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[摘要]车削轴类工作一般可分为粗车和精车两个阶段。粗车的作用是提高劳动生产率，尽快将毛坯上的余量车去；而精车的作用是使工件达到规定的技术要求。本文对轴类工件车削的质量保证进行了阐述。
[关键词]轴类工件 车削 质量保证
一、车轴类工件用车刀
车削轴类工作一般可分为粗车和精车两个阶段。粗车的作用是提高劳动生产率，尽快将毛坯上的余量车去；而精车的作用是使工件达到规定的技术要求。粗车和精车的目的不同，对所用车刀的要求也存在较大差别。
粗车刀选择时应注意：
1．主偏角不宜太小，否则车削时容易引起振动。当工件外圆形状许可时，主偏角最好选择75°左右。这样车刀不但能承受较大的的切削力，而且有利于切削刃散热。
2．为了增加刀头强度，前角和后角应选小些。但要注意前角太小反而会增大切削力。
3．为增加刀头强度，刃倾角取-3°~0°。
4．为增加切削刃的强度，主切削刃上应磨有倒棱，如右图所示。倒棱宽度为br1=（0.5~0.8） f，倒棱前角γ01=－10°~－5°。
5．为了增加刀尖强度，改善散热条件，使车刀耐用，刀尖处应磨有过渡刃。采用直线形过渡刃时，其过渡刃偏角krε=1/2kr，过渡刃长度bε=0.5~2mm。
6．粗车塑性金属（如中碳钢）时，为使切屑能自行折断，应在车刀前面上磨有断屑槽。常用的断屑槽有直线形和圆弧形两种，其尺寸大小主要取决于背吃刀量和进给量。
选择精车刀几何参数的一般原则是：
（1）为了减小工件表面粗糙度值，应取较小的副偏角kr′或在副切削刃上磨出修光刃。一般修光刃的长度bε′=（1.2～1.5）f。
（2）前角γ0一般应大些，以使车刀锋利，车削轻快。
（3）后角a0也应大些，以减少车刀和工件之间的摩擦。精车时对车刀强度的要求不高，允许取较大的后角。
（4）为了使切屑排向工件的待加工表面，应选用正值的刃倾角（一般取λs=3°～8°）。
（5）精车塑性金属时，为保证排屑顺利，前面应磨出相应宽度的断屑槽。
二、轴类工件的装夹方法
根据轴类工件的形状、大小、加工精度和数量的不同常用以下几种装夹方法。
1．三爪自定心卡盘装夹
三爪卡盘的三个卡爪是同步运动的，能自动定心，工件装夹后一般不需要找正。但是，在装夹较长的工件时，工件离卡盘较远处的旋转轴线不一定与车床主轴的旋转轴线重合，这时就必须找正。当三爪自定心卡盘使用时间较长导致其精度下降，而工件的加工精度要求较高时，也需要对工件进行找正。装夹工件方便、迅速，但夹紧力较小，适用于装夹外形规则的中、小型工件。
2．四爪单动卡盘装夹
四爪单动卡盘有四个各不相关的卡爪，每个卡爪背面有一半瓣内螺纹与夹紧螺杆啮合，四个夹紧螺杆的外端有方孔，用来安装插卡盘扳手的方榫。由于四爪单动卡盘的四个爪各自独立运动，装夹时不能自动定心，必须使工件加工部位的旋转轴线与车床主轴旋转轴线重合后才可车削。四爪单动卡盘的找正比较费时，但夹紧力比三爪自定心卡盘大，因此适用于装 夹大型或形状不规则的工件。
3．一夹一顶装夹
车削一般轴类工件，尤其是较重的工件时，可将工件一端用三爪自定心卡盘或四爪单动卡盘夹紧，另一端用后顶尖支顶。为了防止由于进给力的作用而使工件产生轴向移动，可以在主轴前端锥孔内安装一限位支撑，也可以利用工件的台阶进行限位。用这种方法装夹安全可靠，能承受较大的进给力，因此应用广泛。
4．两顶尖装夹
对于较长的工件或必须经过多次装夹才能加工好的工件（如长轴、长丝杠等），以及工序较多，在车削后还要铣削或磨削的工件，为了保证每次装夹时的装夹精度，可用车床的前后顶尖（即两顶尖）装夹。其装夹形式如图2—12所示，工件由前顶尖和后顶尖定位，用鸡心夹头夹紧并带动工件同步运动。采用两顶尖装夹工件的优点是装夹方便，不需找正，装夹精度高；但比一夹一顶的刚性低，影响了切削用量的提高。
三、减小工件表面粗糙度值的方法
生产中若发现工件的表面粗糙度达不到技术要求，应观察表面粗糙度值大的现象，找出影响表面粗糙度的主要原因，提出解决办法。常见的表面粗糙度值大的现象可采取以下措施：
