细长轴车削方法
细长轴的车削
长轴长径 比很大 ， 导致 ： ①工件受切 削力 、自 和旋 转 重
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。②在切削过程 中 ，工件 受热 延伸产生弯
曲变形， 使车削很难进行，严重时会使工件在顶尖间卡
住。
（ ）采用专 用夹具装夹 （ 图 ２ ，避免卡盘 夹紧 ２ 见 ）
主体 ，外圆状态的好坏直接影响
圆弧 螺旋线槽 的形 状。加工 时 ，
因其与刀具接触 的面积太大 （ 见
图 １ ，加 工 难 度 相 对 较 大 。其 ）
图 １
接触弧长计算如下：
弧长 ＝ ２ Ｒ・
配合的零件外圆加工尺寸为 ５ｎ ｍ ，解决 中心架支 ．位 ｍ ０
承爪与工件 已加工表面的损伤问题。 在加工第三段时 ，因工 件长度 超 出机床 长度 范 围，
夹伤工件表面，并减小或防止在夹紧力的作用下产 生的
变形 。
通常情况下加工细长轴的方法是采用中心架和跟 刀 架支承细 长轴 。中心架 支承 在工件 中间，这 样可 减小 Ｌｄ ，细长轴车削 时的刚性也 可增加 好几倍。而在 工 ／值
件装 中心架之前 ，必须在毛坯适 当部位车 出一段 支承中
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细长 轴 的车 削
中船重工集团第七二二研究所 （ 武汉 ４ ０７ ） 徐家品 ３０ ９
在车削加工 中，细长轴 的加工难度较 大。其特点是 刚性较差 ， 轴容易产生弯曲和振动 ，因此经常 出现翘 曲、
以有效减小切削力 ，面切削力是造 成工件变形 的主要 因
素。实践证明：前角 ｒ＝ ５ ～ ５ 时效果较好。 ｎ １。 ２ 。
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。
浅谈细长轴的车削加工方法
浅谈细长轴的车削加工方法摘要：在机械加工过程中，有很多零件的长度与直径之比L:D>25,如高方平筛的主转动轴、蝶片滚筒精选机的蝶片转动轴、车床上的光杆或丝杆等。
通常把这类零件称之为细长轴。
这类零件一般在车床上进行加工。
在车削过程中，由于其刚性差，在切削力和切削热的作用下，细长轴很容易产生弯曲变形，这样就破坏了刀具和零件相对运动的准确性，使加工出来的细长轴呈现中间粗、两头细的形状，严重影响零件的加工精度。
同时细长轴产生弯曲变形后，还会引起工艺系统振动，影响零件的粗糙度。
关键词：细长轴受力变形刀具角度加工方法一、引起细长轴弯曲变形的因素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，另一端用车床尾架顶尖支承(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)。
这里主要分析一夹一顶的装夹方式，其力学原理如图1所示。
通过分析研究，车削引起细长轴弯曲变形的原因主要有：1.切削力在车削过程中，产生的切削力可以分解为轴向切削力Px、径向切削力Py及切向切削力Pz。
不同的切削力对车削细长轴时产生的影响是不同的。
（1）径向切削力Py的影响。
径向切削力是垂直作用在细长轴轴线水平平面内的，由于细长轴的刚性较差，径向力将会把细长轴顶弯，使其在水平面内发生弯曲变形。
径向切削力对细长轴弯曲变形的影响见图1。
（2）轴向切削力Px的影响。
轴向切削力是平行作用在细长轴轴线方向上的，它对工件形成一个弯矩。
对于一般的车削加工，轴向切削力对工件弯曲变形的影响并不大，可以忽略。
但是由于细长轴的刚性较差，其稳定性也较差，当轴向切削力超过一定数值时，会把细长轴压弯而发生纵向弯曲变形，如图2所示。
