细长轴的车削加工工艺

史永珍+王雅杰

【摘 要】 针对细长轴的车削工艺特点，分析了加工中的不利因素，给出了加工中解决问题的具体方法。

【关键词】 细长轴 车削工艺

【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

轴的长度与直径之比大于20-25的轴叫细长轴。由于细长轴的刚性和散热性差，车削过程中容易因切削力和切削热的作用发生振动，弯曲变形。从而影响轴的加工精度和表面粗糙度。车削时一次走刀时间长，刀具磨损大，影响工件的几何形状精度。在机械加工中属于难点。实践中，经过不断摸索，采用各种先进的车削装置，选用合理的刀具几何参数，切削用量等一系列有效的措施，是可以提高细长轴的刚性，满足加工要求的。

1 细长轴加工前的注意事项

1.1 严格按章作业

选择合理的切削用量，防止事故的发生。

1.2 刀具装卡

刀具装卡应高于主轴中心线0.2-0.5mm。使刀具后面与工件有轻微接触，增加切削过程中的平稳性。

1.3 冷却切削液

车削中加注充足的冷却切削液。

1.4 研磨顶针孔

顶针孔是轴类零件加工中常用定位基准，其质量直接影响轴的加工精度。

2 细长轴的车削

2.1 工件的装卡

工件采用一顶一卡的方法装卡。在卡紧工件的卡爪面上垫入￠4mm的钢丝，使工件与卡爪之间成为线接触，减少接触面积，使工件在卡盘内自由调节其位置。减少由于切削产生的扭曲变形。尾座使用活络顶尖支撑，当工件切削受热伸长时，可以起到有效的补偿作用。见图1。

2.2 使用三个支撑爪的跟刀架

工件本身有一个向下的重力，采用三个爪支撑，一面由车刀抵住，工件上下左右都不能移动，车削稳定。跟刀架可以随车刀移动，抵消了径向切削力，可以增加刚性，减少变形，提高工件的几何精度和表面光洁度。使用时注意调整支撑爪对工件的压紧力和接触面。对工件的压紧力以能沿旋转方向滑动移动就可以了。支撑爪弧面形状对加工精度有很大影响，可以根据工件直径用镗削的方法获得。见图2。

中心架的使用；加工中，由于细长轴刚性差，外圆不规则，工件需要架中心架的地方无法加工出基准圆。这时可用中心架辅助套筒的方法。套筒的孔径要比工件外径略大些。将套筒套在工件需要支撑的地方。套筒的两边各用四个螺钉将套筒固定在工件上。同时校正套筒使之与工件同心。在中心架的三个卡爪与套筒接触并调整合适后既可加工。

2.3 刀具的几何参数

刀具的几何参数选择不当，会造成切削力增大使工件产生弯曲变形和表面粗糙度增大。

选择时主要考虑以下几点。

2.3.1 粗车刀

刀片材料YT15。

为了减小径向分力而减少轴的弯曲，车刀的主偏角取Φ=80°-90°。

为了减小切削力，应取较大的前角r=15°-30°。

车刀前面应磨有R=1.5-3mm的断屑槽，使切屑卷曲折断。

选择正的刃倾角，取λ=3°-10°，使切屑流向待加工表面。

刀刃光洁度要达到Ra0.8，并要经常保持锋利。见图3。

2.3.2 精车刀

刀片材料W18Gr4V

采用弹性宽刃精车刀，特点是具有较大的前角r=30°，刀刃无倒棱，切削轻松，切屑呈铝箔纸状。刀刃宽度大于走刀量1.3倍以上。可以有效的修光工件表面。有λ=2°的刃倾角，使切屑排向待加工表面。刀刃必须研磨平直，表面粗糙度Ra0.8以上。

