车床加工特殊轴类工件技巧分析

1.车削超长轴

超长轴是指超过车床所允许加工最大长度的轴类工件。例如：在加长C630型（旧型号）车床上允许两顶尖间加工最大长度为3000mm，若轴件长度超过3000mm，则称为超长轴。

超长轴类工件外圆不圆时，为了防止轴件在中心架内转动时的跳动，可在支承处车出一条浅槽（浅槽能车圆就可以了，不要影响轴件的切削尺寸），浅槽的长度要大于中心架上支承爪的宽度，如图2-43所示。在轴类工件上不便于车出支承槽时，可采用图2-44a所示的方法，在轴的外圆上辅以一个套筒，用螺钉将套筒与轴件固定在一起。套筒的圆度要好。安装中心架时，要用百分表对套筒进行找正（图2-44b），以减小转动中产生的径向圆跳动误差。

支承套筒有多种结构形式，使用图2-45所示的支承套筒装夹轴类工件时，可通过套筒上的八个螺钉调整和确定轴件的位置。

由于该轴件长度尺寸较大，一般使用自定心卡盘或单动卡盘装夹。这时，夹紧部分不能过长，一般为15～20mm，以防止轴件夹紧后别劲而增添附加弯曲。为了减小轴件的夹持面与卡盘卡爪的接触面，可在轴端车出直径为6～8mm的圆弧形沟槽，将直径相等的钢丝围成一个圆圈套在轴端处，如图2-46所示。这样，轴件与卡爪的面接触就成了线接触，保证了轴件轴线与主轴旋转中心的吻合，然后用卡爪将轴件夹紧。

图2-43 中心架及其安装方法

a）带滚动轴承中心架 b）轴类工件车出支承槽

1—中心架 2—工件 3—球轴承

图2-44 利用套筒在中心架上安装超长轴

a）使用套筒安装超长轴 b）对套筒进行找正

加工时，先进行粗车，需要时，可掉头装夹加工另一端，最后进行精车。

2.车削带弯曲大直径长轴

在车床上加工大直径长轴（如轴直径大于150mm、长度大于2000mm）时，若毛坯弯曲或粗加工经调质处理后轴件出现弯曲变形，而由于其直径大，校直较困难，则应该采用轴线偏移法进行装夹。

图2-47a所示是单向弯曲的长轴，在车床上安装时，先测出最大径向圆跳动误差值处A点。

图2-45 支承套筒

图2-46 轴端套卡上钢丝圈

如图2-47b所示，取径向圆跳动误差为最大值一半的两个点B和C。偏移轴件中心，使新的加工轴线通过径向圆跳动误差的一半的两点中心，这可通过在C处安装中心架，另一轴端用单动卡盘夹持并偏移δ_a/4来达到（测出另一径向圆跳动误差为δ_a/2的点），这时，再转动卡盘，重新检查长轴各处的径向圆跳动误差就可发现，最大径向圆跳动误差已降为原来的一半。

接着重车端面、打新中心孔、车近轴端的外圆，然后调头修正另一端中心孔，以备找正和安装中心架时使用。以后的加工，按正常顺序进行。

被加工长轴如果呈图2-48a所示的S形弯曲，则可分别找出相反方向径向圆跳动误差的两个最大值δ_a和δ_b（图2-48b），再向各自的轴端方向找出径向圆跳动误差各为一半的点。然后，按前面的方法偏移轴线，使之过此两点的中心。复核轴件各部的径向圆跳动误差，如不超过该处加工余量，即可加工。应注意的是，这时的最大径向圆跳动误差比原来最大径向圆跳动误差的一半略大。但轴件较长时，两者相差甚小。(www.xing528.com)

图2-47 单向弯曲长轴和径向圆跳动误差

a）单向弯曲长轴 b）测出径向圆跳动误差

图2-48 S形弯曲长轴和径向圆跳动误差

a）S形弯曲长轴 b）测出径向圆跳动误差

3.车削斜角轴类工件

下面以图2-49所示斜角轴类工件为例进行介绍。由于它有两条夹角为6°30′的回转轴线，车削时可采用图2-50所示套筒式夹具。粗车时，以轴件上ϕ（40±0.008）mm、ϕ17^-0.016_-0.033mm外圆回转轴线为加工基准。其中，轴件ϕ50_-0.017⁰mm、ϕ48mm、ϕ30mm外圆的粗车尺寸，按轴线夹角6°30′计算确定，并留出精车工序余量，如图2-51所示。

图2-49 斜角轴类工件

为了保证轴类工件的同轴度要求，应以主轴和尾座的两顶尖间进行夹持（孔端使用外菊花顶尖），一次精车ϕ50_-0.017⁰mm、ϕ（40±0.008）mm和ϕ17^-0.033_-0.016mm等外圆。以ϕ60mm外圆为夹持面，精车孔ϕ28^+0.13_+0.06mm。最后，将工件ϕ（40±0.008）mm外圆装夹于套筒夹具的孔内，精车ϕ50_-0.017⁰mm、ϕ48mm及ϕ30mm外圆等。

该轴件需要调质处理时，可将调质处理工序放在粗车后进行。

在制作套筒式夹具时，应注意保证以下几点：

1）夹持轴件ϕ（40±0.008）mm外圆的套筒内孔轴线与套筒外圆轴线成6°30′夹角。

2）套筒对工件的轴向定位端面与车削回转轴线（套筒外圆）夹角为83°30′。

3）两轴线与套筒端面交点距离。

4）图2-50所示的套筒实际上是一种弹性套类夹具，其材质为4SiCrV，热处理硬度为57～60HRC。为使夹具保持足够的夹紧力，应按此中心轴线方向均等铣削宽2～2.5mm的三条窄槽（双向或单向，若为单向窄槽，其中一条应铣通）。

图2-50 套筒式夹具

图2-51 粗车留出精车余量