如何车削细长轴
高精度细长轴的车削方法
技术推广高精度细长轴的车削方法侯学民(商丘工学院机械工程学院，河南商丘476000)摘要:本文阐述了车床的调整、夹具的调整、改进刀具角度、采用有效的加工方法等4个方面进行的技术调整，以期解决一些相关问题。
关键词:细长轴;车床;车刀;跟刀架车削高精度细长轴主要采用以下几方面的措施：1车床的调整1.1调整车床尾座中心线与车床床身导轨的平行度用一根接近工件长度的样棒，一端塞人车床主轴锥孔, 另一端用尾座顶尖支顶。
把百分表放在中拖板上，使触头与 样棒上面接触，用手均匀移动大拖板，观察百練表针的摆动情况，记录摆针的2个极限位值数值。
2个极限位值数值 之差，即百分表的读数差，也是车床尾座中心线与车床床身 导轨的平行度误差。
若出现雛，可用厚度与读数差相同的 薄铜皮窄条,垫入车床尾座与床身导轨面间进行调整。
1.2调整车床小、中、大拖板塞铁与拖板导轨面之间的间隙重点调整中拖板塞铁与拖板导轨面之间的间隙。
调整 方法:分别旋紧或旋松中拖板两端的调节螺钉，使塞铁与导 轨面之间的间隙适中(用0.04 mm的塞尺，塞入缝隙中，深 度约为20mm)。
用手转动中拖板手柄,感觉轻松自如，无 阻滞感。
但又不会出现“扎刀”现象即可。
这样既能精确控 制中拖板刻度，又使车削过程平稳，操作方便。
2 改用3只卡爪的跟刀架普通车床上的跟刀架一般使用的是2只卡爪，为了增加 工件的装夹刚性，防止车削加工中振动，用3只卡爪的顧架。
并増大支承爪的支撑面积(増大支承爪宽度，一般为工 件直径的1〜1.5倍，修整支承爪圆弧半径,与工件半径吻 合)。
如果将跟刀架改制成相互垂直分布的3只卡爪，另一 面由车刀抵住，这样工件外圆被夹持在刀具和3个支承爪之 间，上、下、左、右的移动均受到限制，只能绕轴线旋转。
这样 就有效地减少了切削振动，减少了工件变形。
为了增加支承 爪的耐磨性，也可选用HT200的灰铸铁做支承爪材料。
该 材料硬度低且耐磨,不易损伤已加工表面，从而提高了表面 质量。
细长轴的车削
细长轴的车削摘要：细长轴是指长度与直径之比大于25（L/d＞25）的轴类零件。
由于细长轴刚性差，故在车削过程中会出现工件受热伸长会产生弯曲变形，甚至会使工件卡死在顶尖间无法加工；工件受切削力作用产生弯曲，从而引起振动，影响工件的精度和表面粗糙度；由于工件自重、变形、振动，影响工件的圆柱度和表面粗糙度；工件高速旋转时，在离心力的作用下，加剧工件弯曲与振动。
因此，切削速度不能过高。
针对细长轴的加工特点，采取相应的措施就可以保证细长轴的加工质量要求。
关键词细长轴工艺分析装夹切削用量振动刀具角度冷却液前言：在车床上车削细长轴采用的传统装夹方式主要有两种：一种方式是细长轴的一端用卡盘夹紧，另一端用车床尾座顶尖支承(一夹一顶)；另一种方式是细长轴的两端均由顶尖支撑(双顶尖)。
为了增加工件的刚性，采用中心架或跟刀架辅助支承。
下面就结合生产实例（见图1—1）用跟刀架支承车削细长轴的方法，采取相应的措施保证其加工质量作一论述。
一、工艺分析1. 分析图样（1）工件总长800mm,外圆φ30 0 -0.033mm长755mm,工件两端有φ20 0 -0.033mm的外圆。
（2）外圆φ30 0 -0.033mm的圆度公差为0.02mm，对φ20 0 -0.033mm的外圆轴线的径向圆跳动0.03mm。
