細長軸加工注意問題


1.概念
長度與直徑之比大于25（即L/D>25）的軸叫細長軸。
如車床上的絲杠、光杠等。由于細長軸剛性很差、車削加工時受切削力、切削熱和振動等的作用和影響，極易產生變形，出現直線度、圓柱度等加工誤差，不易達到圖樣上的形位精度和表面質量等技術要求，使切削加工很困難。L/d值越大，車削加工越困難。

2.加工難度
細長軸剛性較差，在加工過程中因床及刀具事業者多因素等影響，工件易產生，彎曲腰鼓形，多角形，糖糊蘆形等等缺陷，特別是磨削加工中一般尺寸占差，表面粗糙度又要求較高，又因磨削時工件一般要求誶火式調質等熱處理要求，磨削時的切削熱更容易引起工件變形等等，因此如何解決好上述的問題，便成了加工超細長軸關鍵問題。

3.細長軸的加工
車削細長軸的關鍵技術是防止加工中的彎曲變形，為此必須從夾具、機床輔具、工藝方法、操作技術、刀具和切削用量等方面采取措施。

4.改進工裝夾方法
在車削細長軸時，一般均采用一頭夾和一頭頂的裝夾方法。用卡盤裝夾工件時，在卡爪與工件之間套入一開口的風絲圈，以減少工件與卡爪軸向接角長度。在尾座上采用彈性頂尖，這樣當工件受切削熱而伸長時，頂針能軸向伸縮，以補償工作的亭臺形，減少工件的彎曲。

5.采用跟刀架
跟刀架為車床的通用除件，它用來在刀具切削點附近支承工件并與刀架溜板一起作縱向移動。跟刀架與工件接觸處的支承一塊一般用耐磨的球墨鑄鐵或青銅制成，支承爪的圓弧，應在粗車后與外圓研配，以免擦傷工件，采用跟刀架能抵消加工時徑向切削分力和工件自重的影響，從而減少切削振動和工件變形，但必須注意仔細調整，使跟刀架的中心與機床頂針中心保持一致。

6.合理選擇車刀的角度
為減少徑向切削力，宜選用較大主偏角；前刀面應磨出R=1.5-3mm的斷屑槽，前角一般取γ0=150-300；刃傾角λs取正值，使切屑流向待加工表面；車刀表面粗糙度值要小，并經常保持切削刃鋒利。

7.合理選擇切削用量
車削細長軸時，切削用量應比普通軸類零件適當減小，用硬質合金車刀粗車，可按下表切削用量

精車時，用硬質合金金車刀車削φ20φ40mm，長1000-1500mm細長軸時，可選用f=0.15-0.25mm/r,ap=0.2-0.5mm，v=60-100m/s。

8.細長軸出現的問題與解決方法
在細長軸的車削時，除了要解決細長軸的剛性不足而產生的彎曲、振動之外，還要注意的是細長軸在加工中也易出現錐度、中凹度、竹節形等。
（1）錐度的產生是由于頂類和主軸中心不同軸或刀具磨損等造成的。解決的辦法就是調整機床精度，選用較好的刀具材料和采用合理的幾何角度。
（2）中凹度是兩頭大、中間小現象，影響工件直線度。其產生的原因是跟刀架外側支承爪壓得太緊，在離后頂類或車頭近處，因材料的剛性強頂不過來，故造成工件兩頭直徑大，而中間的剛性相對較弱，支承爪就會從外側頂過來，從而加大了吃刀深度，所以中間凹。解決的方法是讓支承爪不要過緊或過松。
（3）竹節形是工件直徑不等或表面等距不平的現象，這也是跟刀架外側支承爪和工件接觸過緊（過松）或頂尖精度差造成的。
在進行切削時，由于支承爪接觸工件過緊，當跟刀架行進到此處時，將把工件頂向刀尖，增大了吃刀深度，使此工件直徑變小，由于變小后由間隙產生，切削時的徑向力又把工件推到和跟刀架支承爪接觸，此時，工件的直徑又變大了，這樣不斷重復，有規律的變化，使工件一段大，一段小形在竹節。解決的辦法就職首選精度高的活頂尖，并采取不停車跟刀的方法，其次還可采用寬刀刃的方法來消除竹節形。
因此，在細長軸的切削過程中，要采取不同的方法，高速小吃刀量或低速大吃刀量反向切削的方法，來改善切削系統，同時配有中心架或跟刀架來增加工藝系統的剛性。才能更好的完成細長軸的切削。