1 細長軸簡要概述

      工件的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（zhóu）剛性差（chà）、車削加工時因受切削力（lì）、切削熱（rè）和振動等（děng）的（de）作用與影響，非常容易產生變形，導致直線（xiàn）度、圓柱度等加工誤差出（chū）現，其在技術要求上很難達到圖樣上（shàng）的形位精度和表麵質量，導致切削加工（gōng）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（qiē）削力、重力、頂（dǐng）尖頂緊力）的作用下，對（duì）橫置的細長軸的（de）影（yǐng）響是非常大（dà）的，很容易使其（qí）彎曲或是出現不夠平（píng）穩的狀況（kuàng）。如何（hé）做好（hǎo）控製工藝係統的受力及受熱（rè）變形成為專業人士非常關注的問題之一（yī），也成為提高細長軸的加精度的關鍵之處。因此，我們有必要采取有效（xiào）的能提高細長軸的加工精度（dù）的方法和必（bì）要的措施（shī）提高細長軸的剛性，隻有這樣才可以得到良好的幾何精度和理想的表麵粗（cū）糙（cāo）度（dù），對細長軸的加工工藝予以提高（gāo）。

      2 細長軸加工難度（dù）大（dà）的主要原（yuán）因

      車細長軸的（de）難度較大，也成為（wéi）機（jī）械加工中的（de）一個難題，在加工過程中受機（jī）器設備、人（rén）員以及刀（dāo）具（jù）的影響較大，多方麵因素的影響會使細長軸加工精度出現浮動。所以，在加工細長軸時，應及時找出影響（xiǎng）其工藝出現缺陷的各種因素，並采取適當的措施（shī）予（yǔ）以解決。

      由於細長軸剛性差，在加工過（guò）程中（zhōng）受外力影響較大，例如切（qiē）削力、夾緊力、重力和慣性力等都會對其造成影響，出現變形的狀況，從而使刀具和（hé）零件之間的位置產生偏差，降低了零件加工的精度。細長軸的長度對走刀的時間會造成一定的（de）影（yǐng）響，同時也會加重刀具的磨損程度，會（huì）降低（dī）零件（jiàn）的幾何形狀製做的準確度。由於細長軸的熱擴散的（de）性能不高，導致其在切（qiē）削熱的作用（yòng）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（yóu）於工件（jiàn）的（de）伸長而造成頂彎（wān）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 切削力的原因

      3.2 切削熱的原因

      車削熱的產生對（duì）工件的影響是：它（tā）在車削的加工過（guò）程中，由於車削產生的車削熱會（huì）對影響工件的加工（gōng）效果，因而會（huì）導致其熱伸長。在車削的過程中，一些輔（fǔ）助（zhù）工具的位（wèi）置（zhì）是固定不變的（de），例（lì）如，卡盤的位置是固定的，而尾（wěi）架頂尖也（yě）是被固定住的，由於（yú）這兩者的位置是固定不變的，它們之間的距離也成為固定的距離。而細長軸在加工（gōng）過程中，由於受熱導致軸向伸長量的變（biàn）動，會使其出現漸漸伸長的狀況，這（zhè）樣的話很容易（yì）導致細長軸受到軸向擠壓，出現彎曲變形的狀（zhuàng）況。根據以上的分析，可以得出這樣的結論，我（wǒ）們可以把（bǎ）提高（gāo）細長軸加工（gōng）精度的問題等同於控製工藝係統的（de）受（shòu）力及受熱變形的問題。

      4 提高細長軸（zhóu）加工精度的（de）幾點方法

      隨著機械製造和科學技術的發展，人們對（duì）細長軸的要（yào）求不僅僅停留（liú）在以往的水平上，而加工難度也在不斷增加，因此，若想（xiǎng）保證細（xì）長軸的加工精度有必要采取（qǔ）一定的措施，減少（shǎo）變形彎曲的狀況發生，將圓度和圓柱度形狀的誤差降到最低。以下提出幾點（diǎn）提高細長軸（zhóu）加工精度的（de）預防措施。

      4.1 細長軸裝夾方式

      一般軸類在機床裝夾中普遍（biàn）采（cǎi）用的裝夾方（fāng）式有兩（liǎng）種：一種（zhǒng）是兩頂尖的裝夾方（fāng）式，另一種（zhǒng）則是一夾一頂的裝夾方式。而對於細長軸的加工則不宜（yí）采用兩頂尖裝夾（jiá）方（fāng）式，細長軸的本身是具有一定（dìng）的重力的，若使用兩頂尖裝夾，就會出現由於來自自身力的影響產生彎曲的（de）狀況（kuàng），出現中心（xīn）孔與頂尖的接觸（chù）受到影響的情況，這種操作會導致在切（qiē）削力的（de）作用下將細長軸頂出，造成細長軸脫落。由此可見，在實際車削加（jiā）工中最（zuì）理想的選擇還是（shì）選用一夾一頂裝（zhuāng）夾細長軸的方式。