2. 准备工作（1）检查毛坯余量及弯曲情况，弯曲过大必须校直。
（2）检查跟刀架支承爪使用情况，如发现支承爪端面磨损严重或弧面太小应取下车正端面。
（3）刃磨好粗精车外圆车刀及准备必要的量具。
3. 工序设计（1）车端面及钻中心孔（端面车除毛坯痕即可）。
（2）调头车φ32mm×10mm（备装夹用，台阶使轴向无法位移）。
（3）一端夹住φ32mm×10mm，另一端顶上弹性活顶尖（如图1—2）。
装好跟刀架。
l—顶尖 2—压盖 3—锥柄体 4、6—滚针轴承 5、12—隔圈 7—弹簧 8—垫圈 9—调节螺钉 10—放松螺母ll—推力轴承图1—2 弹性活动顶尖（4）利用毛坯余量试切削，找正工件的锥度，要求在0.01mm以内。
细长轴的先进车削方法
细长轴的先进车削方法
细长轴的先进车削方法主要包括：
1. 伸长主轴法
伸长主轴法是采用长螺杆或长轴进行车削时采用的一种方法。
这种方法可以避免在加工长螺杆或长轴时因热变形而产生的误差。
这种方法的关键是保持螺杆或轴在加工过程中的稳定性，可以通过采用高强度材料、降低进给速度和采用加工中心来保持稳定。
2. 分段加工法
分段加工法是将长螺杆或长轴分成若干段进行加工的方法。
每个段的长度可以根据加工要求进行调整，可以采用不同的加工方式，避免热变形和振动。
在加工完成后再将各段连接起来成为完整的螺杆或轴。
3. 倒置加工法
倒置加工法是将长螺杆或长轴倒置后进行加工的方法。
通过倒置，可以避免螺杆或轴的热变形和振动，同时也能够减少加工时刀具的跨度。
这种方法需要采用专用的夹持装置和工艺，使螺杆或轴能够稳定地倒置，并且保持加工精度。
4. 加工中心法
加工中心法是采用加工中心进行车削的方法。
这种方法可以采用多轴控制和刀具切换等先进技术，可以在一台机床上完成多种复杂的加工工序。
在加工中心上进行车削可以极大地提高加工效率，同时也能够保证加工精度和表面质量。
细长轴磨削技巧
细长轴磨削技巧细长轴磨削技巧包括以下几点：1. 改进工件的装夹方法：粗加工时，由于切削余量大，工件受的切削力也大，一般采用卡顶法，尾座顶尖采用弹性顶尖，可以使工件在轴向自由伸长。
精车时，采用双顶尖法（此时尾座应采用弹性顶尖）有利于提高精度。
2. 采用跟刀架：跟刀架是车削细长轴极其重要的附件。
采用跟刀架能抵消加工时径向切削分力的影响，从而减少切削振动和工件变形，但必须注意仔细调整，使跟刀架的中心与机床顶尖中心保持一致。
3. 采用反向进给：车削细长轴时，常使车刀向尾座方向作进给运动（此时应安装卡拉工具），这样刀具施加于工件上的进给力方向朝向尾座，因而有使工件产生轴向伸长的趋势，而卡拉工具大大减少了由于工件伸长造成的弯曲变形。
4. 采用车削细长轴的车刀：车削细长轴的车刀一般前角和主偏角较大，以使切削轻快，减小径向振动和弯曲变形。
粗加工用车刀在前刀面上开有断屑槽，使断屑容易。
精车用刀常有一定的负刃倾角，使切削流向待加工面。
5. 使用中心架支承细长轴：中心架直接支承在工件中间，当工件可以分段车削时，在毛坯中部车处一段支承中心架的沟槽，其表面粗糙度值小，同轴度公差小，保持与车床旋转中心同轴。
6. 使用跟刀架支承细长轴：两爪跟刀架，跟刀架跟随车刀移动，车刀给工件的切削抗力，使工件贴在跟刀架的两个支承爪上，减少变形。
