細長軸的車削加工工藝

史永珍+王雅杰

【摘 要】 針對細長軸的車削工藝特點，分析了加工中的不利因素，給出了加工中解決問題的具體方法。

【關鍵詞】 細長軸 車削工藝

【Abstract】 In this paper explained the slender shaft turning process characteristics， analyzes the processing of unfavorable factors， given a specific method to solve the problem in the processing.

【Key words】 slender shaft turning process

軸的長度與直徑之比大于20-25的軸叫細長軸。由于細長軸的剛性和散熱性差，車削過程中容易因切削力和切削熱的作用發生振動，彎曲變形。從而影響軸的加工精度和表面粗糙度。車削時一次走刀時間長，刀具磨損大，影響工件的幾何形狀精度。在機械加工中屬于難點。實踐中，經過不斷摸索，采用各種先進的車削裝置，選用合理的刀具幾何參數，切削用量等一系列有效的措施，是可以提高細長軸的剛性，滿足加工要求的。

1 細長軸加工前的注意事項

1.1 嚴格按章作業

選擇合理的切削用量，防止事故的發生。

1.2 刀具裝卡

刀具裝卡應高于主軸中心線0.2-0.5mm。使刀具后面與工件有輕微接觸，增加切削過程中的平穩性。

1.3 冷卻切削液

車削中加注充足的冷卻切削液。

1.4 研磨頂針孔

頂針孔是軸類零件加工中常用定位基準，其質量直接影響軸的加工精度。

2 細長軸的車削

2.1 工件的裝卡

工件采用一頂一卡的方法裝卡。在卡緊工件的卡爪面上墊入￠4mm的鋼絲，使工件與卡爪之間成為線接觸，減少接觸面積，使工件在卡盤內自由調節其位置。減少由于切削產生的扭曲變形。尾座使用活絡頂尖支撐，當工件切削受熱伸長時，可以起到有效的補償作用。見圖1。

2.2 使用三個支撐爪的跟刀架

工件本身有一個向下的重力，采用三個爪支撐，一面由車刀抵住，工件上下左右都不能移動，車削穩定。跟刀架可以隨車刀移動，抵消了徑向切削力，可以增加剛性，減少變形，提高工件的幾何精度和表面光潔度。使用時注意調整支撐爪對工件的壓緊力和接觸面。對工件的壓緊力以能沿旋轉方向滑動移動就可以了。支撐爪弧面形狀對加工精度有很大影響，可以根據工件直徑用鏜削的方法獲得。見圖2。

中心架的使用；加工中，由于細長軸剛性差，外圓不規則，工件需要架中心架的地方無法加工出基準圓。這時可用中心架輔助套筒的方法。套筒的孔徑要比工件外徑略大些。將套筒套在工件需要支撐的地方。套筒的兩邊各用四個螺釘將套筒固定在工件上。同時校正套筒使之與工件同心。在中心架的三個卡爪與套筒接觸并調整合適后既可加工。

2.3 刀具的幾何參數

刀具的幾何參數選擇不當，會造成切削力增大使工件產生彎曲變形和表面粗糙度增大。

選擇時主要考慮以下幾點。

2.3.1 粗車刀

刀片材料YT15。

為了減小徑向分力而減少軸的彎曲，車刀的主偏角取Φ=80°-90°。

為了減小切削力，應取較大的前角r=15°-30°。

車刀前面應磨有R=1.5-3mm的斷屑槽，使切屑卷曲折斷。

選擇正的刃傾角，取λ=3°-10°，使切屑流向待加工表面。

刀刃光潔度要達到Ra0.8，并要經常保持鋒利。見圖3。

2.3.2 精車刀

刀片材料W18Gr4V

采用彈性寬刃精車刀，特點是具有較大的前角r=30°，刀刃無倒棱，切削輕松，切屑呈鋁箔紙狀。刀刃寬度大于走刀量1.3倍以上?？梢杂行У男薰夤ぜ砻妗Ｓ笑?2°的刃傾角，使切屑排向待加工表面。刀刃必須研磨平直，表面粗糙度Ra0.8以上。

