摘要：本文主要介紹細(xì)長軸加工過程刀具參數(shù)及切削三要素的選擇，分析細(xì)長軸加工特點(diǎn)和難點(diǎn)及工藝安排，對生產(chǎn)實(shí)踐有極大地幫助。

關(guān)鍵詞：細(xì)長軸 刀具幾何參數(shù) 切削用量

細(xì)長軸是工件長度跟直徑之比大于20～25倍（L/d>20～25）的軸類零件。在進(jìn)行加工的時候，在切削刀、重力和頂尖頂緊力的作用下，細(xì)長軸易發(fā)生變形。所以為了提高加工的精度，需要控制細(xì)長軸在加工過程中的受力及受熱變形的影響。因此，采用合理的刀具參數(shù)、切削用量、裝夾方案等有效措施，以提高細(xì)長軸在加工過程中的剛度，以便能夠得到的幾何精度準(zhǔn)確，來更好地保證加工的技術(shù)要求。

1 細(xì)長軸在加工中最常見的問題

①由于剛性差，加工遇熱后工件容易產(chǎn)生彎曲變形和振動。②熱擴(kuò)散性能差，在切削過程中，工件受熱伸長，當(dāng)工件兩端頂緊時易產(chǎn)生彎曲。③質(zhì)量難以保證。因?yàn)楣ぜ冃魏蟊砻鏁兊么植?。④車削?xì)長軸時車刀磨損大。每次走刀時間長，磨損刀具降低加工精度增大表面粗糙度。

2 怎樣提高細(xì)長軸加工精度及預(yù)防措施

2.1 減小背向力Fy見圖1。Fy是合力在垂直工作平面上的分力

此力的反力使工件發(fā)生彎曲變形，并在切削過程中產(chǎn)生振動，影響工件的加工精度。故用增大車刀主偏角的方法來減少Fy對工件加工的影響。

2.2 使用中心架支承車細(xì)長軸

在進(jìn)行車削細(xì)長軸的時候，為了增加工件中的剛性，可以對車削工件進(jìn)行分段切削，這樣可以將在車削細(xì)長軸時，可使用中心架來增加工件剛性。當(dāng)車削工中心架架在某一個支承面上。車床這樣，使L/d的比值按支承處的位置成比例降低，而工件的剛性則增加數(shù)倍。

2.3 使用跟刀架支承車細(xì)長軸

我們從刀架的設(shè)計原理不難看出，為了避免工件遇熱產(chǎn)生彎曲，在進(jìn)行車削的時候，就需要采用三只支撐爪跟刀架進(jìn)行支撐工作，這樣車削較為穩(wěn)定，不易產(chǎn)生振動。因此，車細(xì)找軸的關(guān)鍵問題就是要應(yīng)用三個爪跟刀架。

2.4 減少工件的熱變形伸長

車削時，由于切削熱的影響，使工件隨溫度的升高而變形。因此在進(jìn)行車削細(xì)長軸的時候，因?yàn)楣ぜL，總伸長量也較長，所以我們需要先考慮到受熱變形的影響，可以按以下方式計算。

△L=aLL△t

式中aL材料線膨脹系數(shù)，1/℃；L工件的總長，mm；△t工件升高的溫度，℃。

常用材料的線膨脹系數(shù)，可查閱有關(guān)附錄表。

例車削直徑為20mm，長度為1100mm的細(xì)長軸，材料為45鋼，車削時因受切削熱的影響，使工件由原來的24℃上升到66℃，求這根細(xì)長軸的熱變形伸長量。

解 已知L=1100mm；△t=66℃-24℃=42℃；查表知，45鋼的線膨脹系數(shù)a=11.59×10-61/℃

根據(jù)公式（9.5）得：

△L=aL△t=11.59×10-6×1100×42=0.535mm

從上述我們可以得知，為了減少熱變形對工件的影響，可以采取以下措施：①使用彈性回轉(zhuǎn)頂尖加工細(xì)長軸。為了對變形的細(xì)長軸進(jìn)行補(bǔ)償，從而使車削加工順利進(jìn)行。②加注充分的切削液。在進(jìn)行車削細(xì)長軸加工的時候，加入切削液能避免工件因溫度升高而引起的熱變形，因此我們可以合理利用切削液帶走切削加工過程中產(chǎn)生熱量。降低刀具與工件的摩擦，以此來提高使用壽命和工件加工質(zhì)量。

2.5 合理選擇刀具

因?yàn)榧?xì)長軸在加工過程中，由于剛性較差容易產(chǎn)生彎曲變形，我們在進(jìn)行車削加工的時候，增大刀具前角可以使切削刃變鋒利，減少切削流出到前面的摩擦阻力，從而減少切削力和切屑功率，同時加工時熱量也減少，提高刀具壽命。但前角增大后刀頭散熱體積減少將引起切削溫度的升高，所以要合理選擇前角。而車刀主偏角是影響徑向力的主要因素，隨著主偏角的增大，徑向切削力明顯減小。在進(jìn)行車削細(xì)長軸的時候，需要采用正常的刃傾角+3°～+10°，以使切削流向到待加工的表面上，以減少切削對已加工表面的影響。當(dāng)車削細(xì)長軸時采用一個較小后角時，可以起到防振的作用。

2.6合理地控制切削用量

對切削效率及加工質(zhì)量能否產(chǎn)生影響，切削用量的選擇是否合理很重要。一般來說，在進(jìn)行工藝系統(tǒng)剛度和機(jī)床功率允許的情況下，盡可能選取較大背吃刀量，以減少進(jìn)給次數(shù)。但是細(xì)長軸剛性差所以適合的刀量進(jìn)行切削，以此來減少震動，增加剛性。

3 結(jié)論

細(xì)長軸的加工因?yàn)槠鋭傂圆?，加工過程中受力和受熱變形大。我們?yōu)榱耸辜庸ぜ夹g(shù)要求得到保證，我們可以選擇適合的方法來滿足細(xì)長軸的加工質(zhì)量要求。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳保國，楊偉元.細(xì)長軸加工工藝分析[J].山西機(jī)械，2003（01）.

[2]黃志明.細(xì)長軸加工關(guān)鍵工藝[A].中國石油石化工程技術(shù)和物裝手冊（第二分冊）[C].2003.

[3]吳國杰.細(xì)長軸車削加工工藝探討[J].科技信息，2011（09）.

[4]張明，龐雄邦.淺析細(xì)長軸的車削技術(shù)[J].甘肅科技，2008（01）.[3]智繼勇.細(xì)長軸車削淺析[J].甘肅科技，2009（24）.

[5]趙菲菲.細(xì)長軸車削加工方法探討[J].黑龍江科技信息，2009（31）.

作者簡介：俞占倉（1983-），男，甘肅人，助理講師。