7. 优化磨削参数：针对不同的材料和工件尺寸选择合适的磨削参数，如砂轮粒度、转速、磨削深度等。
8. 控制冷却液的使用：使用适量的冷却液可以减少热量产生和工件变形。
9. 遵循加工步骤：按照合理的加工步骤进行磨削，避免因重复定位或装夹导致误差。
10. 提高操作技能：操作员应具备熟练的操作技能和高度的责任心，避免因操作失误导致工件损伤或质量不合格。
以上是细长轴磨削的一些技巧和注意事项，供您参考。
如需了解更多信息，建议咨询专业技术人员或查阅专业书籍。
细长轴的车削加工要领
细长轴类零件的车削加工1. 中心架和跟刀架在细长轴零件加工中的应用车削细长轴工件，长度是直径10～12倍以上的长轴时，如车床光杠、丝杠等，由于这些轴本身的刚性差，加上切削力、切削热和震动等影响，车削时易产生弯曲、锥度、腰鼓度和竹节形等缺陷。
此外，在车削过程中还会引起震动，影响工件表面粗糙度。
为了防止这种现象产生，我们可以应用一种叫做中心架的特殊支承夹具。
中心架和跟刀架是车床附件之一，用卡盘顶针与中心架，或前后顶针与跟刀架装夹，可提高切削加工系统的刚性。
使用这些附加的装卡工具，可以增加工件的装卡刚度，减少震动，保证加工质量，避免零件产生鼓面，提高工件表面形状精度和表面粗糙度，并允许采用大切削用量加工，提高劳动生产率。
下面分别就中心架与跟刀架在细长轴零件中的应用加以说明。
一、中心架在细长轴零件加工中的应用1．中心架的结构中心架的结构组成如图5-1所示。
中心架一般固定在床面一定位置上，如图5-1(b)所示。
它的主体座l通过压板4和螺母5紧固在床面上。
盖子3与主体1用销作活落连接，盖子3可以打开或盖住，并用螺钉2固定。
三个爪的向心或离心位置，可以用螺钉6调节，以适应不同直径大小的工件，并用螺钉9紧固爪7和8，使爪在需要位置上固定不动。
2．中心架的使用(1)中心架的使用调整方法工件装上中心架之前，先在毛坯中间处车一条安装中心架卡爪的沟槽，槽的直径等于工件的直径，其宽度略比爪宽大些。
接着把中心架安装在床面适当位置上并加以固定，打开盖子3，把工件安装在两顶针中间(床尾要先调整好)，用划针盘或百分表检查槽是否跳动，然后将盖子3盖好，并调整中心架3个爪，使他们与工件沟槽轻轻接触。
这时慢慢转动工件，看是否能转得动。
在爪与工件之间最好垫一层铜皮或平皮带，并加些润滑油，或者3个爪用夹布胶木制造，这样可防止擦伤工件表面。
在车削大型工件或工件转速较高时，就必须采用带滚动轴承的中心架，如图5-2所示。
(2)车削步骤车削时，先车一端，一直车到沟槽为止。
快速车削细长轴
快速车削细长轴作者：葛红来源：《职业·中旬》2010年第05期在细长轴的车削加工过程中,工件与车刀、车床、跟刀架之间构成了错综复杂的矛盾,如果处理不当,会使工件产生“竹节形”、“麻花形”等缺陷,造成工件弯曲变形,影响加工质量。
因此,要顺利地加工好细长轴,必须对车刀、车床、跟刀架等采取一定的措施,通过采用有效的加工方法及合理的加工步骤,减小工件的弯曲变形,从而达到快速车削的目的。
一、采用快速车削细长轴的车刀1.刀具特点首先,刀片材料选择YT15硬质合金,在精加工或加工硬度较高的工件时,亦可采用YT30硬质合金;刀杆材料选择45号钢。
其次,选择约为20°左右的大前角;同时磨有4～6毫米宽、1.5～1.8毫米深的卷屑槽,使切削力减小;主切屑呈银白色,并能盘旋成螺旋状顺利排出。