2.4 切削用量的選擇

切削時因為工件剛性很差，切削用量適當減小。

2.4.1 用硬質合金車刀車削時

粗車V=40-60米/分，t=1.5—2.5毫米，s=0.35-0.5毫米/轉。

半精車V=40-60米/分，t=1-1.5毫米，s=0.3-0.35毫米/轉。

精車V=60-80米/分，t=0.2-0.5毫米，s=0.2-0.25毫米/轉。

2.4.2 用高速鋼車刀精車時

V=1.5米/分，t=0.02-0.05毫米，s=12-14毫米/轉。

2.5 切削液的選用

用硬質合金刀車削時，一般使用冷卻效果好的乳化液進行冷卻。如果用高速鋼車刀車削時，為了減小刀具磨損，采用硫化切削油進行冷卻效果會更好。

2.6 采用反向進給法車削

反向進給法車削指車刀從卡盤往尾座方向進給，使工件形成受拉狀態，進給時產生的軸向力由尾座承受。車削時先在靠近卡盤端按尺寸要求車出一段50-80mm長基圓。并倒出45°斜角，然后將跟刀架爪對準基圓進行支撐。車刀位于支撐爪前5-10毫米位置對刀進行切削，車削中保持充足的冷卻潤滑。如圖4。

3 結語

細長軸的車削加工是機械加工中比較常見的一種加工方法。由于細長軸剛性差，車削時產生的切削力和熱變形較大，很難保證軸的加工質量。通過合理的裝卡方式和先進的加工方法，選擇合理的刀具幾何數據和切削用量等措施，是可以保證細長軸的加工質量要求。

參考文獻：

[1]張春棟，劉敬香.用大進給量反向車削細長軸，煤礦機械，2003（09）.

[2]白聘修.細長軸加工工藝，機械工程師，1994年增刊.

[3]細長軸車削，車工工藝學，北京，科學普及出版社.

[4]軸類零件的加工工藝分析，機械制造工藝與設備.北京：中國勞動社會保障出版社.

[5]細長軸車削，陳宏鈞主編.實用金屬切削手冊.北京：機械工業出版社.endprint

【摘 要】 針對細長軸的車削工藝特點，分析了加工中的不利因素，給出了加工中解決問題的具體方法。

【關鍵詞】 細長軸 車削工藝

【Abstract】 In this paper explained the slender shaft turning process characteristics， analyzes the processing of unfavorable factors， given a specific method to solve the problem in the processing.

【Key words】 slender shaft turning process

軸的長度與直徑之比大于20-25的軸叫細長軸。由于細長軸的剛性和散熱性差，車削過程中容易因切削力和切削熱的作用發生振動，彎曲變形。從而影響軸的加工精度和表面粗糙度。車削時一次走刀時間長，刀具磨損大，影響工件的幾何形狀精度。在機械加工中屬于難點。實踐中，經過不斷摸索，采用各種先進的車削裝置，選用合理的刀具幾何參數，切削用量等一系列有效的措施，是可以提高細長軸的剛性，滿足加工要求的。

1 細長軸加工前的注意事項

1.1 嚴格按章作業

選擇合理的切削用量，防止事故的發生。

1.2 刀具裝卡

刀具裝卡應高于主軸中心線0.2-0.5mm。使刀具后面與工件有輕微接觸，增加切削過程中的平穩性。

1.3 冷卻切削液

車削中加注充足的冷卻切削液。

1.4 研磨頂針孔

頂針孔是軸類零件加工中常用定位基準，其質量直接影響軸的加工精度。

2 細長軸的車削

2.1 工件的裝卡

工件采用一頂一卡的方法裝卡。在卡緊工件的卡爪面上墊入￠4mm的鋼絲，使工件與卡爪之間成為線接觸，減少接觸面積，使工件在卡盤內自由調節其位置。減少由于切削產生的扭曲變形。尾座使用活絡頂尖支撐，當工件切削受熱伸長時，可以起到有效的補償作用。見圖1。

2.2 使用三個支撐爪的跟刀架

工件本身有一個向下的重力，采用三個爪支撐，一面由車刀抵住，工件上下左右都不能移動，車削穩定。跟刀架可以隨車刀移動，抵消了徑向切削力，可以增加剛性，減少變形，提高工件的幾何精度和表面光潔度。使用時注意調整支撐爪對工件的壓緊力和接觸面。對工件的壓緊力以能沿旋轉方向滑動移動就可以了。支撐爪弧面形狀對加工精度有很大影響，可以根據工件直徑用鏜削的方法獲得。見圖2。

中心架的使用；加工中，由于細長軸剛性差，外圓不規則，工件需要架中心架的地方無法加工出基準圓。這時可用中心架輔助套筒的方法。套筒的孔徑要比工件外徑略大些。將套筒套在工件需要支撐的地方。套筒的兩邊各用四個螺釘將套筒固定在工件上。同時校正套筒使之與工件同心。在中心架的三個卡爪與套筒接觸并調整合適后既可加工。

