車復雜工件

車工技能訓練（第六版）車細長軸

車工技能訓練（第六版）通常將工件長度L與直徑d之比大于25（即長徑比L/d>25）的軸類工件稱為細長軸。細長軸外形并不復雜，但由于它本身的剛度低，車削時又受切削力、重力、切削熱等因素的影響，容易引起振動及變形，由此產生形狀誤差等缺陷，難以保證加工精度。長徑比越大，加工就越困難。細長軸車削一般采用兩頂尖裝夾或一夾一頂方式裝夾。細長軸車削的三個關鍵技術是：使用中心架和跟刀架作輔助支撐，增強工件的剛度；解決工件受熱變形而伸長問題；合理選擇車刀的幾何形狀。

車工技能訓練（第六版）一、用中心架支撐車細長軸1.中心架的結構（1）普通中心架中心架工作時，架體1通過壓板8和螺母7緊固在床身上，上蓋可以打開或扣合，并用螺釘6鎖定。支撐爪3的升降分別用三個調整螺釘2來調整，以適應不同直徑的工件，并分別用三個緊固螺釘5緊固。

車工技能訓練（第六版）一、用中心架支撐車細長軸1.中心架的結構（2）滾動軸承中心架結構與普通中心架相同，區別在于支撐爪前端有三個滾動軸承，以滾動摩擦代替滑動摩擦。優點：能高速車削，不會研傷工件表面。缺點：同軸度稍差。

車工技能訓練（第六版）一、用中心架支撐車細長軸2.用中心架支撐車細長軸（1）用兩頂尖裝夾工件1）中心架直接支撐在細長軸中間先在工件中部中心架支撐部位用低速、小進給量的切削方法車出一段槽，槽直徑應略大于該處工件要求的尺寸，槽寬度應寬于支撐爪，槽應有較小的表面粗糙度值（Ra值為1.6μm）和較高的形狀精度（圓度誤差小于0.05mm），然后裝上中心架。這時的L/d值減小了一半，車削時工件的剛度可提高很多。調整中心架支撐爪時，先調整好下面兩個支撐爪，鎖緊防松螺釘，然后蓋上上蓋并固定，最后調整好上面一個支撐爪，并鎖緊防松螺釘。車削完一端后，將工件掉頭裝夾，用中心架的三個支撐爪輕輕支撐已加工表面，再車另一端至尺寸要求。

車工技能訓練（第六版）一、用中心架支撐車細長軸2.用中心架支撐車細長軸（1）用兩頂尖裝夾工件2）過渡套筒與中心架配合使用支撐車削細長軸對于外徑不規則的工件（如中心架支撐部位有鍵槽或花鍵等）或毛坯，可以采用中心架配以過渡套筒的支撐工件的方式車削細長軸。1—中心架支撐爪2—過渡套筒3—工件4—調整螺釘

車工技能訓練（第六版）一、用中心架支撐車細長軸2.用中心架支撐車細長軸（1）用兩頂尖裝夾工件2）過渡套筒與中心架配合使用支撐車削細長軸使用時，調整這些螺釘，并用百分表找正，使過渡套筒外圓的軸線與主軸軸線重合（上圖），然后裝上中心架，使三個支撐爪與過渡套筒外圓輕輕接觸，并能使工件均勻轉動，即可車削，如下圖所示。1—工件2—過渡套筒3—百分表4—調整螺釘

車工技能訓練（第六版）一、用中心架支撐車細長軸2.用中心架支撐車細長軸（2）用卡盤裝夾和中心架支撐工件當工件一端用卡盤夾緊，另一端用中心架支撐時，工件在中心架上找正的方法有以下三種形式：1）工件在一夾一頂半精車外圓后，若需車端面、鉆孔、車孔或精車外圓時，只需將中心架放置并固定于適當位置，以外圓為基準，依次調整中心架的三個支撐爪，使其與工件外圓剛剛接觸，然后鎖緊支撐爪，在支撐爪與工件接觸處加注潤滑油脂，移去尾座頂尖后即可車削。2）外圓已加工、長度不太長的工件，可以一端夾持在卡盤上，另一端用中心架支撐。開始找正時，用手轉動卡盤，使用劃針或百分表找正工件兩端外圓，找正后依次調整中心架的三個支撐爪，使之與工件外圓輕輕接觸。

車工技能訓練（第六版）一、用中心架支撐車細長軸2.用中心架支撐車細長軸（2）用卡盤裝夾和中心架支撐工件3）當工件的外圓已加工且長度較長時，可以將工件一端夾持在卡盤上，另一端用中心架支撐。先在靠近卡盤處將工件外圓找正，然后搖動床鞍、中滑板，用劃針或百分表在工件兩端做對比測量（當工件兩端被測處直徑相同時），或用游標高度卡尺測量兩端實際尺寸，然后減去相應的半徑差進行比較（當工件兩端被測處直徑不同時），并以此來調整中心架支撐爪，使工件兩端高低、前后位置一致。a）找正高低位置b）找正前后位置