2.4 切削用量的选择

切削时因为工件刚性很差，切削用量适当减小。

2.4.1 用硬质合金车刀车削时

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

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

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

2.4.2 用高速钢车刀精车时

V=1.5米/分，t=0.02-0.05毫米，s=12-14毫米/转。

2.5 切削液的选用

用硬质合金刀车削时，一般使用冷却效果好的乳化液进行冷却。如果用高速钢车刀车削时，为了减小刀具磨损，采用硫化切削油进行冷却效果会更好。

2.6 采用反向进给法车削

反向进给法车削指车刀从卡盘往尾座方向进给，使工件形成受拉状态，进给时产生的轴向力由尾座承受。车削时先在靠近卡盘端按尺寸要求车出一段50-80mm长基圆。并倒出45°斜角，然后将跟刀架爪对准基圆进行支撑。车刀位于支撑爪前5-10毫米位置对刀进行切削，车削中保持充足的冷却润滑。如图4。

3 结语

细长轴的车削加工是机械加工中比较常见的一种加工方法。由于细长轴刚性差，车削时产生的切削力和热变形较大，很难保证轴的加工质量。通过合理的装卡方式和先进的加工方法，选择合理的刀具几何数据和切削用量等措施，是可以保证细长轴的加工质量要求。

参考文献：

[1]张春栋，刘敬香.用大进给量反向车削细长轴，煤矿机械，2003（09）.

[2]白聘修.细长轴加工工艺，机械工程师，1994年增刊.

[3]细长轴车削，车工工艺学，北京，科学普及出版社.

[4]轴类零件的加工工艺分析，机械制造工艺与设备.北京：中国劳动社会保障出版社.

[5]细长轴车削，陈宏钧主编.实用金属切削手册.北京：机械工业出版社.endprint

【摘 要】 针对细长轴的车削工艺特点，分析了加工中的不利因素，给出了加工中解决问题的具体方法。

【关键词】 细长轴 车削工艺

【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

轴的长度与直径之比大于20-25的轴叫细长轴。由于细长轴的刚性和散热性差，车削过程中容易因切削力和切削热的作用发生振动，弯曲变形。从而影响轴的加工精度和表面粗糙度。车削时一次走刀时间长，刀具磨损大，影响工件的几何形状精度。在机械加工中属于难点。实践中，经过不断摸索，采用各种先进的车削装置，选用合理的刀具几何参数，切削用量等一系列有效的措施，是可以提高细长轴的刚性，满足加工要求的。

1 细长轴加工前的注意事项

1.1 严格按章作业

选择合理的切削用量，防止事故的发生。

1.2 刀具装卡

刀具装卡应高于主轴中心线0.2-0.5mm。使刀具后面与工件有轻微接触，增加切削过程中的平稳性。

1.3 冷却切削液

车削中加注充足的冷却切削液。

1.4 研磨顶针孔

顶针孔是轴类零件加工中常用定位基准，其质量直接影响轴的加工精度。

2 细长轴的车削

2.1 工件的装卡

工件采用一顶一卡的方法装卡。在卡紧工件的卡爪面上垫入￠4mm的钢丝，使工件与卡爪之间成为线接触，减少接触面积，使工件在卡盘内自由调节其位置。减少由于切削产生的扭曲变形。尾座使用活络顶尖支撑，当工件切削受热伸长时，可以起到有效的补偿作用。见图1。

2.2 使用三个支撑爪的跟刀架

工件本身有一个向下的重力，采用三个爪支撑，一面由车刀抵住，工件上下左右都不能移动，车削稳定。跟刀架可以随车刀移动，抵消了径向切削力，可以增加刚性，减少变形，提高工件的几何精度和表面光洁度。使用时注意调整支撑爪对工件的压紧力和接触面。对工件的压紧力以能沿旋转方向滑动移动就可以了。支撑爪弧面形状对加工精度有很大影响，可以根据工件直径用镗削的方法获得。见图2。

中心架的使用；加工中，由于细长轴刚性差，外圆不规则，工件需要架中心架的地方无法加工出基准圆。这时可用中心架辅助套筒的方法。套筒的孔径要比工件外径略大些。将套筒套在工件需要支撑的地方。套筒的两边各用四个螺钉将套筒固定在工件上。同时校正套筒使之与工件同心。在中心架的三个卡爪与套筒接触并调整合适后既可加工。

