数控车床加工长轴

Question

各位师傅，我需要加工一批细长轴，不能顶，头端直径3个毫米长7个毫米，总106，其余直径尺寸是15个毫米。0.015的公差和0.03的同心度，用什么加工方法比较好，进给，转速，刀具，怎么安排比较合理，拜谢

Answer 1

工艺方面我不熟悉，

不过我怎么看你这工件和这公差都不像是数车的活，建议用数车开粗，无心磨精加工。

3丝的同轴度应该能保证

Answer 2

15毫米的直径直接搞拉光园。
3毫米的尺寸可以在数车（只要机床能保证其刚性与稳定性）上来保证，只要刀具锋利，走刀慢点，转速要最快就行。可能在粗糙度上是达不到要求的（你上面没说粗糙度要求），可以用油石或者金相砂纸砂下。如果不满意的话，那就要放点余量上外圆磨床上去磨这3mm的直径了。（15mm外径拉光园就能保证）

Answer 3

你是国产机么？这个机床要是台湾机就好办，国内机床需要技术，两面加工时候修爪是关键！

Answer 4

一、细长轴的定义

当工件长度跟直径直比大于
20
～
25
倍（
L/d>20
～
25
）时，称为细长轴。

二、由于细长轴本身刚性差（
L/d
值愈大，刚性愈差），在车削过程中会出现以下问题：

1
、工件受切削力、自重和旋转时离心力的作用，会产生弯曲、振动，严重影响其圆柱度和
表面粗糙度。

2
、在切削过程中，工件受热伸长产生弯曲变形，；车削就很难进行，严重时会使工件在顶
尖间卡住。

因此，车细长轴是一种难度较大的加工工艺。
虽然车细长轴的难度较大，但它也有一定
的规律性，
主要抓住中心架和跟刀架的使用、
解决工件热变形伸长以及合理选择车刀几何形
状等三个关键技术，问题就迎刃而解了。

三、使用中心架支承车细长轴

在车削细长轴时，可使用中心架来增加工件刚性。一般车削细长轴使用中心架的方

法有：

1
、中心架直接支承在工件中间

当工件可以分段车削时，中心架支承在工件中间，

这样支承，
L/d
值减少了一半，细长轴车削时的刚性可增加好几倍。在工件装上中

心架之前，必须在毛坯中部车出一段支承中心架支承爪的沟槽，表面粗糙度及圆柱

度误差要小，否则会影响工件的精度。车削时，中心架的支承爪与工件接触处应经

常加润滑油。为了使支承爪与工件保持良好的接触，也可以在中心架支承爪与工件

之间加一层砂布或研磨剂，进行研磨抱合。

2
、用过渡套筒支承车细长轴

用上述方法车削支承承中心架的沟槽是比较困难

的。为了解决这个问题，可加用过渡套筒的处表面接触，见图（
9
—
2
）。过渡套筒

的两端各装有四个螺钉，用这些螺钉夹住毛坯工件，并调整套筒外圆的轴线与主

轴旋转轴线相重合，即可车削。

四、使用跟刀架支承车细长轴

跟刀架固定在床鞍上，一般有两个支承爪，跟刀架可以跟随车刀移动，抵消径向切

削时可以增加工件的刚度，减少变形。从而提高细长轴的形状精度和减小表面粗糙度。

从跟刀架的设计原理来看，只需两只支承爪就可以了（图
9--4
），因车刀给工件的

切削抗力
F`r
，使工件贴住在跟刀架的两个支承爪上。但是实际使用时，工件本身有一个向
下重力，以及工件不可避免的弯曲，因此，当车削时，工件往往因离心力瞬时离开支承爪、
接触支承爪而产生振动。
如果采用三只支承爪的跟刀架支承工件一面由车刀抵住，
使工件上
下、左右都不能移动，车削时稳定，
不易产生振动。因此车细找轴时一个非常关键的问题是
要应用三个爪跟刀架。

五、减少工件的热变形伸长

车削时，由于切削热的影响，使工件随温度升高而逐渐伸长变形，这就叫
“
热变形
”
。

在车削一般轴类时可不考虑热变形伸长问题，但是车削细长轴时，因为工件长，总

伸长量长，所以一定要考虑到热变形的影响。工件热变形伸长量可按下式计算。

△
L=aL
△
t

式中

a
—
材料线膨胀系数，
1/
℃；

L
—
工件的总长，
mm
；

△
t
—
工件升高的温度，℃。

常用材料的线膨胀系数，可查阅有关附录表。

例

车削直径为
25mm
，长度为
1200mm
的细长轴，材料为
45
钢，车削时因受

切削热的影响，使工件由原来的
21
℃上升到
61
℃，求这根细长轴的热变形伸长量。

解

已知
L=1200mm;
△
t=61
℃－
21
℃
=40
℃
;
查表知，
45
钢的线膨胀系数
a=11.59×
10-6
1/
℃

根据公式（
9.5
）得：

△
L=aL
△
t=11.59×
10-6×
1200×
40=0.556mm

从上式计算可知，细长轴热变形伸长量是很大的。由于工件一端夹住，一端顶住，

工件无法伸长，因此只能本身产生弯曲。细长轴一旦产生弯曲后，车削就很难进

行。减少工件的热变形主要可采取以下措施：

1
、使用弹性回转顶尖

用弹性回转顶尖加工细长轴，可有较地补偿工件的热变形伸长，
工件不易弯曲，车削可顺利进行。

2
、加注充分的切削液

车削细长轴时，不论是低速切削还是高速切削，为了减少工件的
温升而引起热变形，必须加注切液充分冷却。使用切削液还

可以防止跟刀架支承爪拉毛
工件，提高刀具的使用寿命和工件的加工质量。

3
、刀具保持锐利

以减少车刀与工件的摩擦发热。

六、合理选择车刀几何形状

车削细长轴时，由于工件刚性差，车刀的几何形状对工件的振动有明显的影响。选择时
主要考虑以下几点：

1
、由于细长轴刚生差，为减少细长轴弯曲，要求径向切削力越小越好，而刀具的主偏角是
影响径向切削力的主要因素，
在不影响刀具强度情况下，
应尽量增大车刀主偏角。
车刀的主
偏角取
kr=80°
～
93°
。

2
、为减少切削烟力和切削热，应该选择
较大的前角，取
r0=15°
～
30°
。

3
、车刀前面应该磨有
R11.5
～
3
的断屑槽，使切削顺利卷曲折断。

4
、选择正刃倾角，取入
=3°
使切削屑流向待加工表面，并使卷屑效果良好。

5
、切削刃表面粗糙度要求在
Ra0.4
以下，并要经常保持锋利。

6
、为了减少径向切削力，应选择较小的
刀尖圆弧半径（
re<0.3mm
）

Answer 5

建议用走心机做一次性成型速度快而且行位公差又准