一、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。

　　二、由于细长轴本身刚性差（

　　L/d

　　值愈大，刚性愈差），在车削过程中会出现以下问题：

　　1

　　、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。

　　2

　　、在切削过程中，工件受热伸长产生弯曲变形，；车削就很难进行，严重时会使工件在顶

　　尖间卡住。

　　因此，车细长轴是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。

　　三、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，见图（

　　9

　　—

　　2

　　）。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。

　　四、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（图

　　9--4

　　），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。

　　五、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

　　”

　　。

　　在车削一般轴类时可不考虑热变形伸长问题，但是车削细长轴时，因为工件长，总

　　伸长量长，所以一定要考虑到热变形的影响。工件热变形伸长量可按下式计算。

　　△

　　L=aL

　　△

　　t

　　式中

　　a

　　—

　　材料线膨胀系数，

　　1/

　　℃；

　　L

　　—

　　工件的总长，

　　mm

　　；

　　△

　　t

　　—

　　工件升高的温度，℃。

　　常用材料的线膨胀系数，可查阅有关附录表。

　　例

　　车削直径为

　　25mm

　　，长度为

　　1200mm

　　的细长轴，材料为

　　45

　　钢，车削时因受

　　切削热的影响，使工件由原来的

　　21

　　℃上升到

　　61

　　℃，求这根细长轴的热变形伸长量。

　　解

　　已知

　　L=1200mm;

　　△

　　t=61

　　℃－

　　21

　　℃

　　=40

　　℃

　　;

　　查表知，

　　45

　　钢的线膨胀系数

　　a=11.59×

　　10-6

　　1/

　　℃

　　根据公式（

　　9.5

　　）得：

　　△

　　L=aL

　　△

　　t=11.59×

　　10-6×

　　1200×

　　40=0.556mm

　　从上式计算可知，细长轴热变形伸长量是很大的。由于工件一端夹住，一端顶住，

　　工件无法伸长，因此只能本身产生弯曲。细长轴一旦产生弯曲后，车削就很难进

　　行。减少工件的热变形主要可采取以下措施：

　　1

　　、使用弹性回转顶尖

　　用弹性回转顶尖加工细长轴，可有较地补偿工件的热变形伸长，

　　工件不易弯曲，车削可顺利进行。

　　2

　　、加注充分的切削液

　　车削细长轴时，不论是低速切削还是高速切削，为了减少工件的

　　温升而引起热变形，必须加注切液充分冷却。使用切削液还

　　可以防止跟刀架支承爪拉毛

　　工件，提高刀具的使用寿命和工件的加工质量。

　　3

　　、刀具保持锐利

　　以减少车刀与工件的摩擦发热。

　　六、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，要求径向越小越好，而刀具的主偏角是

　　影响径向的主要因素，

　　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，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

　　、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

　　（

　　re<0.3mm

　　）

　　有没有搞热处理，热处理没搞好有这种情况。量多时粗车架中心架跟刀架，完了再卸了中心架精车

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