2.切削热车削加工产生的切削热，会引起工件热伸长。
由于在车削过程中，卡盘和尾架顶尖都是固定不动的，因此两者之间的距离也是固定不变的。
这样细长轴受热后的轴向伸长量受到限制，导致细长轴受到轴向挤压而产生弯曲变形。
浅谈细长轴的车削
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浅谈细长轴 的车 削
戴 留 中
（ 河南省驻马店 高级技＿ Ｔ － 学校 ， 河南 驻马店 ４ ６ ３ ０ ０ ０ ） 摘 要： 结合 笔 者 车工 生产 实 习教 学的 经 验 ， 谈 谈 细 长轴 的 车 削 。 关键词 ： 细 长轴 ； 车削 ； 难 点 笔者从事车工生产实习教学 ２ ０ 多年， 细长轴的加工始终是车工的一 应选的较小约为走刀量的一半。 个 困难的课题绐合 多年的实践经验， 下面我就细长轴的加工谈一谈粗浅 ５选择合理的切削用量是细长轴精加工的重要环节 的看法供 同行参考。 ５ ． １ 用Ｔ １ ５ 硬质合金车刀’ ｆ 娴 弹ｆ 生 活顶尖—夹一顶装夹， Ｅ 跟刀架反 １ 细长轴 的加工难 点 向 进 给 精 车 细 长 轴 工 件 时 ，切 削 速 度 取 ６ ０ ～ ８ ０ ｍ ／ ｍ ｉ ￣ 吃 刀 深 度 取 １ ． １ 细长轴顾 名思义即其轴的长度较长， 在切削加工时易振动从而引 ０ ３ ～ ０ ｅ ｍ ｍ ￣ 刀量取 ０ ． １ ～ ０ ９ ｍｍ ／ ｒ ｏ 起 变形 。 比如： 轴的弯 曲以 及后顶尖的松动等 难 以保 证零件 的尺寸精度 和 ５ ２使用 弹 ｆ 生 活顶 尖一 夹一顶 上跟刀 架 采 用 —夹— 拉装夹 上 跟刀 表面质量。 用宽刃车进行反向薄屑精车细长轴工件时期 削速度取 １ ５ ｍ ／ ｍｉ ｎ ， 吃刀 １ ２由于在加工细长轴时产生大量的热， 一般用两顶尖车削时， 容易产 深度取 ０ ． ０ ２ — ０ ． ０ ５ ｍ砌 量取 １ ２ － １ ４ ｍ ｍ ／ ｒ ｏ ６车 削 细 长 轴 时 的操 作 要 点 生弯曲变形这样也很难保证零件的精度。 １ ， ３ 在加工中刀具的磨损， 也增大了细长轴加工的难度。 ６ ． １ 加工前应对机床ｉ 亍 调整。 调整机床包括： 主轴中心与尾座中心连 线应与导轨全长平行； 主轴中心和尾座顶尖中心应同轴； 大、 中、 小拖板间 ２车削细长轴的方法 ２ １ 在 两顶尖 间安装细长轴工 这种方法 的最大好处是 可以保证 工 隙合适， 防止过松或过紧。过松会‘ ‘ 扎刀” 过 紧将导致进给不匀。 ６ ２检查和校直棒料工件。 若棒料不直 能通过切削消除弯曲 ． 用 热 件的同轴度。但也有缺点， 由于是在两顶尖间安装细长轴在 车削加工中受 午 冷校直切忌锤击。 切削力的影响舡 件的刚性差瘩 易产生振动， 这种方法只适用于长度不 校直法校直 允｛ 大的轴类零件的加工， 而目 是常需要多次以两端顶尖孔定位来保证同轴度 ５ ３装夹时应防止予加应力， 它容易使工件产生变形。 ６ ４ 跟刀架的修磨。 使用跟刀架前在进卡盘或进顶尖炙 工件表面粗 的工件 的加工 。 ２ ２ 用—夹一 顶法 车削细长轴 工件这 种方 法主要 是利用软 爪 的优 点， 车—段（ 长约 ４ ５ ～ ６ ０ ｍ ｍ） 表 面粗糙度为 Ｒ ａ ｌ ０ ～ Ｒ ａ ２ ０ 。让工件以４ ｏ ０ ｒ 左右 Ｉ 孵 是先外侧爪后 上侧瓜 可以在软爪 Ｅ 车出—条宽度为 ３ 至５ ｍｍ的环形凸带， 用于夹紧细长轴工 的转速转动将 支撑爪逐步压向工件表面研磨 件的—端另 一端用后顶尖支持。