙。 　　2）跟刀架外侧支承块调整过紧，易在工件中段出现周期性直径变化，应调整压紧，使支承块与工件保持良好接触。 　　3.多边形 　　1）跟刀架支承块与工件表面接触不良，留有间隙，使工件中心偏离旋转中心。应合理选用跟刀架结构，正确修磨支承块弧面，使其与工件良好接触。 　　2）因装夹、发热等各种因素造成的工件偏摆，导致切削深度变化。可利用托架、并改善托架与工件的接触状态。 　　4.锥度 　　1）尾座顶尖与主轴中心线对床身导轨的不平行。 　　2）刀具磨损。可采用0°后角，磨出刀尖圆弧半径。 　 5.表面粗糙 　　1）车削时的振动。 　　2）跟刀架支承块材料选用不当，与工件接触和磨擦不良。 3）刀具几何参数选择不当。可磨出刀尖圆弧半径，当工件长度与直径比较大时亦可采用宽刃低速光车。 （三）常见细长轴的车削方法 使用中心架支承车细长轴 在车削细长轴时，可使用中心架来增加工件刚性。一般车削细长轴使用中心架的方法有： 1、中心架直接支承在工件中间 当工件可以分段车削时，中心架支承在工件中间，这样支承，L/d值减少了一半，细长轴车削时的刚性可增加好几倍。在工件装上中心架之前，必须在毛坯中部车出一段支承中心架支承爪的沟槽，表面粗糙度及圆柱度误差要小，否则会影响工件的精度。车削时，中心架的支承爪与工件接触处应经常加润滑油。为了使支承爪与工件保持良好的接触，也可以在中心架支承爪与工件之间加一层砂布或研磨剂，进行研磨抱合。 2、用过渡套筒支承车细长轴 ? 用上述方法车削支承承中心架的沟槽是比较困难的。为了解决这个问题，可加用过渡套筒的处表面接触，。过渡套筒的两端各装有四个螺钉，用这些螺钉夹住毛坯工件，并调整套筒外圆的轴线与主轴旋转轴线相重合，即可车削。 使用跟刀架支承车细长轴 跟刀架固定在床鞍上，一般有两个支承爪，跟刀架可以跟随车刀移动，抵消径向切削时可以增加工件的刚度，减少变形。从而提高细长轴的形状精度和减小表面粗糙度。 从跟刀架的设计原理来看，只需两只支承爪就可以了，因车刀给工件的切削抗力F`r，使工件贴住在跟刀架的两个支承爪上。但是实际使用时，工件本身有一个向下重力，以及工件不可避免的弯曲，因此，当车削时，工件往往因离心力瞬时离开支承爪、接触支承爪而产生振动。如果采用三只支承爪的跟刀架支承工件一面由车刀抵住，使工件上下、左右都不能移动，车削时稳定，不易产生振动。因此车细找轴时一个非常关键的问题是要应用三个爪跟刀架。 （四）锥形细长轴的车削方法举例 如图1所示，细长轴的材料为45钢。由于长径比大，表面精度要求较高，锥形部分的车削难度较大，采用常规的加工方法很难满足质量要求。 图1 通过分析，设计人员制定了合理的工艺方案，有效避免了在加工圆柱外圆时受切削力影响产生的弯曲变形，增强了在加工锥形部分时工件的刚度，减小了加工过程中的振动，提高了锥形细长轴的加工质量，取得了良好的加工效果。具体方法如下： 细长轴外圆的