第三,选择90°的主偏角,以减小径向切削分力的影响。
第四,主切削刃的刃倾角为3°,控制排屑方向,不使切屑划伤已加工表面。
第五,刀尖处磨有圆弧过渡刃,增加刀尖强度,改善散热条件。
第六,负倒棱的宽度为0.15～0.20毫米,倾斜角为-20°(和前角的绝对值相同),能增加刀刃强度,并使在加工时产生线状蓝色副切屑,串在主切屑的螺旋圈中同时排出,带走粘附在已加工表面上的积屑瘤,使工件取得较好的加工表面粗糙度。
2.使用条件此刀适用于在C620、C630类车床上快速车削细长轴。
当车削20～40毫米、长1～1.5米的细长轴时:粗车选择n=450～750转/分、ap=1.5～3毫米、f=0.3～0.5毫米/转;半精车选择n=600～1200转/分、ap=1～1.5毫米、f=0.3～0.5毫米/转;精车选择n=600～1200转/分、ap=0.5～0.7毫米、f=0.15～0.2毫米/转。
同时,应用硫化乳化液作充分的冷却润滑。
3.使用效果加工表面粗糙度可达到Ra≦3.2微米,工件弯曲度小于0.03/500毫米,生产效率可提高4倍左右。
细长轴车削时应注意的问题及方法
细长轴车削时应注意的问题及方法摘要：由于细长轴的特点和技术要求，在车削加工时，易产生振动、多棱、竹节、圆柱度差和弯曲等。
要想顺利地把它车好，必须注意加工过程中有可能出现的问题。
关键词：细长轴、车削、变形、消除方法细长轴是指被加工工件长度与直径的比值大于20以上的轴类零件。
因为工件较长，所以刚性较差，在切削过程中容易产生振动，也会因切削热而在长度方向产生变形，由于走完一刀的时间较长，导致刀具的磨损量较大，也致使工件的形位公差精度和表面粗糙度较难达到图纸要求。
1.细长轴的加工特点(1) 车削时产生的径向切削力会使工件弯曲，引起振动，影响加工精度和表面粗糙度。
(2) 工件的自重、变形和振动，会影响工件圆柱度和表面粗糙度。
(3) 工件高速旋转时，在离心力的作用下变形，加剧了工件的弯曲和振动。
(4) 产生的切削热会导致工件轴向伸长变形，使工件发生弯曲，影响加工质量。
2.车削细长轴应注意的问题细长轴车削在机械加工中较为常见，由于其刚性差，加工难度较大。
如果能够采用正确的切削方法，选择合适的刀具及切削用量，有效地装夹定位工件，就能够有效地降低切削温度、减少热变形，最终获得满意的加工效果。
2.1机床调整车床主轴中心线与尾座中心线同轴，并与车床大导轨平行，允差应小于0.02mm。
2.2工件安装采用两顶尖装夹或用卡盘与顶尖配合装夹，合理地使用中心架或跟刀架作为辅助支承，以增加工件的装夹刚度。
用卡盘与顶尖配合装夹时，被夹持部分最好不超过10mm。
2.3刀具采用主偏角Κr = 75°～90°的偏刀，选择正刃倾角（λS>0），能够减小径向力和振动，还可以使切屑流向待加工表面。
保持切削刃口锋利，前角γ0控制在15°～30°之间，副后角α′0控制在4°～6°之间，刀尖圆角半径r<0.3mm。
刀具安装应略高于车床主轴中心。
2.4辅助支承安装车削细长轴时，一般都要安装中心架或跟刀架作为辅助支承，来增加工件的刚性，防止工件因振动或因离心力的作用被甩弯。
细长轴的车削加工方案