1．减小残留面积高度车削时，如果工件表面残留面积轮廓清楚，则说明其他切削条件正常。若要减小表面粗糙度值，可从以下几个方面着手：
（1）减小主偏角和副偏角。一般情况下，减小副偏角对减少表面粗糙度效果较明显。但减小主偏角会使背向力Fp增大，若工艺系统刚性差，会引起振动。
（2）增大刀尖圆弧半径。但如果车床刚性不足，刀尖圆弧半径。过大会使背向力Fp增大而产生振动，反而会使表面粗糙度值变大。
（3）减小进给量。进给量f是影响表面粗糙度最显著的一个因素，进给量f越小，残留面积高度Rmax越小。此时，鳞刺、积屑瘤和振动均不易产生，因此表面质量越高。
2．避免工件表面产生毛刺
工件表面产生毛刺一般是由积屑瘤引起的。这时可用改变切削速度的方法来控制积屑瘤的产生。如果用高速钢车刀时应降低切削速度（vc＜3m/min），并加注切削液；用硬质合金车刀时应提高切削速度，避开最易产生积屑瘤的中速（vc=20m/min）区域。另外，应尽量减小车刀前面和后面的表面粗糙度值，保持刀刃锋利。
3．避免磨损亮斑
工件在车削时，已加工表面出现亮斑或亮点，切削时有噪声，说明车刀已严重磨损。磨钝的切削刃将工件表面挤压出亮痕，使表面粗糙度值变大，这时应及时更换或重新刃磨车刀。
4．防止切屑拉毛已加工表面
被切屑拉毛的工件表面一般是不规则的很浅的痕迹，如图2—26c所示。这时应选用正值刃倾角的车刀，使切屑流向工件待加工表面，并采取卷屑或断屑措施。
5．防止和减少振纹
切削时产生的振纹会使工件表面出现周期性的横向或纵向振纹，防止和消除振纹可从以下几方面着手：
（1）车床方面。调整车床主轴间隙，提高轴承精度；调整滑板楔铁，使间隙小于0.04mm，并使移动平稳轻便。
（2）刀具方面。合理选用刀具几何参数，经常保持切削刃的光洁和锋利。增加刀具的装夹刚度。
（3）工件方面。增加工件装夹刚度，例如装夹时不宜悬伸太长，细长轴应采用中心架或跟刀架支撑。
（4）切削用量方面。选用较小的背吃刀量和进给量，改变切削速度。
6．合理选用切削液，保证充分冷却润滑
采用合适的切削液是消除积屑瘤、鳞刺和减小表面粗糙度值的有效方法。车削时，合理选用切削液并保证充分冷却润滑，可以改善切削条件；尤其是润滑性能增强使切削区域金属材料的塑性变形程度下降，从而减小已加工表面的粗糙度值。
[关键词]轴类工件 车削 质量保证
一、车轴类工件用车刀
车削轴类工作一般可分为粗车和精车两个阶段。粗车的作用是提高劳动生产率，尽快将毛坯上的余量车去；而精车的作用是使工件达到规定的技术要求。粗车和精车的目的不同，对所用车刀的要求也存在较大差别。
粗车刀选择时应注意：
1．主偏角不宜太小，否则车削时容易引起振动。当工件外圆形状许可时，主偏角最好选择75°左右。这样车刀不但能承受较大的的切削力，而且有利于切削刃散热。
2．为了增加刀头强度，前角和后角应选小些。但要注意前角太小反而会增大切削力。
3．为增加刀头强度，刃倾角取-3°~0°。
4．为增加切削刃的强度，主切削刃上应磨有倒棱，如右图所示。倒棱宽度为br1=（0.5~0.8） f，倒棱前角γ01=－10°~－5°。
5．为了增加刀尖强度，改善散热条件，使车刀耐用，刀尖处应磨有过渡刃。采用直线形过渡刃时，其过渡刃偏角krε=1/2kr，过渡刃长度bε=0.5~2mm。
6．粗车塑性金属（如中碳钢）时，为使切屑能自行折断，应在车刀前面上磨有断屑槽。常用的断屑槽有直线形和圆弧形两种，其尺寸大小主要取决于背吃刀量和进给量。
选择精车刀几何参数的一般原则是：
（1）为了减小工件表面粗糙度值，应取较小的副偏角kr′或在副切削刃上磨出修光刃。一般修光刃的长度bε′=（1.2～1.5）f。
（2）前角γ0一般应大些，以使车刀锋利，车削轻快。
（3）后角a0也应大些，以减少车刀和工件之间的摩擦。精车时对车刀强度的要求不高，允许取较大的后角。
（4）为了使切屑排向工件的待加工表面，应选用正值的刃倾角（一般取λs=3°～8°）。
（5）精车塑性金属时，为保证排屑顺利，前面应磨出相应宽度的断屑槽。
二、轴类工件的装夹方法
根据轴类工件的形状、大小、加工精度和数量的不同常用以下几种装夹方法。
1．三爪自定心卡盘装夹
