從車工實習(xí)教學(xué)談細長軸的加工

細長軸的加工是中等職業(yè)技術(shù)學(xué)校教材中較復(fù)雜零件車削的一個課題。細長軸是工件的長度與直徑之比大于25（即L/D＞25）的軸類零件。在切削過程中，由于切削力、重力和切削熱的影響，細長軸加工很容易彎曲變形甚至失穩(wěn)。如何使學(xué)生掌握該課題，使加工的細長軸工件尺寸精度和表面粗糙度符合圖樣要求，筆者認為應(yīng)該從以下幾個方面進行講解和說明。

一、合理選擇車刀的幾何角度

車刀刃磨的好壞和車刀幾何角度的選擇直接影響工件的質(zhì)量和加工效率，俗話說“三分技術(shù)，七分刀具”。在細長軸加工中，徑向切削力的大小對細長軸加工有很大的影響，它能產(chǎn)生零件的彎曲變形，而刀具的主偏角(kr)、前角(γo)、和刃傾角(λs)對切削力的影響最大。

1.主偏角(kr)

車刀主偏角kr主要影響切削分力的大小和方向，是產(chǎn)生徑向分力的主要因素，主偏角增大，徑向分力減小，所以在不影響刀具強度的情況下應(yīng)盡量增大主偏角。一般選擇主偏角kr=80°～93°（裝刀時裝成85°～88°），副偏角kr=6°～8°。刀尖圓弧半徑應(yīng)選擇小一些，可以減小徑向分力。一般選擇rε=0.15～0.2mm。

2.前角(γo)

前角主要影響切削力的大小。前角增大，可以使切削刃口鋒利，切削力減小。所以在車削細長軸時，在保證車刀有足夠強度前提下，應(yīng)盡量增大刀具的前角，前角一般取γo=15°～30°。并且在前刀面磨斷屑槽，屑槽寬Wn=3.5～4mm。

3.刃傾角(λs)

刃傾角主要影響著排屑的方向。當刃傾角增大時，刀具實際前角增大，切削力減小。但從刀具壽命考慮，刃傾角并非越大越好，在車削細長軸時，常采用正刃傾角3°～10°，以使切屑流向待加工表面。

二、選擇合適的工件安裝方法

軸類工件的安裝方法包括一夾一頂安裝軸類工件和兩頂尖安裝軸類工件。采用兩頂尖裝夾，工件安裝方便，定位精度高，容易保證同軸度。但用該方法裝夾細長軸，容易產(chǎn)生振動，所以采用兩頂尖的裝夾方式一般用在細長軸的精加工工序。采用一夾一頂裝夾方式車削細長軸時，頂尖支頂?shù)乃删o程度非常關(guān)鍵，頂?shù)锰桑瑹o法起到支撐作用；頂?shù)锰o，有可能將細長軸頂彎，并且在車削細長軸時，使細長軸軸向擠壓而產(chǎn)生彎曲變形。如何使學(xué)生知道頂尖支撐的松緊程度呢？在車削細長軸前，先使主軸旋轉(zhuǎn)，用手捏住頂尖的轉(zhuǎn)動部分，如果能停止轉(zhuǎn)動，松開后，頂尖能恢復(fù)旋轉(zhuǎn)，這時頂尖的松緊程度適當。采用一夾一頂裝夾方式時，為了減小熱彎曲變形，頂尖應(yīng)采用彈性活頂尖，同時可以在卡爪與細長軸之間墊入一個開口鋼絲圈。

三、合理地選擇切削用量

切削用量選擇得是否合理，對工件的表面質(zhì)量和加工效率有很重要的意義。學(xué)生在選擇切削用量時，應(yīng)根據(jù)工序粗車、半精車和精車以及工件的長徑比來合理選擇切削用量。選擇切削用量原則是：盡可能減小徑向切削分力，減少切削熱，多走刀，小切深。

背吃刀量(ap)。粗車時，在工藝系統(tǒng)剛度允許的情況下，選擇較大的切削深度，提高工作效率。半精車和精車時選擇較小的切削深度，保證尺寸精度和表面粗糙度。

進給量（f）。進給量增大，切削厚度增加，切削力增大。精車時應(yīng)選擇較小的進給量。

切削速度（v）。提高切削速度有利于降低切削力，但切削速度過高容易產(chǎn)生離心力，使細長軸出現(xiàn)彎曲，所以切削速度應(yīng)控制在一定范圍。

四、正確使用車床附件，增加輔助支撐

車床附件中心架和跟刀架在車削細長軸時起到很大的作用，它能增加車削細長軸時工作裝夾剛性。學(xué)生在使用中心架和跟刀架時，應(yīng)正確調(diào)整支撐爪，使支撐爪與工件接觸適當，避免產(chǎn)生徑向切削力。在車削細長軸的過程中，學(xué)生如果發(fā)現(xiàn)工件產(chǎn)生竹節(jié)形和腰鼓形，應(yīng)及時調(diào)整支撐爪位置。

正確車削細長軸是車工實習(xí)教學(xué)的一個重要課題，它是車工必須掌握的技能。由于細長軸剛性差，車削時受力、受熱變形較大，學(xué)生在實習(xí)加工過程時，不容易掌握細長軸的加工方法。通過以上幾點的教學(xué)講解，學(xué)生們對細長軸加工有了更好的了解，通過不斷地練習(xí)，都基本能掌握細長軸的加工方法，工件的尺寸精度和表面粗糙度能達到圖樣要求。

（作者單位：南陽市高級技工學(xué)校）