细长轴的车削加工方案细长轴的车削加工摘要：细长轴在车削加工中承受自身重力、切削力、高速旋转产生的离心力的作用，极容易出现振动与弯曲变形现象，增大轴的几何形状误差，而细长轴的轴向尺寸较大，直径较小，热扩散性及刚性差，受切削热作用会在轴向发生线性膨胀，若在轴向的伸长量无法得到消除，轴将受迫弯曲，从而影响轴的精度。
因此，要提高超细长轴车削加工的精度，必须对车床的夹具和刀具做进一步的改进。
为了达到所要求的加工精度，加工过程中要使用跟刀架、弹性活络顶尖和中心架等夹具和辅具，针对加工过程可能出现的问题对普通跟刀架、尾座进行改进。
采用托架避免工件产生很大的摆动；采用一夹一顶的装夹方式，尾座具有弹性,同时采用反向车削的方法，配合以最佳的刀具几何参数、切削用量等一系列有效措施，提高了细长轴的刚性，满足了加工要求。
关键词：细长轴夹具跟刀架中心架刀具切削加工一、细长轴的特点通常指出在机械中作转动运动的长度大于直径的圆柱零件叫作轴，而工件的长度与直径之比大于25（即l/d>25）的轴类零件称作细长轴。
切削细长轴与通常轴类较之，细长轴刚性高，极易变形，振动小，给焊接加工增添困难，难于赢得较好的表面光洁度及几何精度，其加工特点如下：１）热变形大。
细长轴车削时热扩散性差、线膨胀大,当工件两端顶紧时易产生弯曲变形。
严重时细长轴会被卡死而无法加工。
２）刚性高。
切削时工件受切削力、细长的工件由于蔡国用弯曲、高速旋转时受离心力等都极容易并使其产生伸展变形。
３）表面质量难以保证。
由于工件自重、变形、振动影响工件圆柱度和表面粗糙度。
以下主要针对上面的三个加工特点去谈谈如何有效率的提升细长轴的加工质量。
二、如何预防细长轴车削加工变形的措施（一）增大热变形弯曲车削时，因切削热传导给工件，使工件温度升高，工件就开始伸长变形，如车削直径φ50mm，长度ｌ＝1500mm的细长轴，材料为45#钢，车削时因切削冷的影响，并使工件比室温增高30℃，则细长轴冷变形弯曲量△l＝11.59×10－6（45#钢的线膨胀系数）×1500×30＝0.522mm切削细长轴时，如果用两顶尖或用一端卡住一端压制住的方法加工，它的轴向边线就是紧固的，热变形弯曲0.522mm，工件就可以本身伸展，细长轴一旦产生伸展后加工就很难展开。
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如何车削细长轴
【内容提要】工件的长度L与直径d之比（即长径比）大于25（L/d›25）的轴类零件称为细
长轴。
由于细长轴本身刚性差（L/d值越大，刚性越差），因此在车削过程中会出现工件受
切削力、自重和旋转时离心力的作用，会产生弯曲、振动，严重影响其圆柱度和表面粗糙度
以及在切削过程中，工件受热伸长产生弯曲变形，使车削难以进行本文从加工工艺方面入手，讲述了细长轴车削的三个关键基本技术方法。
【关键词】细长轴车削关键技术
一、工件的装夹
1.使用中心架支撑车削细长轴
使用中心架支撑车削细长轴，关键是使中心架与工件接触的三个支撑爪所决定圆的圆心与车
床的回转中心重合。
车削时，一般是用两顶尖装夹或一夹一顶方式安装工件，中心架安装在
工件的中间部位并固定在床身上。
2. 跟刀架的选用
跟刀架一般固定在床鞍上跟随车刀移动，承受作用在工件上的切削力。
细长轴刚性差，车削
比较困难，如采用跟刀架来支撑，可以增加刚性，防止工件弯曲变形，从而保证细长轴的车
