長度與直徑之（zhī）比大於25的軸類零件為細長軸，屬於柔性（xìng）軸。由於其（qí）剛性差，加工時很容易彎曲變形，出現錐度、竹節、鼓形、棱形等缺陷，並且細（xì）長（zhǎng）軸對於切削力、振動和切削液（yè）等十分敏感，這樣就給切削加（jiā）工帶來諸如效率低下和難（nán）以加工出所需精度和表麵粗糙度（dù）等一係列問題。

      如圖1所示為我（wǒ）廠生產的某（mǒu）型天線圓杆（gǎn），屬於典型細長軸零件（jiàn），該零件（jiàn）直徑30－0.15－0.24mm，全長（zhǎng）1 510mm，毛坯由管料和圓鋼經（jīng）粗加工後焊接而成。經調質處（chù）理後，長徑比為50.3，直線度要求為0.02mm（100mm內），圓度0.009mm，在車削時隻有對零件的裝夾、工裝（zhuāng）模具、刀具及切削參數和（hé）切削液進（jìn）行（háng）合（hé）理的改進與選擇，進行全麵的工藝分析才能保（bǎo）證其精度要求。

圖1 圓杆

      1. 裝夾工藝改（gǎi）進

      通過對典型零件的工藝分析，需要在加工過程中采用如圖（tú）2所示的方法進行加工。

      該典型零件在裝夾時需充分考慮在車削過程中如何控製好外（wài）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（pán）與主軸中心（xīn）線平行，如用卡盤直接夾圓杆前端往往會（huì）產生扭動的情況。如果裝夾處有些（xiē）彎曲，夾緊後會把（bǎ）彎的夾直，產生（shēng）外應力，在近卡爪的一端仍會回複原來（lái）的彎曲形狀；為克服這樣（yàng）的弊（bì）端，在卡爪處放上一個開口的鋼

圖2 零件裝夾示意

      1.自定心（xīn）卡盤 2.開（kāi）口（kǒu）鋼絲圈 3.跟刀架 4.圓杆 5.鎖緊螺母 6.錐套

      7.固定螺釘（dìng） 8.回轉頂尖 9.車床尾座 10.彈簧夾頭

絲圈（3mm），如圖（tú）3所示，使卡爪與細長軸之間成為線接觸，使工件在彎曲狀態下能自由（yóu）的調節裝夾（jiá）位置，從而防（fáng）止或減少了工件由於裝夾不當（dāng）帶（dài）來的外應力。

      2. 車（chē）削（xuē）工裝的探討

      由於常用的跟刀架爪子（zǐ）容易磨損，加工時常出現抱死或沒有（yǒu）支撐住等缺陷，車出的（de）工件有竹節、鼓形、棱形等現象。為解決這一問題自製如圖4所示的簡（jiǎn）單三支承跟刀架，在三個支柱（zhù）的爪部

圖3 開口鋼絲圈

圖4 三爪支撐跟刀架

      都裝有小型滾動軸承（ 見圖5 ） ， 3個支柱間的夾角為120°。使用時先將工件（jiàn）的左端（duān）車一架位，將其固定在刀架上，隨（suí）刀一起移動向下調整螺釘使其頭部頂住下（xià）端（duān）的（de）中滑（huá）板，起到支撐作用。在主體上還（hái）需加工3個螺孔，支柱能夠徑向移動，位置到位後可用（yòng）螺母進行軸向固定。切削時由於有3個小（xiǎo）型滾動軸承可（kě）以起到支撐作用將工件定位，這樣（yàng）可以避免加工切削（xuē）時工件產生向同一方向偏離（lí）。

圖5 支柱

      減小工（gōng）件受熱變形伸長。在加工時，由於車削（xuē）熱傳遞，工件溫度升高，繼而產生熱變形，其（qí）伸長量（liàng）為

      l ＝αLΔT

      式中，α 為材料（liào）線膨脹係（xì）數；L 為工件總長；ΔT為工件升高幅度（dù）。針對這一問題（tí），自製工裝輔助拉具能有效提高工藝係統的剛性（xìng）以及補償工件（jiàn）的熱變形伸長。

