细长轴的加工方法

细长轴零件的加工方法

在普通车床上加工细长轴对操作人员车工操作技能水平要求比较高。笔者经过不断的摸索，找出了一些方法和技巧，在此，谈几点车削细长轴零件的步骤和体会。

一、车中心架位、车端面、钻中心孔

为了能够在细长轴两端轴径上加工出圆柱度和粗糙度较高的中心架位，为下一步车端面、钻中心孔打好基础，笔者制作了尾座夹头，其原理类似于四爪卡盘。尾座夹头的一端安装在莫氏5号活顶尖上，夹头内径、锥度与活顶尖外径、锥度实配，夹头的另一端孔径、比零件毛坯尺寸大15mm～20mm，深50mm,并在对称位置打4个M16～M20顶丝孔（如用3个顶丝不易调整、找正工件）。使用四爪卡盘装夹工件，依靠车床前端的四爪卡盘和尾座夹头的四个顶丝固定调正工件位置，这种方法方便、实用、好操作，俗称“借余量”，可以很好地避免出现因工件毛坯的弯曲变形造成影响正常加工的问题。

1.车两端中心架位

工件调正位置后，操作者依次车出细长轴两端的中心架位，并保证两端中心架位外径尺寸一致，以便于中心架的安装和调整，同时，要保证所车出的中心架位表面粗糙度和圆柱度精度，否则会影响工件下一步的加工精度。

2.车端面、钻中心孔、车卡盘装夹位置

先架上中心架，研磨中心架三个支撑爪与工件的接触面，调整支撑爪的位置，使工件旋转中心与机床轴心重合，并使支撑爪与工件外圆保持微小间隙接触，充分注油润滑、锁紧中心架、启动设备，然后，开始车端面、钻中心孔、车出卡盘装夹位置。

这样操作的优点是：中心架位粗糙度和圆柱度精度高，支撑工件牢固、稳定、调整方便，材料毛坯如有弯曲变形等缺陷容易校正，车端面钻中心孔的质量高，并且不易打刀、不易折断中心钻。在实际生产中，有时钻出的中心孔为椭圆形或为棱形，原因就是由于中心架位精度不高造成的。

二、装卡工件方式

在工件同轴度要求不是特别高的情况下，车削细长轴通常采用一卡一顶装夹的方法，这样夹紧力大、便于调正，工件的刚性好，同时配合使用跟刀架做辅助支撑，需要注意的是：卡盘夹持工件的长度要尽可能缩短，并尽量多倒一至两次头，以提高卡盘爪夹紧面与工件顶尖孔的同轴度，消除过定位对工件造成的扭曲（俗称别劲），也可以在卡盘爪和工件之间缠一圈钢丝并研磨顶尖孔。

机械与电子　Ｓｃｉｅｎｃｅ＆ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｖｉｅｗ　科技视界　２０１１年８月第２４期　

细长轴的加工　

张莉　

（江苏联合职业技术学院徐州机电工程分院江苏徐州２２１０１　１）　

【摘要】本文从细长轴的结构和加工过程中易出现的的变形来说明细长轴的加工特点，从装夹和刀具选择两个方面讲述　了加工细长轴的精度保证方法和注意事项。　

【关键词】细长轴；装夹；角度　

１　细长轴的结构和加工特点　

１．１刚性差　

由于工件长径比大，刚性较差，车削时易引起振动和弯　曲变形。尺寸精度和表面粗糙度较难保证。　

１．２热变形大　

由于细长轴在车削时散热差，线膨胀大。当工作两端顶　起时易产生弯曲变形，而弯曲工件旋转时所产生的离心力，　

会加剧弯曲变形。　１．３刀具磨损大　

细长轴加工时，切削用量小，加工时间长，刀具磨损大，　因而增大了工件的形状误差。　

２细长轴的装夹方法　

２．１两顶尖间安装细长轴　

这种装夹方法没有装夹定位误差、容易保证工件的同轴　度，但车削刚性差，容易产生振动。因而只适宜于长径比不太　

大，加工余量小。需要多次以两端顶尖孔定位来保证同轴度　的工件加工。　

２．２一夹一顶装夹细长轴工件　在软件三爪上车出一条宽度为３—５ｍｍ的环形凸带（或　

在工件上绕一圈细钢丝），用以夹紧系长轴工件的一端，另一　

端用后顶尖支承。这种装夹方法可以使系长轴工件在自由状　态下定位夹紧，定心精度高，可以克服三爪夹紧产生弯斜和　

限制四个自由度造成定心精度差的缺点。　２．３一夹一拉装夹细长轴工件　

两顶尖装夹和一夹一顶安装长轴工作。都不能削除中因　热变形所产生的轴向伸长，从而导致工件弯曲变形。一夹一拉　

装夹细长轴工件时，工件在车削过程中始终受到轴向拉伸作　用，并可用尾座手轮调整拉伸量，因而减少了细长轴车削时的　

弯曲变形。这是加工细长轴工件较理想的装夹方法之一。　２．４使用中心架和跟刀架装夹细长轴　

２．４．１中心架的使用　把中心架安装在细长轴工件中间。能增强工件车削是的　

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。

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I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。