这种方｝ 去 可以使细长轴在 自由状态下夹 不加冷却润滑液假豉撑 爪与工件以加工表面这一段反复进行研磨直至弧 紧， 定心精度高， 可以克服三爪夹紧产生歪斜和限制四个 自由度造成定心 面全面接触为止。 然后用冷却液冲掉粉末用研磨 ２ － ３ ｍｉ ｎ 即可使用。 跟刀 架 的调 整 艮 刀架支撑 爪 选择女 子 切削用量 后开始粗 车 。车刀 切人工件 差的缺点。 铣 刀过程 中轴向切人 ２ ０ — ３ ０ ｍｍ时趣 速 的先 ２ ３用 —夹— 拉法加工细 长轴 用 这 种方法加 工细长轴 工件 ， 可 以克服 后 随即调 整跟 刀架 的螺钉 两 顶尖法和—夹 一顶法 加工细长 轴 的缺 点 。在 车削过程 中工件始 终受到 将跟刀架外侧支撑爪与工件已加工表面接触 【 每 上侧支撑爪接触最 后 轴向拉力， 而且在车削中因切削热而产生的轴向伸长量， 可用后尾座手轮 顶上 紧固螺钉 。 进 行调整所 以这种方法是 较为理想 的加 工细长轴 的方法之 一。 ６ ５车刀 的安装 。 采用 ９ ０ ￣ 细长轴车刀粗 车责 装 车刀时刀尖 应略高 使车刀后面与工件有轻微接触， 以增加切削的平稳 Ｉ 生。由于 ２ ４ 合理使用中心架和跟刀架。 在车削细长轴中， 中心架和跟刀架是必 于工件轴线， ９ 偏刀在轴向进给量过大时易‘ ‘ 亍 Ｌ 刀’ 可将刀尖向右移约 ２ 。左 即可 不 可缺 的辅助工具 ： Ａ中心架安装在细长轴中间提高工件刚性达—倍以上但 中心架不能 克服“ 扎刀 ” 现象 。 直接安装在工件的粗基准或跳动量很大的细长轴上。这时可用过渡套筒 ６ － ６ 跟刀架的调整。修好跟刀架支承爪进择好切削用量后开始粗车。 在 走 刀 过程 中轴 向切 入 约 安装 细长轴使 卡爪不直 接与毛坯表 面接 触。安装 中心架不 能一次 车削细 车 刀切 人工 件后 ，随 即调 整跟 刀架 的螺钉 ， 长轴的全长， 所以它只适用于精度要求不高或有许多阶台的轴类零件加 ２ ０ ～ ３ ０ ａｍ时迅速地先将跟刀架外侧支承爪与工件已加工表面接触； ｒ 再将 接 触塌后 顶上紧 固螺 钉。 工。 Ｂ 服 刀架是较常用的加工细长轴的方法。 在实际加工中通常使用三爪 上侧支 承 爪 跟刀架这 种方法有效的承受了径向切削力 件刚性得到提使 细长轴的 ６ ７ 消除内应力校 正中心孔。 在第一刀车过后， 为使内应力反映出来须 重新校正电 Ｌ 。 为此松动顶尖 ｜ 手轻扶工件右端， 防止下垂过多， 以最低 切削加工 顺利而平稳 。
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。
浅谈教学中细长轴车削加工方法
反向切削法是指在细长轴的车削过程 中，车刀由主轴卡盘 在车床上车削细长轴采用的装 夹方式主要有两种 ：一种方 向尾架方 向进给。 这样， 细长轴左端的夹持就形成线接触的浮动 使 切削过程中热变形伸长的细 式是 ： 一夹一顶安装 ； 另一种方式是 ： 两顶尖安装。 这里主要分析 状态 ， 细长轴在卡盘 内自由调节， 长轴， 不会因卡盘夹死而产生弯曲变形。 夹 一顶 的装 夹 方式 。
、
车削 细 长 轴产 生 弯 曲变形 的 因 素 分析
一
１ 削热 导致 的工 件 量 ．
在车削时 ， 产生 的切削热传导给工件， 并且卡盘和尾架顶尖 车削细长轴时 ， 由于工件刚性低 ， 以切削用量选择的是否合 所 都是固定不动的， 这样细长轴受热后的轴向伸长量受到限制 ， 导 理 ， 对切削过程中产生的切削力的大小、 切削热的多少影响很大。 切削深度——在车削细长轴时 ， 应尽量减少切削深度。 致细长轴受到轴 向挤压而产生弯曲变形 。 切削速度——对长径 比较大的工件 ， 切削速度要适当降低 ， ２切 削 力导 致 变 形 ． 