      輔助拉具主要由鎖緊螺母、錐套、彈簧夾頭組成（標準工具無需另外加工）。使用時根據零件的大小選擇合（hé）適的彈簧夾（jiá）頭（如圓杆尾端為M16，先在車床上將其外徑加（jiā）工為（wéi） 16－0－0.01mm與 16mm彈簧夾頭相配合），把彈簧夾頭放入錐（zhuī）套內用鎖緊螺母鎖緊，在活動頂尖的（de）圓（yuán）柱麵上加工螺孔（kǒng）M6，頂尖的圓柱麵和錐（zhuī）套（tào）的孔配（pèi）合間隙控製（zhì）在0 . 0 1 ～0.02mm之間，再（zài）用M6螺釘與拉（lā）具聯接，調整好尾座位置並固（gù）定，再拉緊工件。

      3. 刀具與切削參（cān）數的選擇

      在反向車削細長軸時（shí）應充分加注切削液，刀（dāo）具應經常保（bǎo）持（chí）鋒利，減小車刀（dāo）與工件的摩擦發熱，減小熱伸長量。針對材料的特性選用75°YT15反向車刀（dāo）粗車，主切削前角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。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件（jiàn），防（fáng）止工件材料內部組織不均（jun1）產生的啃刀現象，並消除（chú）低頻振動。

      另外，倒棱和棱後角（jiǎo）不能（néng）太大，否（fǒu）則會影響正常（cháng）切削並增強金（jīn）屬（shǔ）表麵的冷作硬化。反向車時對車削用（yòng）量有特殊的要求，取較（jiào）大的進給（gěi）量，以增加工件的軸向拉應力，防止工件大幅振動。通常選擇次序為先取最大的（de）進給量（liàng），其次選擇最大的背吃刀量，最後選擇最大的切削速度。反向（xiàng）精（jīng）車刀需要選用W18Cr4V高速鋼材料，將其裝於彈（dàn）性彈簧刀杆上，以適應剛性不足的（de）特點。刀頭上的切削刃比較寬，前角（jiǎo）為25°，後角為8°，倒棱1～3mm，棱（léng）後角為－4°，這樣可保證車刀和工件有一定的接觸麵積，切削刃頂住工件以防止因切削力變（biàn）化帶（dài）來的啃刀弊端。精車時進給量（liàng）、背吃刀量和切削速度均需（xū）合理控製和選擇。

      刀具的安裝小竅門在於裝夾粗車（chē）刀時，其位置應高於車床主軸（zhóu）中心線0.5mm，這樣參加工作的前（qián）角就會增（zēng）大，車刀前端磨損減小，便於切削。同時工作（zuò）後角相應減小，易（yì）於防止切削振（zhèn）動，保持工件（jiàn）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（zēng）大實際的工（gōng）作後角，減（jiǎn）小車刀後刀麵的磨損，提（tí）高加工表麵質量，寬（kuān）切削刃要求表麵粗糙度（dù）值小且平直。裝夾刀具時需用百（bǎi）分表檢查切（qiē）削（xuē）刃是否平行於進給方（fāng）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（bì）須充分，其配方組成需選用豆油（植物油）、全損耗係（xì）統用油和柴油，按4∶3∶3製成（chéng）。

      5. 車削加（jiā）工注意事項

      （1）車削前需對毛坯進行（háng）調質（zhì）或正（zhèng）火以消除內應力，最好在車床上進行校直。

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

      （3）要充分澆注切削液。

      （4）加（jiā）工完成後應垂直吊（diào）掛。

      6. 結語

      通過對細長軸零件車削工藝分析，發（fā）現改進裝夾方（fāng）式，采用合理的刀具和切削參數，合理選擇切削（xuē）液，能夠保證細長軸所有尺寸精度（dù）及形位公差要求，滿足工（gōng）藝要求和（hé）設計需求，並提高了生產（chǎn）效率（lǜ）。