      4.2 輔助支（zhī）撐的選擇

      采用一夾一頂的方式是一種比較好的（de）選擇，它使細長軸的熱（rè）變伸長量（liàng）不會受到控製，但由於切（qiē）削力的作用（yòng）會使細長軸發生徑向彎曲，而可以選（xuǎn）用一些輔助工具減小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（zé）合理（lǐ）的刀具角度

      在車削過（guò）程中，為保證最佳的精度，減少細長軸（zhóu）彎曲變（biàn）形，我們要將切削力控製在（zài）一定的範圍之內，也就是說，車削力控製的越小離精確度越近。而對切削力影（yǐng）響比較大的因（yīn）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（yào）求：將切削力（lì）和徑向分力一定要控製（zhì）在一定範圍內，要保證刀刃鋒利的同時也要考慮刀具的壽命。以下對（duì）前角、主偏角以（yǐ）及刃傾角對車削過（guò）程中細長軸的影響進行多角度的分析。

      ①前角（γ0）。對於前角的大小（xiǎo）涉及影（yǐng）響的因素也是很多的，例如對切削力、切削溫度和切削功率的（de）影響（xiǎng）是比較直接的，調整前（qián）角的大小，增大前角（jiǎo）對切削力的降低有一定的（de）作（zuò）用，所以（yǐ）在細（xì）長（zhǎng）軸車削的過程中，在車刀的強（qiáng）度能（néng）保（bǎo）證的情況下，盡可能（néng）的增大刀具的（de）前角，前角一般取γ0=150。

      ②主偏角（kr）。我們不能低估車刀主偏（piān）角kr 對徑向力的影（yǐng）響，主偏角的大小對三個切削分力的（de）大小有（yǒu）著直接的影響。與（yǔ）前角對切削力的影響類（lèi）似，主偏角的增大對切削力的（de）減小也起到一（yī）定的作（zuò）用。

      ③刃傾角（λs）。傾角的影響比較大，關係著車（chē）削過程中（zhōng）切屑（xiè）的流向、刀尖（jiān）的強度及三（sān）個切削分力的比例關係。伴隨著刃傾（qīng）角的增大，徑（jìng）向切削力就會明顯減小，但是軸向切削力和切向切削（xuē）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（zhōng），相對剛度較高的軸類工件而（ér）言，軸向切削力對它們起不到任何作用的。而對於細長軸來說，在它的加工過程中，影響它的因素有很多種（zhǒng），而軸向力則（zé）是其中的（de）一種（zhǒng），軸向（xiàng）力可將剛性差的細長軸頂彎。

      因此，我們一般會選用（yòng）反向（xiàng）切削法對細長軸加工進（jìn）行車削。反向車（chē）削法是使刀具沿（yán）車床導軌，由卡盤向尾座方向進給。使用（yòng）這種切削方（fāng）式的好處很多，一方麵（miàn）解（jiě）決了細長軸被軸向切削力頂彎（wān）的問題，另一方麵也減小了由於徑向切（qiē）削力作用而引起的切削變形問題。

      4.5 補償熱一（yī）次形伸（shēn）長量的措施

      ①準確把握切削用量。選擇準（zhǔn）確的切削用量將會直接影響到切削力的大（dà）小，同時也會對引（yǐn）起的切削熱的多少有著（zhe）重要的影響，也就是說對車削細長軸所造成的變形程度也是（shì）不同的。

      ②用彈性活動（dòng）頂尖（jiān）補（bǔ）償。由於受切削熱（rè）作用使細長軸產（chǎn）生伸長，通（tōng）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（miǎn）了細長軸出現彎曲的狀況（kuàng），使車削（xuē）加工順利進行（háng）。

      ③充分澆注切削液。車削細（xì）長軸時，由於切削產生的熱量較大，有必要在支撐爪與工件摩擦部（bù）位加入適量的冷卻油或（huò）者切削液，避免溫度過高對工件的精度造成影響。在切削區也應大麵積的澆注切削液，這樣可以防止過高的熱量傳導至工件，有（yǒu）效地抑製熱變（biàn）形伸長量。

      5 結語

      在對細長軸加工過程中，由於車細長軸的（de）難度大，而且影響其精度的因素（sù）又比較多。我們有必要采用有效的措施和合理的操作方法排（pái）除影響細長軸精度的因素，有效（xiào）的提高其加工精度。在加工過程中，操作人員一定隨時觀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（fā）現（xiàn）設備運行中產生的問題（tí），提高注意力，不斷完善細長軸的加工工藝水平。