車工技能訓練（第六版）一、用中心架支撐車細長軸2.用中心架支撐車細長軸（3）尾座中心位置的找正尾座找正的方法是在車削中心架支撐部位外圓柱面的同時，在工件兩端各車削一段直徑相同的外圓（應留出足夠的加工余量），用百分表找正尾座的中心位置，如圖所示。用百分表在工件兩端直徑相同的外圓處測量，當測得中滑板的進給讀數相同而百分表的讀數不同時，說明尾座中心偏移，則應進行找正，直到在工件兩端百分表讀數相同時為止。

車工技能訓練（第六版）二、用跟刀架支撐車細長軸用跟刀架支撐車削細長軸，跟刀架3固定在床鞍上，其支撐爪支撐在細長軸1上，跟在車刀2的后面，并隨車刀的進給而移動，從而抵消切削時產生的背向力，提高工件的剛度，減小變形和振動，提高細長軸的加工精度和減小表面粗糙度值。1—細長軸2—車刀3—跟刀架4—支撐爪

車工技能訓練（第六版）二、用跟刀架支撐車細長軸1.跟刀架的種類常用的跟刀架有兩種：兩爪跟刀架和三爪跟刀架a）兩爪跟刀架b）三爪跟刀架

車工技能訓練（第六版）二、用跟刀架支撐車細長軸2.跟刀架的結構支撐爪1、2的徑向移動可直接通過旋轉手柄4實現；支撐爪3的徑向移動則通過旋轉手柄，使錐齒輪5轉動，帶動錐齒輪6使絲桿7轉動來實現。1、2、3—支撐爪4—手柄5、6—錐齒輪7—絲桿

車工技能訓練（第六版）二、用跟刀架支撐車細長軸3.跟刀架的選用跟刀架的支撐爪1、2用來承受工件上切削力F的兩個分力F1和F2，而重力Q對工件的作用則由支撐爪3來承受。對于具有足夠剛度，不致因重力而引起彎曲變形的工件，使用兩爪跟刀架可以滿足加工要求；但剛度低，在重力作用下容易產生彎曲變形的細長軸，為避免車削時工件受重力作用產生變形而瞬時離開支撐爪、瞬時接觸支撐爪，引起振動，需選用三爪跟刀架支撐工件，使工件支撐在三個支撐爪和車刀刀尖之間，上下、左右不能移動，使車削穩定。

車工技能訓練（第六版）二、用跟刀架支撐車細長軸4.支撐爪的調整（1）在工件的已加工表面上，調整支撐爪與車刀的相對支撐位置，一般是讓支撐爪位于車刀的后面，兩者軸向距離應小于10mm。（2）先調整后支撐爪，調整時，應綜合運用手感、耳聽、目測等方法控制支撐爪，使它輕微接觸到外圓為止。再依次調整下支撐爪和上支撐爪，要求各支撐爪都能與軸保持相同的合理間隙，使軸可自由轉動。

車工技能訓練（第六版）二、用跟刀架支撐車細長軸5.支撐爪的修正修正可在本車床上進行，先將跟刀架固定安裝在床鞍上，再將有可調刀柄的內孔車刀裝在卡盤上，調整支撐爪的位置，然后使主軸（車刀）轉動，用床鞍做縱向進給車削支撐爪的支撐面，使支撐面構成的直徑基本等于工件支撐處軸頸的直徑。a）支撐爪與工件表面點接觸b）支撐爪與工件表面部分接觸支撐爪的不良接觸狀態

車工技能訓練（第六版）三、減少工件熱變形伸長的方法1.使用彈性回轉頂尖彈性回轉頂尖的結構如圖所示，頂尖1用圓柱滾子軸承2、滾針軸承5承受背向力，推力球軸承4承受進給力。在圓柱滾子軸承和推力球軸承之間放置若干片碟形彈簧3。當工件受熱變形伸長時，工件推動頂尖，通過圓柱滾子軸承使碟形彈簧壓縮變形。實踐證明，用彈性回轉頂尖加工細長軸，可有效補償工件的熱變形伸長，工件不易彎曲，車削可順利進行。1—頂尖2—圓柱滾子軸承3—碟形彈簧4—推力球軸承5—滾針軸承