2.3 刀具的几何参数

刀具的几何参数选择不当，会造成切削力增大使工件产生弯曲变形和表面粗糙度增大。

选择时主要考虑以下几点。

2.3.1 粗车刀

刀片材料YT15。

为了减小径向分力而减少轴的弯曲，车刀的主偏角取Φ=80°-90°。

为了减小切削力，应取较大的前角r=15°-30°。

车刀前面应磨有R=1.5-3mm的断屑槽，使切屑卷曲折断。

选择正的刃倾角，取λ=3°-10°，使切屑流向待加工表面。

刀刃光洁度要达到Ra0.8，并要经常保持锋利。见图3。

2.3.2 精车刀

刀片材料W18Gr4V

采用弹性宽刃精车刀，特点是具有较大的前角r=30°，刀刃无倒棱，切削轻松，切屑呈铝箔纸状。刀刃宽度大于走刀量1.3倍以上。可以有效的修光工件表面。有λ=2°的刃倾角，使切屑排向待加工表面。刀刃必须研磨平直，表面粗糙度Ra0.8以上。

2.4 切削用量的选择

切削时因为工件刚性很差，切削用量适当减小。

2.4.1 用硬质合金车刀车削时

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

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

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

2.4.2 用高速钢车刀精车时

V=1.5米/分，t=0.02-0.05毫米，s=12-14毫米/转。

2.5 切削液的选用

用硬质合金刀车削时，一般使用冷却效果好的乳化液进行冷却。如果用高速钢车刀车削时，为了减小刀具磨损，采用硫化切削油进行冷却效果会更好。

2.6 采用反向进给法车削

反向进给法车削指车刀从卡盘往尾座方向进给，使工件形成受拉状态，进给时产生的轴向力由尾座承受。车削时先在靠近卡盘端按尺寸要求车出一段50-80mm长基圆。并倒出45°斜角，然后将跟刀架爪对准基圆进行支撑。车刀位于支撑爪前5-10毫米位置对刀进行切削，车削中保持充足的冷却润滑。如图4。

3 结语

细长轴的车削加工是机械加工中比较常见的一种加工方法。由于细长轴刚性差，车削时产生的切削力和热变形较大，很难保证轴的加工质量。通过合理的装卡方式和先进的加工方法，选择合理的刀具几何数据和切削用量等措施，是可以保证细长轴的加工质量要求。

参考文献：

[1]张春栋，刘敬香.用大进给量反向车削细长轴，煤矿机械，2003（09）.

[2]白聘修.细长轴加工工艺，机械工程师，1994年增刊.

[3]细长轴车削，车工工艺学，北京，科学普及出版社.

[4]轴类零件的加工工艺分析，机械制造工艺与设备.北京：中国劳动社会保障出版社.

[5]细长轴车削，陈宏钧主编.实用金属切削手册.北京：机械工业出版社.endprint

【摘 要】 针对细长轴的车削工艺特点，分析了加工中的不利因素，给出了加工中解决问题的具体方法。

【关键词】 细长轴 车削工艺

【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

轴的长度与直径之比大于20-25的轴叫细长轴。由于细长轴的刚性和散热性差，车削过程中容易因切削力和切削热的作用发生振动，弯曲变形。从而影响轴的加工精度和表面粗糙度。车削时一次走刀时间长，刀具磨损大，影响工件的几何形状精度。在机械加工中属于难点。实践中，经过不断摸索，采用各种先进的车削装置，选用合理的刀具几何参数，切削用量等一系列有效的措施，是可以提高细长轴的刚性，满足加工要求的。

1 细长轴加工前的注意事项

1.1 严格按章作业

选择合理的切削用量，防止事故的发生。

1.2 刀具装卡

刀具装卡应高于主轴中心线0.2-0.5mm。使刀具后面与工件有轻微接触，增加切削过程中的平稳性。

1.3 冷却切削液

车削中加注充足的冷却切削液。

1.4 研磨顶针孔

顶针孔是轴类零件加工中常用定位基准，其质量直接影响轴的加工精度。

2 细长轴的车削

2.1 工件的装卡

工件采用一顶一卡的方法装卡。在卡紧工件的卡爪面上垫入￠4mm的钢丝，使工件与卡爪之间成为线接触，减少接触面积，使工件在卡盘内自由调节其位置。减少由于切削产生的扭曲变形。尾座使用活络顶尖支撑，当工件切削受热伸长时，可以起到有效的补偿作用。见图1。

