張 莉

（江蘇聯(lián)合職業(yè)技術(shù)學(xué)院徐州機(jī)電工程分院 江蘇 徐州 221011）

1 細(xì)長軸的結(jié)構(gòu)和加工特點(diǎn)

1.1 剛性差

由于工件長徑比大，剛性較差，車削時(shí)易引起振動(dòng)和彎曲變形，尺寸精度和表面粗糙度較難保證。

1.2 熱變形大

由于細(xì)長軸在車削時(shí)散熱差，線膨脹大，當(dāng)工作兩端頂起時(shí)易產(chǎn)生彎曲變形，而彎曲工件旋轉(zhuǎn)時(shí)所產(chǎn)生的離心力，會(huì)加劇彎曲變形。

1.3 刀具磨損大

細(xì)長軸加工時(shí)，切削用量小，加工時(shí)間長，刀具磨損大，因而增大了工件的形狀誤差。

2 細(xì)長軸的裝夾方法

2.1 兩頂尖間安裝細(xì)長軸

這種裝夾方法沒有裝夾定位誤差、容易保證工件的同軸度，但車削剛性差，容易產(chǎn)生振動(dòng)，因而只適宜于長徑比不太大，加工余量小，需要多次以兩端頂尖孔定位來保證同軸度的工件加工。

2.2 一夾一頂裝夾細(xì)長軸工件

在軟件三爪上車出一條寬度為3—5mm的環(huán)形凸帶（或在工件上繞一圈細(xì)鋼絲），用以夾緊系長軸工件的一端，另一端用后頂尖支承。這種裝夾方法可以使系長軸工件在自由狀態(tài)下定位夾緊，定心精度高，可以克服三爪夾緊產(chǎn)生彎斜和限制四個(gè)自由度造成定心精度差的缺點(diǎn)。

2.3 一夾一拉裝夾細(xì)長軸工件

兩頂尖裝夾和一夾一頂安裝長軸工作，都不能削除中因熱變形所產(chǎn)生的軸向伸長，從而導(dǎo)致工件彎曲變形。一夾一拉裝夾細(xì)長軸工件時(shí)，工件在車削過程中始終受到軸向拉伸作用，并可用尾座手輪調(diào)整拉伸量，因而減少了細(xì)長軸車削時(shí)的彎曲變形。這是加工細(xì)長軸工件較理想的裝夾方法之一。

2.4 使用中心架和跟刀架裝夾細(xì)長軸

2.4.1 中心架的使用

把中心架安裝在細(xì)長軸工件中間，能增強(qiáng)工件車削是的剛性一倍以上。但中心架不能直接安裝在工件的粗基準(zhǔn)跳動(dòng)量很大的細(xì)長軸上，可以用過度套同安裝細(xì)長軸的方法，使卡爪不直接與毛坯料表面接觸。安裝中心架不能一次車削細(xì)長軸工件的全長，所以適于精度要求不高火油多臺(tái)階的軸類尖加工。

2.4.2 跟刀架的使用

加工細(xì)長軸通常采用3支承爪跟刀架。通過3個(gè)支承爪和車刀抵住工件，使其上、下、前、后都不能徑向移動(dòng)，工件剛性得到提高，有效的承受了徑向切削刀，使細(xì)長軸的切削加工順利而平穩(wěn)。

2.4.3 跟刀架的修磨

跟刀架的支承爪與支柱應(yīng)配合緊密，不得松動(dòng)，支承爪的材料一般為aa火鋼（前端夾青銅、硬質(zhì)合金）或?yàn)槠胀ㄨT鐵、尼龍1010。支承爪與工件加以修磨。起修磨方法一兩支承爪呈90。并能作相對垂直移動(dòng)的跟刀架為例說明如下：使用跟刀架前，在靠近卡盤或靠近頂尖處將工件表面粗車一段（長約45~60mm），表面粗糙度Ra值為10~20um，不得太光。讓工件以400r/min左右的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)，將支承爪逐步壓向工件表面研磨，順序是先外側(cè)爪，不加冷去潤滑液，使支承爪與工件已加工的這一段表面反復(fù)進(jìn)行研磨，直至弧面全面接觸為止；然后用冷卻液沖掉粉末，再研磨2~3min即可使用。

2.4.4 跟刀架的調(diào)整

修好跟刀架支承爪，選擇好切削用量后開始粗車。車刀切入工件后，隨即調(diào)整跟刀架的螺釘，在進(jìn)給過程中軸向切入月20~30mm時(shí)，迅速地先將跟刀架外側(cè)支承爪與工件已加工表面接觸，再將上側(cè)支承爪接觸，最后擰緊緊固螺釘。

3 合理選擇徑車刀的幾何角度

車削細(xì)長軸時(shí)，由于工件剛性差而對振動(dòng)非常敏感，如果車刀的幾何形狀和角度選擇不當(dāng)，顯然不能取得良好的效果。

3.1 選擇車刀幾何角度是主要考慮一下幾點(diǎn)

3.1.1 為減少系長軸的彎曲變形，車刀的主偏角Kr=80度~93度，以減小徑向切削分力。

3.1.2 為減小切削力，選擇大前角 γo=15度~30度。

3.1.3 車刀前面應(yīng)磨有R1.5~3mm的斷屑槽，使切屑卷面折斷。3.1.4 采用正的刃傾角，取λs=3度～10度,使切屑流向待加工表面。

3.1.5 刃口表面粗糙度要小（Ra＜0.4μm），經(jīng)常保持鋒利，且能提高車刀的耐用度。

3.1.6 刀尖圓弧半徑γs＜0.3mm,刀刃的倒棱寬度應(yīng)選得較小，約為進(jìn)給量的一半（0.5f）.