車工技能訓練（第六版）三、減少工件熱變形伸長的方法2.充分加注切削液充分加注切削液可有效減少工件所吸收的熱量，減少工件的熱變形伸長，還可以降低刀尖的溫度和延長刀具的使用壽命。因此，車細長軸時，無論是低速切削還是高速切削，都必須充分加注切削液。3.保持刀具鋒利刀具鋒利可減小切削力，減少車刀與工件、切屑之間的摩擦，從而減少切削熱。

車工技能訓練（第六版）四、細長軸的車削方法1.車刀的幾何角度（1）車刀的主偏角是影響背向力的主要因素，在不影響刀具強度的前提下，應盡量增大車刀的主偏角，以減小背向力，從而減小細長軸的彎曲變形，減小車削時產生的振動。細長軸車刀的主偏角κr宜取80°～93°。（2）為了減小切削力、減少切削熱，應選擇較大的前角，以使刀具鋒利，切削輕快，一般γo取15°～30°。（3）應磨有R1.5～R3mm的圓弧形斷屑槽，使切屑順利卷曲折斷。

車工技能訓練（第六版）四、細長軸的車削方法1.車刀的幾何角度（4）刃傾角λs取1°～3°，控制切屑流向待加工表面，同時增加車刀的銳利程度。（5）為了減小背向力，應選擇較小的刀尖圓弧半徑（rε<0.3mm）。倒棱的寬度也應選得較小，一般選取倒棱寬度br=0.5mm左右。（6）要求切削刃表面粗糙度值≤Ra0.4μm，并保持切削刃鋒利。

車工技能訓練（第六版）四、細長軸的車削方法2.切削用量

車工技能訓練（第六版）四、細長軸的車削方法3.工藝準備1.校直毛坯。細長軸工件的毛坯存在彎曲時應進行校直，校直坯料不僅可使車削時余量均勻，避免或減小加工中的振動，而且還可以減小切削后的表面殘余應力，避免產生較大的變形。校直后的毛坯，其直線度誤差應小于1mm，毛坯校直后還要進行時效處理，以消除內應力。2.準備三爪跟刀架并做好檢查、清潔工作，若支撐爪端面磨損嚴重或弧面太大，應取下并根據支撐基準面直徑來進行修正。3.刃磨好粗、精車用的細長軸外圓車刀。

車工技能訓練（第六版）四、細長軸的車削方法4.車削方法（1）細長軸應采取一夾一頂的裝夾方式，卡盤夾持的工件部分不宜過長，一般在15mm左右。最好將鋼絲圈墊在卡盤爪的凹槽中，使其與工件成點接觸，工件在卡盤內能自由調節其位置，避免夾緊時產生彎曲力矩，當工件在切削過程中發生熱變形伸長，也不會因卡盤夾死而產生內應力。墊鋼絲圈裝夾工件

車工技能訓練（第六版）四、細長軸的車削方法4.車削方法（2）采用反向進給方法車削。反向進給就是車削時床鞍帶動車刀由主軸箱向尾座方向運動。反向進給時工件所受的軸向切削分力使工件受拉（與工件伸長變形方向一致），由于細長軸左端通過鋼絲圈固定在卡盤內，右端支撐在彈性回轉頂尖上，可以自由伸縮，不易產生彎曲變形，而且還能使工件獲得較高的加工精度和較小的表面粗糙度值。

車工技能訓練（第六版）四、細長軸的車削方法5.注意事項（1）車端面、鉆中心孔時，為防止工件在主軸孔中擺動而產生彎曲，可用木楔或棉紗等物將工件左端固定在主軸孔中；批量大時可特制一個套筒來固定。（2）當工件較長或直徑大無法穿入主軸孔時，可利用中心架和過渡套筒，采用一端夾持、一端由中心架支撐的方式裝夾來車端面和鉆中心孔。（3）為防止車細長軸產生錐度，車削前必須調整尾座中心，使之與車床主軸中心同軸。

車工技能訓練（第六版）四、細長軸的車削方法5.注意事項（4）車削時，應隨時注意頂尖的松緊程度，檢查方法是開動車床使工件回轉，用右手拇指和食指捏住彈性回轉頂尖的轉動部分，頂尖能停止回轉，松開手指后，頂尖能恢復回轉，說明頂尖的松緊程度適當。檢查回轉頂尖松緊的方法

車工技能訓練（第六版）四、細長軸的車削方法5.注意事項（5）粗車時應選擇好第一次背吃刀量，必須保證將工件毛坯一次進刀車圓，以免影響跟刀架的正常工作。（6）中心架的支撐爪與工件的接觸壓力要調整適當。如果支撐爪的壓力過大，會使車出的工件產生形狀誤差；如果壓力太小，甚至沒有接觸工件，則不能起到中心架的作用。應隨時注意中心架的支