長度與直徑之比大於（yú）25的（de）軸類零件為細長軸，屬於柔性軸（zhóu）。由於其（qí）剛性差，加工時很容（róng）易彎曲變（biàn）形，出現錐度、竹節、鼓形、棱形等缺陷，並且細（xì）長軸對於切削力、振動和切削（xuē）液等十分敏感，這樣就給切削加工帶來諸如效率（lǜ）低下和難以加工出所需精度和（hé）表麵粗糙度等一係列問題。

      如圖1所示（shì）為我廠生產的（de）某型天線圓杆，屬（shǔ）於典型細長軸（zhóu）零件，該零件直徑30－0.15－0.24mm，全長1 510mm，毛坯（pī）由管料和圓鋼經粗加工後焊接而成。經調質處理後，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（yǒu）對零件的裝夾、工裝模具、刀具及切削參數和（hé）切削液進行合（hé）理的（de）改進與（yǔ）選擇，進行全麵的工藝分析才能保（bǎo）證其精度要求。

圖1 圓（yuán）杆

      1. 裝夾工（gōng）藝改進

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

      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應力、剛性不足、振動（dòng）及熱變伸長等（děng）問題。

由於車床的自定心卡盤（pán）與主軸中心線（xiàn）平行，如用卡盤直接（jiē）夾圓杆前端往往（wǎng）會產生扭動的情況。如果（guǒ）裝夾處有些彎曲，夾緊（jǐn）後會把彎的夾直，產生外應力，在近卡爪的一端（duān）仍會回複（fù）原來的彎曲形狀；為克服這（zhè）樣的弊端，在卡爪處放上一個開口的鋼

圖2 零件裝夾示意

      1.自定心卡盤 2.開口鋼絲（sī）圈 3.跟刀架 4.圓杆 5.鎖緊（jǐn）螺（luó）母（mǔ） 6.錐套

      7.固定螺釘 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的調節裝夾位置，從而防止或（huò）減少（shǎo）了工件由於裝夾不當帶來的外應力。

      2. 車削工（gōng）裝的探討

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

圖3 開口鋼絲圈

圖4 三（sān）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°。使用時先將工件的左端車一架位，將其固定在刀架上，隨刀一起移動向下調整螺釘使其頭部頂住下端的中（zhōng）滑板，起到支撐作（zuò）用。在主體（tǐ）上還需加工3個螺孔，支柱能夠徑向移動，位置到位後可用螺母進行軸向固定。切削時由於有3個小型滾動軸承可（kě）以起到支撐作用將工件定位，這樣可以避免加工切削時工件產生向（xiàng）同一方向偏（piān）離。

圖5 支柱

      減小工件受熱變形伸長。在加工（gōng）時，由於車（chē）削熱傳遞，工件（jiàn）溫度升高，繼而產生熱變形，其伸長量為

      l ＝αLΔT

      式中，α 為材料線膨脹係數；L 為工件總長；ΔT為工件升高幅度。針對這（zhè）一問題，自（zì）製工裝輔助拉具能有效提高工藝係（xì）統的剛性以及補償工件的熱變形伸長（zhǎng）。

      輔助（zhù）拉具（jù）主要由鎖緊（jǐn）螺母、錐套、彈簧夾頭組成（標準（zhǔn）工具無需（xū）另外加工）。使用時根據零件的大小選擇合適的彈（dàn）簧夾頭（如圓杆尾端為M16，先在車床上將其外徑加工為 16－0－0.01mm與 16mm彈簧夾頭相（xiàng）配合），把彈簧（huáng）夾頭放入錐套內用（yòng）鎖緊螺母鎖緊，在（zài）活動頂尖的圓柱麵上（shàng）加工螺孔M6，頂（dǐng）尖的圓柱麵和錐套的孔配合間隙控製在0 . 0 1 ～0.02mm之間（jiān），再用M6螺（luó）釘與拉具聯接，調整好尾座位置並固（gù）定，再拉緊工件。

      3. 刀具與切削參數的選擇

      在反向車削細長軸時應充（chōng）分加（jiā）注切削液，刀具應（yīng）經常保持鋒利，減小（xiǎo）車刀與工件（jiàn）的摩擦發熱，減小熱（rè）伸長量。針對材（cái）料（liào）的特性選用75°YT15反向車刀粗車，主切削前角γ 和棱前（qián）角均為25°並倒棱（léng）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（zhè）樣（yàng）增加了車刀後隙麵支撐（chēng）工件，防止工件材料內部組織不均產（chǎn）生的啃刀現象，並消除低頻振動。

      另外，倒棱和棱後角不能太大，否則會影響正常切削並（bìng）增強金屬表麵的冷作硬（yìng）化。反向車時對車削用量有特殊的要求，取較大的進給量，以增加工件的（de）軸向拉應力（lì），防止工（gōng）件大幅振動。通常選（xuǎn）擇次序為先取最大的進給量，其次選（xuǎn）擇最大的背吃刀（dāo）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（gāng）材料，將其（qí）裝於彈性（xìng）彈簧刀杆上，以適應剛（gāng）性不足的特點。刀頭上的切削刃比較寬，前角為25°，後角為（wéi）8°，倒棱1～3mm，棱後角為－4°，這樣可保證車刀和工件有一定的接觸麵積（jī），切削刃頂住工件以防止因切削力變化帶來的啃刀弊端。精車時進給（gěi）量（liàng）、背吃刀量和（hé）切削速度均需合理控製和（hé）選擇。

      刀具的安（ān）裝小竅門在於裝夾粗車刀時，其位置應高（gāo）於車床主軸中心（xīn）線（xiàn）0.5mm，這樣（yàng）參加工作的前角就會增大，車刀前端磨損減小（xiǎo），便於切削。同時工作後角相應減小，易於防（fáng）止切削振動，保持工件的固有剛性。裝夾（jiá）精車刀時應低（dī）於主軸中心線0.2～0.5mm，這樣可增大實際的工作後角，減小車刀後刀麵的磨損，提高加工表麵（miàn）質量，寬切削刃（rèn）要求表麵粗（cū）糙度值小且平直（zhí）。裝夾刀具時需用（yòng）百分表檢查（chá）切削刃是否平行於進給方向，其差值不能超（chāo）過0.01mm。

      4. 切削液的選擇（zé）

      加工（gōng）時切（qiē）削液用量必須充（chōng）分，其配方組成需選用豆油（植物油）、全損耗係統用油和柴油，按4∶3∶3製成。

      5. 車削加工注意事項

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

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

      （3）要充分澆注切削液（yè）。

      （4）加工完成後應（yīng）垂直吊掛。

      6. 結語

      通過對細長軸零件車削工藝分析，發現改進裝夾方式，采用合理（lǐ）的刀具和切削（xuē）參數，合理選擇切削液，能夠保證細長軸所有尺寸（cùn）精度及（jí）形位公差（chà）要求，滿足工藝要求和設計需求，並提（tí）高了生產效率。