2.3 刀具的幾何參數

刀具的幾何參數選擇不當，會造成切削力增大使工件產生彎曲變形和表面粗糙度增大。

選擇時主要考慮以下幾點。

2.3.1 粗車刀

刀片材料YT15。

為了減小徑向分力而減少軸的彎曲，車刀的主偏角取Φ=80°-90°。

為了減小切削力，應取較大的前角r=15°-30°。

車刀前面應磨有R=1.5-3mm的斷屑槽，使切屑卷曲折斷。

選擇正的刃傾角，取λ=3°-10°，使切屑流向待加工表面。

刀刃光潔度要達到Ra0.8，并要經常保持鋒利。見圖3。

2.3.2 精車刀

刀片材料W18Gr4V

采用彈性寬刃精車刀，特點是具有較大的前角r=30°，刀刃無倒棱，切削輕松，切屑呈鋁箔紙狀。刀刃寬度大于走刀量1.3倍以上。可以有效的修光工件表面。有λ=2°的刃傾角，使切屑排向待加工表面。刀刃必須研磨平直，表面粗糙度Ra0.8以上。

2.4 切削用量的選擇

切削時因為工件剛性很差，切削用量適當減小。

2.4.1 用硬質合金車刀車削時

粗車V=40-60米/分，t=1.5—2.5毫米，s=0.35-0.5毫米/轉。

半精車V=40-60米/分，t=1-1.5毫米，s=0.3-0.35毫米/轉。

精車V=60-80米/分，t=0.2-0.5毫米，s=0.2-0.25毫米/轉。

2.4.2 用高速鋼車刀精車時

V=1.5米/分，t=0.02-0.05毫米，s=12-14毫米/轉。

2.5 切削液的選用

用硬質合金刀車削時，一般使用冷卻效果好的乳化液進行冷卻。如果用高速鋼車刀車削時，為了減小刀具磨損，采用硫化切削油進行冷卻效果會更好。

2.6 采用反向進給法車削

反向進給法車削指車刀從卡盤往尾座方向進給，使工件形成受拉狀態，進給時產生的軸向力由尾座承受。車削時先在靠近卡盤端按尺寸要求車出一段50-80mm長基圓。并倒出45°斜角，然后將跟刀架爪對準基圓進行支撐。車刀位于支撐爪前5-10毫米位置對刀進行切削，車削中保持充足的冷卻潤滑。如圖4。

3 結語

細長軸的車削加工是機械加工中比較常見的一種加工方法。由于細長軸剛性差，車削時產生的切削力和熱變形較大，很難保證軸的加工質量。通過合理的裝卡方式和先進的加工方法，選擇合理的刀具幾何數據和切削用量等措施，是可以保證細長軸的加工質量要求。

參考文獻：

[1]張春棟，劉敬香.用大進給量反向車削細長軸，煤礦機械，2003（09）.

[2]白聘修.細長軸加工工藝，機械工程師，1994年增刊.

[3]細長軸車削，車工工藝學，北京，科學普及出版社.

[4]軸類零件的加工工藝分析，機械制造工藝與設備.北京：中國勞動社會保障出版社.

[5]細長軸車削，陳宏鈞主編.實用金屬切削手冊.北京：機械工業出版社.endprint

【摘 要】 針對細長軸的車削工藝特點，分析了加工中的不利因素，給出了加工中解決問題的具體方法。

【關鍵詞】 細長軸 車削工藝

【Abstract】 In this paper explained the slender shaft turning process characteristics， analyzes the processing of unfavorable factors， given a specific method to solve the problem in the processing.

【Key words】 slender shaft turning process

軸的長度與直徑之比大于20-25的軸叫細長軸。由于細長軸的剛性和散熱性差，車削過程中容易因切削力和切削熱的作用發生振動，彎曲變形。從而影響軸的加工精度和表面粗糙度。車削時一次走刀時間長，刀具磨損大，影響工件的幾何形狀精度。在機械加工中屬于難點。實踐中，經過不斷摸索，采用各種先進的車削裝置，選用合理的刀具幾何參數，切削用量等一系列有效的措施，是可以提高細長軸的剛性，滿足加工要求的。

1 細長軸加工前的注意事項

1.1 嚴格按章作業

選擇合理的切削用量，防止事故的發生。

1.2 刀具裝卡

刀具裝卡應高于主軸中心線0.2-0.5mm。使刀具后面與工件有輕微接觸，增加切削過程中的平穩性。

1.3 冷卻切削液

車削中加注充足的冷卻切削液。

1.4 研磨頂針孔

頂針孔是軸類零件加工中常用定位基準，其質量直接影響軸的加工精度。

2 細長軸的車削

2.1 工件的裝卡

工件采用一頂一卡的方法裝卡。在卡緊工件的卡爪面上墊入￠4mm的鋼絲，使工件與卡爪之間成為線接觸，減少接觸面積，使工件在卡盤內自由調節其位置。減少由于切削產生的扭曲變形。尾座使用活絡頂尖支撐，當工件切削受熱伸長時，可以起到有效的補償作用。見圖1。