三爪卡盘的三个卡爪是同步运动的，能自动定心，工件装夹后一般不需要找正。但是，在装夹较长的工件时，工件离卡盘较远处的旋转轴线不一定与车床主轴的旋转轴线重合，这时就必须找正。当三爪自定心卡盘使用时间较长导致其精度下降，而工件的加工精度要求较高时，也需要对工件进行找正。装夹工件方便、迅速，但夹紧力较小，适用于装夹外形规则的中、小型工件。
2．四爪单动卡盘装夹
四爪单动卡盘有四个各不相关的卡爪，每个卡爪背面有一半瓣内螺纹与夹紧螺杆啮合，四个夹紧螺杆的外端有方孔，用来安装插卡盘扳手的方榫。由于四爪单动卡盘的四个爪各自独立运动，装夹时不能自动定心，必须使工件加工部位的旋转轴线与车床主轴旋转轴线重合后才可车削。四爪单动卡盘的找正比较费时，但夹紧力比三爪自定心卡盘大，因此适用于装 夹大型或形状不规则的工件。
3．一夹一顶装夹
车削一般轴类工件，尤其是较重的工件时，可将工件一端用三爪自定心卡盘或四爪单动卡盘夹紧，另一端用后顶尖支顶。为了防止由于进给力的作用而使工件产生轴向移动，可以在主轴前端锥孔内安装一限位支撑，也可以利用工件的台阶进行限位。用这种方法装夹安全可靠，能承受较大的进给力，因此应用广泛。
4．两顶尖装夹
对于较长的工件或必须经过多次装夹才能加工好的工件（如长轴、长丝杠等），以及工序较多，在车削后还要铣削或磨削的工件，为了保证每次装夹时的装夹精度，可用车床的前后顶尖（即两顶尖）装夹。其装夹形式如图2—12所示，工件由前顶尖和后顶尖定位，用鸡心夹头夹紧并带动工件同步运动。采用两顶尖装夹工件的优点是装夹方便，不需找正，装夹精度高；但比一夹一顶的刚性低，影响了切削用量的提高。
三、减小工件表面粗糙度值的方法
生产中若发现工件的表面粗糙度达不到技术要求，应观察表面粗糙度值大的现象，找出影响表面粗糙度的主要原因，提出解决办法。常见的表面粗糙度值大的现象可采取以下措施：
1．减小残留面积高度车削时，如果工件表面残留面积轮廓清楚，则说明其他切削条件正常。若要减小表面粗糙度值，可从以下几个方面着手：
（1）减小主偏角和副偏角。一般情况下，减小副偏角对减少表面粗糙度效果较明显。但减小主偏角会使背向力Fp增大，若工艺系统刚性差，会引起振动。
（2）增大刀尖圆弧半径。但如果车床刚性不足，刀尖圆弧半径。过大会使背向力Fp增大而产生振动，反而会使表面粗糙度值变大。
（3）减小进给量。进给量f是影响表面粗糙度最显著的一个因素，进给量f越小，残留面积高度Rmax越小。此时，鳞刺、积屑瘤和振动均不易产生，因此表面质量越高。
2．避免工件表面产生毛刺
工件表面产生毛刺一般是由积屑瘤引起的。这时可用改变切削速度的方法来控制积屑瘤的产生。如果用高速钢车刀时应降低切削速度（vc＜3m/min），并加注切削液；用硬质合金车刀时应提高切削速度，避开最易产生积屑瘤的中速（vc=20m/min）区域。另外，应尽量减小车刀前面和后面的表面粗糙度值，保持刀刃锋利。
3．避免磨损亮斑
工件在车削时，已加工表面出现亮斑或亮点，切削时有噪声，说明车刀已严重磨损。磨钝的切削刃将工件表面挤压出亮痕，使表面粗糙度值变大，这时应及时更换或重新刃磨车刀。
4．防止切屑拉毛已加工表面
被切屑拉毛的工件表面一般是不规则的很浅的痕迹，如图2—26c所示。这时应选用正值刃倾角的车刀，使切屑流向工件待加工表面，并采取卷屑或断屑措施。
5．防止和减少振纹
切削时产生的振纹会使工件表面出现周期性的横向或纵向振纹，防止和消除振纹可从以下几方面着手：
（1）车床方面。调整车床主轴间隙，提高轴承精度；调整滑板楔铁，使间隙小于0.04mm，并使移动平稳轻便。
（2）刀具方面。合理选用刀具几何参数，经常保持切削刃的光洁和锋利。增加刀具的装夹刚度。
（3）工件方面。增加工件装夹刚度，例如装夹时不宜悬伸太长，细长轴应采用中心架或跟刀架支撑。
（4）切削用量方面。选用较小的背吃刀量和进给量，改变切削速度。
6．合理选用切削液，保证充分冷却润滑
采用合适的切削液是消除积屑瘤、鳞刺和减小表面粗糙度值的有效方法。车削时，合理选用切削液并保证充分冷却润滑，可以改善切削条件；尤其是润滑性能增强使切削区域金属材料的塑性变形程度下降，从而减小已加工表面的粗糙度值。