在车削过程 中， 产生的切削力可以分解为轴向切削力 、 向 切削速度应控制在一定范围。 径 切削力及切 向切削力。不 同的切削力对车削细长轴时产生弯 曲 ５合 理 的 刀 具 角度 ． 变形的影 响是不同的。 为了减小车削时产生的切削力 ， 从而减小车削细长轴产生 （） 向切 削力 的 影 响 １ 径 的弯曲变形 ， 在刀具的几何参数中， 主要考虑以下几点 ： 主偏角 （ 卜 主偏 角是影响背向力的主要 因素 ， ｋ ｒ 在不影响 径向切削力垂直作用在通过细长轴轴线水平平 面内，由于 细长轴的刚性较差 ， 向力将会把细长轴顶弯 ， 径 使其在水平面内 刀具强度 的前提下 ， 应尽量增大刀具主偏角 ， 减小背向力 ， 主偏 发 生 弯 曲变 形 。 角一 般 选 择 ８。 ～９ 。 。 Ｏ ３ （） ２轴向切削力的影响 前面应刃磨 Ｒ１ ． ｍｍＤ 圆弧形断屑槽 ， ５～３ Ｅ 使切屑弯曲易 轴向切削力是平行作用在细长轴轴线方 向上的 ，它对 工件 断 。 形成一个弯矩 。由于细长轴 的刚性 、 稳定性较差 ， 当轴向切 削力 前角（ ） ——增大前角 ， 使刀具锋利 、 切削轻快 ， 使被切削 超过一定数值时 ， 就会把细长轴压弯而发生纵 向弯曲变形。 金属层的塑性变形程度减小 ， 切削力 明显减小。 以在细长轴车 所 二 、 高 细 长轴 加 工 精 度 的方 法 提 削 中， 在保证车刀有足够强度前提下 ， 尽量使刀具的前角增大 ， 在细长轴加工过程 中，为提高加工精度 ，应根据不 同的条 前角一般取 ＝ ５ ～３。 。 １。 Ｏ 件， 采取不 同的措施 。 刃倾角（ 卜＿ 倾 角影 响着车削过程 中切屑 的流向 ， ｓ 在车 １选 择 合 适 的装 夹方 法 ． 削细长轴时， 常采用正刃倾角 ＋ 。 一 １ 。， ３ ＋ ０ 以使切屑流向待加 采用一夹一顶 的装夹方式时 ， 配合使用弹性顶尖。 因为在此 工表 面， 这样车刀也很容易切人工件。 装夹方式中 ， 如果顶尖 顶得太 紧， 可能将 细长轴顶 弯， 并且还 阻 三 、 结论 碍车削时细长轴的受热伸长 。 因此采用一夹一顶装夹方式时， 顶 虽然车削细长轴 时， 的刚性差 ， 车削时产生 的受力 、 轴 且 受 尖采用弹性 活顶尖 ， 当工件热变形伸长时 ， 工件推动顶尖通过轴 热变形较大，很难保证 细长轴的加 工质量要求 。只要掌握 中心 承使弹性顶尖 内的弹簧压缩变形 ， 可有效地补偿工件的热变形 架 、 跟刀架 的使用 ， 解决工件热变形伸 长及合理选择车刀的几何 伸长 ， 这样工件不易弯曲。 参数等关键技术 ， 在教学中学生就很容易掌握保证细长轴加工 采用两顶尖装夹 ， 虽然工件定位准确 ， 容易保证同轴度 ， 但 加工质量 的方法 ， 达到精度质量等要求。 是此方法装夹的细长轴 ， 刚性较差 ， 很容易产生振动 。因此只适 参 考 文献 ： 用于长径 比不大、 加工余量较小 、 同轴度要求较高的工件 。 ［ ］彭德荫主编．《 １ 车工工艺与技 能训练》 中国劳动社会保障
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。
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细长轴车削方法
机械系袁凤艳
摘要本文对加工细长轴时的受力和变形进行了分析,讨论了影响细长轴加工精度的因素,并从装夹方式、刀具角度、切削用量,以及新加工方法等方面阐述了提高细长轴加工精度的措施，得出切削细长轴减少其弯曲变形,保证轴的加工精度的基本方法
关键词细长轴锥形车削方法刀具选择
（一）前言