3.2 車刀的安裝

采用90細(xì)長軸車刀粗車，安裝車刀應(yīng)略高于工件軸線，使車刀后面與工件有輕微接觸，以增加切削的平穩(wěn)性。由于90偏刀在縱向進(jìn)給過大時(shí)易“扎刀”，可將刀尖向右偏轉(zhuǎn)2左右，即可克服“扎刀”現(xiàn)象。

3.3 精車細(xì)長軸切削用量的選擇

采用YT15硬質(zhì)合金車刀，υc=60～80m/min，Aρ=0.3～0.5mm,f=0.1～0.2mm/r.采用寬刃車刀進(jìn)行薄屑精車細(xì)長軸工件時(shí)：v6υ=1.5m/min,Aρ=0.02～0.5mm,f=12～14mm/r.

3.4 細(xì)長軸車削中常見的質(zhì)量問題及解決辦法

3.4.1 彎曲產(chǎn)生的原因和解決辦法，前面已有敘述。

3.4.2 錐度

產(chǎn)生錐度的主要原因是由于頂尖和主軸中心不同或刀具磨損。解決的辦法是按前面調(diào)整機(jī)床尾座的方法調(diào)整機(jī)床，選用較好的刀具材料和采用合理的幾何角度。

3.4.3 中凹度

細(xì)長軸產(chǎn)生中凹就是兩頭大、中間小現(xiàn)象，影響工件直線度要求。產(chǎn)生中凹的主要原因是刀架外側(cè)支承爪壓得太緊，在靠近后頂尖或車頭處，因剛性鋼強(qiáng)，支承爪頂部過來，故兩頭直徑達(dá)；刀工件中間時(shí)，剛性相對較弱，支課程爪就從外側(cè)頂過來而使吃刀變深，于是產(chǎn)生了中凹度。其解決方法主要是跟刀架外側(cè)支承爪與工作表面接觸事適宜，不要過緊或過松。

3.4.4 竹節(jié)形

竹節(jié)形式工件直徑不等或表面等距不平的現(xiàn)象。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因主要還是由于跟刀架外側(cè)支承爪和工件接觸過緊（或過松），或者由于頂尖精度差而造成的。在撤銷工件時(shí)，支承爪接觸工件過緊，將把工件頂向刀尖，從而增加了吃刀深度，使此工件直徑變小。由于工件直徑變小產(chǎn)生了間隙，當(dāng)跟刀架行進(jìn)到此處，切削時(shí)的景象力有吧工件推到和跟刀架支承爪接觸，在這一過程中工件直徑又變大。當(dāng)跟刀架在行進(jìn)帶刺出事又會(huì)把工件推向刀尖，從而又使直徑變小。這樣不斷重復(fù)，有規(guī)律地變化，使工件至今還一段大、一段小，形成竹節(jié)形。其解決辦法，首先是選用精度較高的活尖兵采取不停車敢刀的方法，在進(jìn)給的過程中，先軸向切入約20～30mm，如出現(xiàn)竹節(jié)形則應(yīng)退刀，停止進(jìn)給；然后松開跟刀架，采用寬切削刃刀具和打進(jìn)給量的方法，對已經(jīng)出現(xiàn)竹節(jié)形的部位再進(jìn)行1～2加工行程，即可消除。消除之后重新調(diào)整值承爪，進(jìn)行正常的進(jìn)給車削。

3.4.5 振動(dòng)波紋

振動(dòng)波紋是進(jìn)給過程中工件外圓出現(xiàn)的徑向多棱或橢圓狀態(tài)，由此將引起振動(dòng)。其產(chǎn)生的原因是跟刀架緊固不好，支承爪弧面接觸不良，上側(cè)支承爪壓得太緊使工件下垂，造成外側(cè)支承接觸產(chǎn)生變化。其次是頂尖軸承松動(dòng)或不一圓，在開始吃刀時(shí)就有振動(dòng)或橢圓所致。其解決方法：檢查跟刀架緊固部分，修整支承爪弧面；選用結(jié)構(gòu)合理、精度較高的活頂尖；跟刀架上側(cè)支承爪輕輕接觸工件表面，不要壓得太緊。開始出現(xiàn)振動(dòng)波紋，就要和出現(xiàn)竹節(jié)形現(xiàn)象一樣，重新修整，待消除之后，再進(jìn)行正常的進(jìn)給車削。

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