浅谈细长轴类工件的车削

在车削加工中，细长轴类工件是比较难加工的种类之一。由于细长轴工件的长度L与直径d之比大于或等于25（L/d≥25）,工件细长、刚性差，车削时由于切削、重力、切削热等的影响，切削时很容易使工件产生弯曲度、锥度、竹节形、棱形和振动等问题，所以,很难保证加工精度，容易使轴件报废，甚至无法加工。

针对细长轴类工件车削中可能出现的问题，为了保证工件的尺寸精度、形位精度和表面粗糙度，符合图样技术要求，笔者从实践中体会到，需着重从以下几个方面采取措施，克服和解决车削中遇到的问题。

一、加工前首先对机床进行调整

调整好车床床鞍、中小滑板相应的间隙，调整尾座中心，使之与车床主轴中心同轴。

二、对工件坯料要先进行校直和热处理

这样消除内应力，校直后的工件毛坯直线度误差应小于1mm。

三、选择好的辅助工具和冷却液

1.选择三爪跟刀架

车削中用三爪跟刀架支撑工件，工件支撑在三个支撑爪和刀尖之中，形成了对细长轴的四面压力，使工件上下左右均不能移动，这样可以采用高速切削，保证车削时稳定性好，不易产生振动。

2.尾座顶尖选用弹性回转顶尖支承

由于切削中产生切削热，会出现热膨胀而导致工件长度增加，使用弹性回转顶尖可以消除工件由于热伸长所造成的强迫弯曲。

3.选择好切削液

车削中要加注充分的切削液，可以有效减少工件所吸收的热量，减小工件因热度变形伸长，同时还可以降低刀尖切削温度，延长刀具寿命。切削液可选择植物油、机油、柴油按4:3:3比例组成的混合油。

四、工件装夹和车削方法

1.工件装夹

采用一夹一顶的方式，卡盘夹持的部分可选用Φ4mm钢丝垫在卡盘凹糟中。这种点接触装夹方法可以使工件在卡盘内自由调节位置，避免夹紧时形成弯曲力矩，防止预加应力而使工件产生变形。

2.车削方法

车削方法采用由左至右反向车削法，这种方法可以使切削中产生的纵向切削力减小，使被加工表面精度与质量达到图样技术要求。

五、合理选择车刀的几何角度和车削时的切削用量

车刀的几何形状对减小作用在工件上的切削力，减小工件弯曲变形和振动，减小切削热的产生均有较大的影响。选择车刀与车刀的几何角度主要考虑以下几点：

1.粗车刀

选用硬性、耐磨性好的刀片材料，如YT15、YT30、YW1等，刀刃须仔细刃磨，表面粗糙度值Ra要小，并保持锋利。

2.精车刀

精车时采用高速钢宽刃精车刀和带弹性的可调弹簧刀杆，精车时能形成较薄的切屑，刀刃锋利，切削轻快，能获得较小的表面粗糙度值。

3.粗车刀的几何角度

（1）为了减小径向切削分力，减小细长轴弯曲变形，主偏角采用80°～93°。

（2）为了降低切削力，减少削热，选择大前角α=15°～30°。

（3）车刀前面应磨出R1.5mm～R3mm的断屑槽，以利于切屑卷曲后折断。

（4）采用正刃倾角λs=3°～10°，以使切屑流向待加工表面。

（5）刀尖圆弧半径αε应小于0.3mm，切削刃的倒棱宽度要选得较小，约为进给量的一半（0.5 f），以减小切削时的振动。

（6）车刀主后角α=8°，倒棱0.1～0.3mm,棱后角为-12°，这样就增加了车刀后隙面支持在工件上的接触面积,可以防止由于工件材料内部组织不均匀而产生的啃刀现象。

4.精车刀的几何角度

采用前角r=25°～35°，后角α=8°～10°，倒棱1～3mm，棱后角为0°～-4°，采用宽刀刃，刀刃宽为30～40mm，刃磨时可于工具磨床进行刃磨，以保证刀刃光洁且平直。安装车刀时用百分表检测刃口，保证刃口平行于进给方向，而后调整弹簧杆，使刀刃向已加工表面方向倾斜一个大小为1°30′～2°的角度，以防止刀刃出现啃刀现象而楔入工件。

5.切削用量的选择

反向车削粗车时采取较大的进给量f，以增加工件轴向拉应力，防止工件产生振动。切削用量选择次序为：先取最大的进给量，其次取最大的背吃刀量αp，最后取最大的切削速度vc。

六、正确使用跟刀架

第一，跟刀架支撑爪的材质要选取耐磨性较好的耐磨铸铁。

第二，支撑爪接触面要先进行修正与研磨，使支撑爪弧面与已加工表面全部接触，至少保证90%以上。

第三，注意跟刀架支撑爪的调整，使之与工件接触适当，避免接触过紧或过松现象。

第四，车削过程中要随时对跟刀架各支撑爪与工件的接触情况进行跟踪、监视和检查，发现情况要及时防治和修正，并且加注充分的冷却液，使冷却液起到和冷却作用。

七、其他注意事项

一是在车刀安装时，可使车刀刀尖略高于工件轴线，以增加切削的平稳性，避免产生“扎刀”现象。二是在工件装夹和车削时，尾座顶尖与中心孔不要顶得过紧，防止切削时产生弯曲。三是车刀磨损后，要及时刃磨刀刃，保持刀刃锋利。四是消除内应力，校正中心孔。

（作者单位：江西赣州技师学院）