削质量。
从跟刀架用以承受工件上的切削力F的角度来看，只需两支支撑爪就可以了。
切削
力F可以分解F1与F2两个分力，它们分别使工件贴紧在支撑爪上。
但是工件除了受F力之外，还受重力Q的作用，会使工件产生弯曲变形。
因此车削时，若用两爪跟刀架支撑工件，
则工件往往会受重力作用而瞬时离开支撑爪，瞬时接触支撑爪，而产生振动；若选用三爪跟
刀架支撑工件，工件支撑在支撑爪和刀尖之间，便上下、左右均不能移动，这样车削就稳定，不易产生振动。
所以选用三爪跟刀架支撑车削细长轴是一项很重要的工艺措施。
二、减少工件的热变形伸长
车削时，由于切削热的影响，使工件随温度升高而逐渐伸长变形，这就叫“热变形”。
车削细
长轴时，为了减少热变形的影响，主要采取以下措施：
1. 细长轴应采用一夹一顶的装夹方式
卡爪夹持部分不宜过长，一般在15mm左右，最好用钢丝圈垫在卡盘爪的凹槽中，这样以点接触，使工件在卡盘内能自由调节其位置，避免夹紧时形成弯曲力矩。
这样，在切削过程中
发生热变性伸长，也不会因卡盘夹死而产生内应力。
2．使用弹性回转顶尖来补偿工件热变形伸长
弹性回转顶尖由前端圆柱滚子轴承和后端的滚针轴承承受径向力，有推力球轴承承受轴向推力。
在圆柱滚子轴承和推力球轴承之间，放置两片碟形弹簧。
当工件变形伸长时，工件推动
顶尖，使碟形弹簧压缩变形（即顶尖能自动后退）。
经长期生产实践证明，车削细长轴时使
用弹性回转顶尖，可以有效地补偿工件的热变形伸长，工件不易产生弯曲，使车削可以顺利
进行。
3. 采取反向进给方法
车削时，通常纵向进给运动的方向是床鞍带动车刀由床尾向床头方向运动，即所谓正向进给。
反向进给则是床鞍带动车刀由床头箱向床尾方向运动。
正向进给时，工件所受轴向切削分力，使工件受压（与工件变形方向相反），容易产生弯曲变形。
而反向进给时，作用在工件上的
轴向切削分力，使工件受拉力（与工件变形方向相同），同时，由于细长轴左端通过钢丝圈
固定在卡盘内，右端支撑在弹性回转顶尖上，可以自由伸缩，不易产生弯曲变形，而且还能
使工件达到较高的加工精度和较小的表面粗糙度值。
三、合理选择车刀的几何形状
车削细长轴时，由于工件刚性差，车刀的几何形状对减少作用在工件上的切削力，减少工件
弯曲变形和振动，减少切削热的产生等均有明显的影响，选择时主要考虑以下几点：
（1）车刀的主偏角是影响径向切削力的主要因素，在不影响刀具强度的情况下，应尽量增
大车刀主偏角，一般细长轴车刀的主偏角选kr=80°～93°。
（2）减少切削力和切削热，应选择较大的前角，一般取γ0=15°～30°。
（3）前刀面应磨有R1.5～R3mm圆弧形断屑槽。
（4）选择正值刃倾角，通常取λs=+3°～+10°，使切屑流向待加工表面。
此外，车刀也容易
切入工件，并可减少切削力。
（5）为了减少径向切削力，刀尖圆弧半径应磨得较小（rε<0.3mm），倒棱的宽度应选小些，一般为0.5f，以减少切削时的振动。
综上所述，车削细长轴的关键技术措施是选择合理的几何角度的车刀，采用三爪跟刀架和弹
性回转顶尖支撑，并实行反向进给方法来车削。
参考文献：劳动和社会保障部教材办公室组织编写，《车工工艺与技能训练》，中国劳动社
会保障出版社，2006
【作者简介】曾明，男，汉族，本科学历，荆州技师学院一级实习指导教师，研究方向，机
械加工教学。