2.2 使用三個支撐爪的跟刀架

工件本身有一個向下的重力，采用三個爪支撐，一面由車刀抵住，工件上下左右都不能移動，車削穩定。跟刀架可以隨車刀移動，抵消了徑向切削力，可以增加剛性，減少變形，提高工件的幾何精度和表面光潔度。使用時注意調整支撐爪對工件的壓緊力和接觸面。對工件的壓緊力以能沿旋轉方向滑動移動就可以了。支撐爪弧面形狀對加工精度有很大影響，可以根據工件直徑用鏜削的方法獲得。見圖2。

中心架的使用；加工中，由于細長軸剛性差，外圓不規則，工件需要架中心架的地方無法加工出基準圓。這時可用中心架輔助套筒的方法。套筒的孔徑要比工件外徑略大些。將套筒套在工件需要支撐的地方。套筒的兩邊各用四個螺釘將套筒固定在工件上。同時校正套筒使之與工件同心。在中心架的三個卡爪與套筒接觸并調整合適后既可加工。

2.3 刀具的幾何參數

刀具的幾何參數選擇不當，會造成切削力增大使工件產生彎曲變形和表面粗糙度增大。

選擇時主要考慮以下幾點。

2.3.1 粗車刀

刀片材料YT15。

為了減小徑向分力而減少軸的彎曲，車刀的主偏角取Φ=80°-90°。

為了減小切削力，應取較大的前角r=15°-30°。

車刀前面應磨有R=1.5-3mm的斷屑槽，使切屑卷曲折斷。

選擇正的刃傾角，取λ=3°-10°，使切屑流向待加工表面。

刀刃光潔度要達到Ra0.8，并要經常保持鋒利。見圖3。

2.3.2 精車刀

刀片材料W18Gr4V

采用彈性寬刃精車刀，特點是具有較大的前角r=30°，刀刃無倒棱，切削輕松，切屑呈鋁箔紙狀。刀刃寬度大于走刀量1.3倍以上?？梢杂行У男薰夤ぜ砻妗Ｓ笑?2°的刃傾角，使切屑排向待加工表面。刀刃必須研磨平直，表面粗糙度Ra0.8以上。

2.4 切削用量的選擇

切削時因為工件剛性很差，切削用量適當減小。

2.4.1 用硬質合金車刀車削時

粗車V=40-60米/分，t=1.5—2.5毫米，s=0.35-0.5毫米/轉。

半精車V=40-60米/分，t=1-1.5毫米，s=0.3-0.35毫米/轉。

精車V=60-80米/分，t=0.2-0.5毫米，s=0.2-0.25毫米/轉。

2.4.2 用高速鋼車刀精車時

V=1.5米/分，t=0.02-0.05毫米，s=12-14毫米/轉。

2.5 切削液的選用

用硬質合金刀車削時，一般使用冷卻效果好的乳化液進行冷卻。如果用高速鋼車刀車削時，為了減小刀具磨損，采用硫化切削油進行冷卻效果會更好。

2.6 采用反向進給法車削

反向進給法車削指車刀從卡盤往尾座方向進給，使工件形成受拉狀態，進給時產生的軸向力由尾座承受。車削時先在靠近卡盤端按尺寸要求車出一段50-80mm長基圓。并倒出45°斜角，然后將跟刀架爪對準基圓進行支撐。車刀位于支撐爪前5-10毫米位置對刀進行切削，車削中保持充足的冷卻潤滑。如圖4。

3 結語

細長軸的車削加工是機械加工中比較常見的一種加工方法。由于細長軸剛性差，車削時產生的切削力和熱變形較大，很難保證軸的加工質量。通過合理的裝卡方式和先進的加工方法，選擇合理的刀具幾何數據和切削用量等措施，是可以保證細長軸的加工質量要求。

參考文獻：

[1]張春棟，劉敬香.用大進給量反向車削細長軸，煤礦機械，2003（09）.

[2]白聘修.細長軸加工工藝，機械工程師，1994年增刊.

[3]細長軸車削，車工工藝學，北京，科學普及出版社.

[4]軸類零件的加工工藝分析，機械制造工藝與設備.北京：中國勞動社會保障出版社.

[5]細長軸車削，陳宏鈞主編.實用金屬切削手冊.北京：機械工業出版社.endprint