1 細長軸簡要概述

      工件的（de）長度與直徑之比大於25（即L/D>25）的軸類零件統稱為細長軸。因為細長軸剛性差、車削加工時因受（shòu）切削力（lì）、切削熱和振動等的作用與影響，非常容易產生變形，導致直線度、圓柱度等加工誤差出現，其在技術要求上（shàng）很難達（dá）到圖樣上的形位精度和表麵質量（liàng），導致（zhì）切削加工非常的困難。L/D 值越大，會使車削加工越困難。在多重力度（切削力、重力、頂尖頂緊力）的作用下，對橫（héng）置的細長軸（zhóu）的影響是非（fēi）常大的，很容易使其彎曲或是出現不夠平穩的狀況。如何（hé）做好控製工藝（yì）係統的受力及受熱變形成為專業（yè）人士非常關注的問題之一，也成為提高細長軸的加精度的關鍵之處。因（yīn）此，我（wǒ）們有（yǒu）必要采取有效的能提（tí）高細長軸（zhóu）的加工精度的方法和必要的措施提高細長軸的剛（gāng）性，隻有這樣才（cái）可以得到（dào）良好的幾何精度和理想的表麵粗（cū）糙度（dù），對細長軸的加工工藝（yì）予以提高。

      2 細長軸加工難度大的主要原因

      車細長軸的難度較大，也成為機械加工中（zhōng）的一個難題，在加工過程中受機器（qì）設備、人員（yuán）以及刀具的影響較大，多方麵因（yīn）素的影響會使細長（zhǎng）軸加工精度出現（xiàn）浮動。所以，在加工細長軸時（shí），應及時找出（chū）影響（xiǎng）其工藝出現缺陷的各種因素，並采（cǎi）取適當的措施予以解決。

      由於細長軸（zhóu）剛性（xìng）差，在加工過（guò）程中受外力影響較大，例如切削力、夾緊力、重力和慣性力等都會對其（qí）造成影響，出現變形的狀況，從而使刀具和零件之間（jiān）的位置產生偏差，降低了零件加工的精度。細長軸的長度對走刀的時間會（huì）造成一定的影響，同時也會加重刀具的磨損程度，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（sàn）的性能不高，導致其在切削熱的作用下產生較大的線膨脹。如果軸的兩端為（wéi）固定支承，就會呈現出由於工件的伸長而造（zào）成頂彎的狀況，因此會導致工件的形狀（zhuàng）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（de）原因

      3.1 切削力的原因

      3.2 切削熱的原因

      車削熱的產生對工件的影響是：它在車削（xuē）的（de）加工過（guò）程中，由於（yú）車削產生的車削熱（rè）會對影響工件的加工（gōng）效果，因（yīn）而會導致其熱（rè）伸長（zhǎng）。在（zài）車削的過程中，一些輔助工具（jù）的位（wèi）置是（shì）固定不變的（de），例如，卡盤的位（wèi）置（zhì）是固定的，而尾架頂尖也是被固定住的，由於這兩者（zhě）的（de）位置是固定不變的，它們之間的距（jù）離也成為固定（dìng）的距離。而細長軸在加工過程中，由於（yú）受熱（rè）導致軸向伸長量的（de）變動，會使其出現漸（jiàn）漸（jiàn）伸長的狀況，這（zhè）樣的話很（hěn）容易導致細長軸受到軸向擠壓（yā），出現彎曲變形的（de）狀況。根據以上的分析，可以（yǐ）得出（chū）這樣的結論，我（wǒ）們可（kě）以把提高細長軸加工精度的問題等同於控製工藝係統的受力（lì）及受熱變形的（de）問題。

      4 提高細（xì）長軸加工精度的幾點方法

      隨著機械製造和科學（xué）技（jì）術（shù）的發（fā）展，人們對細長軸的要求不僅僅停留在以往（wǎng）的水平（píng）上，而加工（gōng）難度（dù）也在不（bú）斷增加，因此，若想保證細長軸的加工精度有必（bì）要采取一定的措施，減少變形彎曲的狀況（kuàng）發（fā）生，將圓度和圓柱度形狀的誤（wù）差降到最低。以下（xià）提出幾點提（tí）高細長（zhǎng）軸加工精度的預防措施（shī）。

      4.1 細長軸裝夾方式

      一般軸類在機床裝夾中普遍采用的裝夾方式有兩種：一種是兩頂尖（jiān）的裝夾（jiá）方式，另一種則（zé）是一夾一頂的（de）裝夾方式。而對於細長軸的加工則不宜采用（yòng）兩頂尖裝夾方式，細長軸的本身是（shì）具有一定的重力的，若使用兩頂（dǐng）尖裝夾，就（jiù）會出現由於來自自（zì）身力的影響產生（shēng）彎曲的狀況，出現中心孔與（yǔ）頂尖的接觸受到影響的情況，這種操作（zuò）會導致在切削力的（de）作用下（xià）將細長軸頂出（chū），造（zào）成細長軸脫落。由此可見，在實際車削（xuē）加工中最理想的選（xuǎn）擇還是選用一夾一頂裝夾細長軸的方式。