2.2 使用三个支撑爪的跟刀架

工件本身有一个向下的重力，采用三个爪支撑，一面由车刀抵住，工件上下左右都不能移动，车削稳定。跟刀架可以随车刀移动，抵消了径向切削力，可以增加刚性，减少变形，提高工件的几何精度和表面光洁度。使用时注意调整支撑爪对工件的压紧力和接触面。对工件的压紧力以能沿旋转方向滑动移动就可以了。支撑爪弧面形状对加工精度有很大影响，可以根据工件直径用镗削的方法获得。见图2。

中心架的使用；加工中，由于细长轴刚性差，外圆不规则，工件需要架中心架的地方无法加工出基准圆。这时可用中心架辅助套筒的方法。套筒的孔径要比工件外径略大些。将套筒套在工件需要支撑的地方。套筒的两边各用四个螺钉将套筒固定在工件上。同时校正套筒使之与工件同心。在中心架的三个卡爪与套筒接触并调整合适后既可加工。

2.3 刀具的几何参数

刀具的几何参数选择不当，会造成切削力增大使工件产生弯曲变形和表面粗糙度增大。

选择时主要考虑以下几点。

2.3.1 粗车刀

刀片材料YT15。

为了减小径向分力而减少轴的弯曲，车刀的主偏角取Φ=80°-90°。

为了减小切削力，应取较大的前角r=15°-30°。

车刀前面应磨有R=1.5-3mm的断屑槽，使切屑卷曲折断。

选择正的刃倾角，取λ=3°-10°，使切屑流向待加工表面。

刀刃光洁度要达到Ra0.8，并要经常保持锋利。见图3。

2.3.2 精车刀

刀片材料W18Gr4V

采用弹性宽刃精车刀，特点是具有较大的前角r=30°，刀刃无倒棱，切削轻松，切屑呈铝箔纸状。刀刃宽度大于走刀量1.3倍以上。可以有效的修光工件表面。有λ=2°的刃倾角，使切屑排向待加工表面。刀刃必须研磨平直，表面粗糙度Ra0.8以上。

2.4 切削用量的选择

切削时因为工件刚性很差，切削用量适当减小。

2.4.1 用硬质合金车刀车削时

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

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

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

2.4.2 用高速钢车刀精车时

V=1.5米/分，t=0.02-0.05毫米，s=12-14毫米/转。

2.5 切削液的选用

用硬质合金刀车削时，一般使用冷却效果好的乳化液进行冷却。如果用高速钢车刀车削时，为了减小刀具磨损，采用硫化切削油进行冷却效果会更好。

2.6 采用反向进给法车削

反向进给法车削指车刀从卡盘往尾座方向进给，使工件形成受拉状态，进给时产生的轴向力由尾座承受。车削时先在靠近卡盘端按尺寸要求车出一段50-80mm长基圆。并倒出45°斜角，然后将跟刀架爪对准基圆进行支撑。车刀位于支撑爪前5-10毫米位置对刀进行切削，车削中保持充足的冷却润滑。如图4。

3 结语

细长轴的车削加工是机械加工中比较常见的一种加工方法。由于细长轴刚性差，车削时产生的切削力和热变形较大，很难保证轴的加工质量。通过合理的装卡方式和先进的加工方法，选择合理的刀具几何数据和切削用量等措施，是可以保证细长轴的加工质量要求。

参考文献：

[1]张春栋，刘敬香.用大进给量反向车削细长轴，煤矿机械，2003（09）.

[2]白聘修.细长轴加工工艺，机械工程师，1994年增刊.

[3]细长轴车削，车工工艺学，北京，科学普及出版社.

[4]轴类零件的加工工艺分析，机械制造工艺与设备.北京：中国劳动社会保障出版社.

[5]细长轴车削，陈宏钧主编.实用金属切削手册.北京：机械工业出版社.endprint