细长轴的直径和长度之比(L/D)一般都大于20，车削时机床—工件—刀具工艺系统的刚性较差，工件极易弯曲且产生振动，特别是加工锥形部分刚度更差。
另外，由于细长轴热扩散性差，切削过程中切削热使工件产生的线膨胀，也会使工件容易产生腰鼓形、麻花形、竹节形等缺陷，不易获得满意的表面粗糙度及几何精度。
因此车削细长轴，尤其上锥形细长轴时，关键是要提高工艺系统的刚度，这对刀具、机床、辅助工具和工艺方法均有较高要求。
（二）车削细长轴常见的工件缺陷
细长轴的定义：当工件长度跟直径直比大于20～25倍（L/d>20～25）时，称为细长轴。
常见的工件缺陷产生原因及削除方法：
1.弯曲
1）坯料自重和本身弯曲。
应经校直和热外省处理。
2）工件装夹不良，尾座顶尖与工件中心孔顶得过紧。
3）刀具几何参数和切削用量选择不当，造成切削力过大。
可减小切削深度，增加进给次数。
4）切削时产生热变形。
应采用冷却润滑液。
5）刀尖与支承块间距离过大。
应不超过2mm为宜。
2.竹节形
1）在调整和修磨跟刀架支承块后，接刀不良，使第二次和第一次进给的径向尺寸不一致，引起工作全长上出现与支承块宽度一致的击期性直径变化。
当削中出现轻度竹节形时，可调节上侧支承块的压紧力，也可调节中拖板手柄，改变切削浓度或减少车床大拖板和中拖板间的间隙。
2）跟刀架外侧支承块调整过紧，易在工件中段出现周期性直径变化，应调整压紧，使支承块与工件保持良好接触。
3.多边形
1）跟刀架支承块与工件表面接触不良，留有间隙，使工件中心偏离旋转中心。
应合理选用跟刀架结构，正确修磨支承块弧面，使其与工件良好接触。
2）因装夹、发热等各种因素造成的工件偏摆，导致切削深度变化。
可利用托架、并改善托架与工件的接触状态。
4.锥度
1）尾座顶尖与主轴中心线对床身导轨的不平行。
2）刀具磨损。
可采用0°后角，磨出刀尖圆弧半径。
5.表面粗糙
1）车削时的振动。
2）跟刀架支承块材料选用不当，与工件接触和磨擦不良。
3）刀具几何参数选择不当。
可磨出刀尖圆弧半径，当工件长度与直径比较大时亦可采用宽刃低速光车。
（三）常见细长轴的车削方法
使用中心架支承车细长轴在车削细长轴时，可使用中心架来增加
工件刚性。
一般车削细长轴使用中心架的方法有：
1、中心架直接支承在工件中间当工件可以分段车削时，中心架支承在工件中间，这样支承，L/d值减少了一半，细长轴车削时的刚性可增加好几倍。
在工件装上中心架之前，必须在毛坯中部车出一段支承中心架支承爪的沟槽，表面粗糙度及圆柱度误差要小，否则会影响工件的精度。
车削时，中心架的支承爪与工件接触处应经常加润滑油。
为了使支承爪与工件保持良好的接触，也可以在中心架支承爪与工件之间加一层砂布或研磨剂，进行研磨抱合。
2、用过渡套筒支承车细长轴用上述方法车削支承承中心架的沟槽是比较困难的。
为了解决这个问题，可加用过渡套筒的处表面接触，。
过渡套筒的两端各装有四个螺钉，用这些螺钉夹住毛坯工件，并调整套筒外圆的轴线与主轴旋转轴线相重合，即可车削。
使用跟刀架支承车细长轴跟刀架固定在床鞍上，一般有两个支承
爪，跟刀架可以跟随车刀移动，抵消径向切削时可以增加工件的刚度，减少变形。
从而提高细长轴的形状精度和减小表面粗糙度。
从跟刀架的设计原理来看，只需两只支承爪就可以了，因车刀给工件的切削抗力F`r，使工件贴住在跟刀架的两个支承爪上。
但是实际使用时，工件本身有一个向下重力，以及工件不可避免的弯曲，因此，当车削时，工件往往因离心力瞬时离开支承爪、接触支承爪而产生振动。
如果采用三只支承爪的跟刀架支承工件一面由车刀抵住，使工件上下、左右都不能移动，车削时稳定，不易产生振动。
因此车细找轴时一个非常关键的问题是要应用三个爪跟刀架。
（四）锥形细长轴的车削方法举例