      4.2 輔助支撐的選擇

      采用一夾一頂（dǐng）的方式是一種比（bǐ）較好的選擇，它使細長軸的熱變伸長量不會受到控製，但由於切削力的作用會使細長軸發生徑向彎曲，而可以（yǐ）選用（yòng）一些輔助（zhù）工具減小切削力對細長軸造成的變形的（de）狀況，這樣可以利用中心架或跟刀架加以支撐，通過這（zhè）種方式來提高工件係統的剛性。

      4.3 選擇合理（lǐ）的（de）刀具角度

      在（zài）車削過（guò）程（chéng）中，為保證最佳（jiā）的精度，減少細長軸彎曲變形，我們（men）要將切削力（lì）控製在一定（dìng）的範圍之（zhī）內，也就是說，車削力控製的越小離精確度越近。而對切削力影響比較大的因素有前角（jiǎo）、主偏角和（hé）刃傾角。細長軸車刀要保證以下（xià）幾點要求（qiú）：將切削力和徑向分力一定要控製在一定範圍內，要保證刀刃（rèn）鋒利（lì）的同時也要考慮刀具的壽（shòu）命。以下對前角、主偏角以（yǐ）及刃傾（qīng）角對（duì）車削過程中細（xì）長軸的影（yǐng）響進行多角度的分析。

      ①前角（γ0）。對於前（qián）角的大小（xiǎo）涉及影響的因素也是很多的（de），例如對切（qiē）削力（lì）、切削溫度和（hé）切（qiē）削功（gōng）率（lǜ）的（de）影響是比較直接的，調整前角（jiǎo）的（de）大小，增大前角對切削力的降低有一定的作用，所以在細長軸車削的過程（chéng）中，在車刀的強度能保證的情況下，盡可能的增大（dà）刀具的前（qián）角，前角一般取γ0=150。

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

      ③刃傾角（λs）。傾角的影響比較大，關係著車削過程中切（qiē）屑（xiè）的流向、刀尖的強度及三個切削分力的比例關係。伴隨著刃傾角的增（zēng）大，徑向切（qiē）削力（lì）就會明顯減小，但是（shì）軸向切削力和切向切削力（lì）較（jiào）之前有所增大。

      4.4 改善切（qiē）削受力的措施

      切削加工過程中，相對剛度較（jiào）高的軸類工件而言，軸向切（qiē）削力對它們起（qǐ）不到任何作用的。而對於細長軸來說，在它的加工過程中，影（yǐng）響它的因（yīn）素有很多種，而軸向力則是（shì）其中的一種，軸（zhóu）向力（lì）可將剛性差的細長軸（zhóu）頂彎。

      因此，我們（men）一（yī）般會（huì）選用反向切削法對細長（zhǎng）軸加工進行車削。反向車削法是使刀具沿車床導軌，由卡盤向尾座方向進給。使用這種切削方式的好處很多，一（yī）方麵解決（jué）了細長軸被軸向切削力頂（dǐng）彎的問題，另一方麵也減小（xiǎo）了由於（yú）徑向切削力作用而引起的切削變形問題。

      4.5 補償熱一次形伸長量的措施

      ①準確把握切削用量。選擇準確（què）的切削用量將會直接影響到切削力的大小，同時也（yě）會對（duì）引起的切削熱的多少有著重要的影（yǐng）響，也就是說對車削細長軸所造（zào）成（chéng）的變形程度也是不同的。

      ②用彈性活動頂（dǐng）尖補償。由（yóu）於受切（qiē）削（xuē）熱作用使細長軸產生伸長，通過彈性活動頂尖內（nèi）的碟形（xíng）彈簧受到壓縮，而頂尖遇到彈簧自然而然會退後，從而避免（miǎn）了細長（zhǎng）軸出現彎（wān）曲的狀況，使車削加工順利進行。

      ③充分（fèn）澆注切削液。車削細長軸時，由（yóu）於切削產生的熱（rè）量較大，有必要在支撐爪與工件摩擦部位加入適量的冷卻油或者切削（xuē）液，避免溫度過高對工件（jiàn）的精度造成影響。在切削區也應大麵積的澆注切削（xuē）液，這樣（yàng）可以防止過高的熱（rè）量傳導至工件，有效地抑製熱變形（xíng）伸長（zhǎng）量。

      5 結語

      在對細長軸加工過程中，由於車細長軸的難度大，而且影響其精度的因素又（yòu）比較多。我們有必要采（cǎi）用有效的措施和合理的操作方法排除影（yǐng）響細長軸精度的因素，有效的提高其加工精度。在加工過（guò）程中，操作人員一定隨時觀察操作過程中出現的（de）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（zhù）意力，不斷完善細長軸的加工工藝（yì）水平。