如图1所示，细长轴的材料为45钢。
由于长径比大，表面精度要求较高，锥形部分的车削难度较大，采用常规的加工方法很难满足质量要求。
图1
通过分析，设计人员制定了合理的工艺方案，有效避免了在加工圆柱外圆时受切削力影响产生的弯曲变形，增强了在加工锥形部分时工件的刚度，减小了加工过程中的振动，提高了锥形细长轴的加工质量，取得了良好的加工效果。
具体方法如下：
细长轴外圆的车削
1.钢丝圈
2.跟刀架
3.工件
4.弹簧顶尖
图2
在加工工件的f6-0.03外圆时，采用图2所示的装夹方法安装工件，为减小车削时工件的振动和弯曲变形，加工过程中采用了反向走刀的加工方法。
首先在工件3的外圆上套一开口钢丝圈1，使工件与卡爪间成线接触(钢丝圈起万向调节的作用)，伸入卡盘用卡爪夹紧。
在工件的另一端钻一圆柱孔作顶尖孔，以使顶尖与圆柱孔成线接触，消除工件旋转时的蹩劲现象；尾座顶尖采用有伸缩性的弹簧顶尖4，这样工件可轴向伸缩，补偿切削热引起的膨胀。
同时，跟刀架2配备三个支承爪，底部采用弹簧支承爪，支承爪的支承面与工件研配。
切削过程中跟刀架三个支承爪与车刀组成两对径向压力，以平衡车削时产生的径向力。
车刀主偏角k=75°～90°，前角
g=15°～20°，并磨制圆弧形切削槽，以减小背向切削力，增大轴向切削力。
锥形部分的车削
1.工件
2.衬套
3.叉形支承
4.转塔
5.车刀柄
6.轴
7. 螺钉
8.U形板
9. 螺柱 10.平板
图3
锥形部分的车削需对卧式车床的转塔和横刀架进行改造(见图3)。
在横刀架上固定一块平板10，在平板10上以螺柱9为旋转中心安装一块可转动的U形板8，根据细长轴锥形部分的锥度将其旋转至要求后用螺钉7固定在平板10上。
在U形板8上固定一根轴6，车刀柄5以其有衬套的孔在轴6上滑动。
同时，在转塔4上固定一个叉形工件支承3，工件1通过叉形支承3的衬套2进入叉内，叉的内侧开有槽，车刀通过槽进入叉内进行车削。
由于刀柄5也是固定在转塔4上的，当转塔4 向机头推进时，车刀便将进入叉内的细长轴车成了图示的锥形。
（五）刀具选择
合理选择车刀几何形状车削细长轴时，由于工件刚性差，车刀的几何形状对工件的振动有明显的影响。
选择时主要考虑以下几点：
1、由于细长轴刚生差，为减少细长轴弯曲，要求径向切削力越小越好，而刀具的主偏角是影响径向切削力的主要因素，在不影响刀具强度情况下，应尽量增大车刀主偏角。
车刀的主偏角取kr=80°～93°。
2、为减少切削烟力和切削热，应该选择较大的前角，取r0=15°～30°。
3、车刀前面应该磨有R11.5～3的断屑槽，使切削顺利卷曲折断。
4、选择正刃倾角，取入=3°使切削屑流向待加工表面，并使卷屑效果良好。
5、切削刃表面粗糙度要求在Ra0.4以下，并要经常保持锋利。
6、为了减少径向切削力，应选择较小的刀尖圆弧半径（re<0.3mm）。
倒棱的宽度也应选得较小，取倒棱宽br1=0.5f。
车削细长轴的车刀
1、刀片材料为YT15硬质合金。
2、切削用量：粗车时，切削速度vc=50～60m/min；进给量f=0..3～0.4mm/r；切削深度ap=1.5～2mm。
精车时，切削速度vc=60～100m/min；进给量 f=0.08～0.12mm/r ；切削深度ap=0.5～1mm.。
3、采用乳化液作切削液。
4、适用范围：适用于车削光杠、丝杆等细长轴。
（六）结束语
因此，车细长轴一种难度较大的加工工艺。
虽然车细长轴的难度较大，但它也有一定的规律性，主要抓住中心架和跟刀架的使用、解决工件热变形伸长以及合理选择车刀几何形状等三个关键技术，问题就迎刃而解了。
参考文献
1. 《高速车削细长轴》作者史洪志
2. 《细长轴的车削方法》作者李永祥。