一、細長軸的定義
當工件長度跟直徑直比大於
20
～
25
倍（
L/d>20
）時，稱為細長軸。
二、由於細長軸本身剛性差（
L/d
值愈大，剛性愈差），在車削過程中會出現以下問題：
1
、工件受切削力、自重和旋轉時離心力的作用，會產生彎曲、振動，嚴重影響其圓柱度和
表面粗糙度。
2
、在切削過程中，工件受熱伸長產生彎曲變形，；車削就很難進行，嚴重時會使工件在頂
尖間卡住。
因此，車細長軸是一種難度較大的加工工藝。
雖然車細長軸的難度較大，但它也有一定
的規律性，
主要抓住中心架和跟刀架的使用、
解決工件熱變形伸長以及合理選擇車刀幾何形
狀等三個關鍵技術，問題就迎刃而解了。
三、使用中心架支承車細長軸
在車削細長軸時，可使用中心架來增加工件剛性。一般車削細長軸使用中心架的方
法有：
、中心架直接支承在工件中間
當工件可以分段車削時，中心架支承在工件中間，
這樣支承，
值減少了一半，細長軸車削時的剛性可增加好幾倍。在工件裝上中
心架之前，必須在毛坯中部車出一段支承中心架支承爪的溝槽，表面粗糙度及圓柱
度誤差要小，否則會影響工件的精度。車削時，中心架的支承爪與工件接觸處應經
常加潤滑油。為了使支承爪與工件保持良好的接觸，也可以在中心架支承爪與工件
之間加一層砂布或研磨劑，進行研磨抱合。
、用過渡套筒支承車細長軸
用上述方法車削支承承中心架的溝槽是比較困難
的。為了解決這個問題，可加用過渡套筒的處表面接觸，見圖（
9
—
）。過渡套筒
的兩端各裝有四個螺釘，用這些螺釘夾住毛坯工件，並調整套筒外圓的軸線與主
軸旋轉軸線相重合，即可車削。
四、使用跟刀架支承車細長軸
跟刀架固定在床鞍上，一般有兩個支承爪，跟刀架可以跟隨車刀移動，抵消徑向切
削時可以增加工件的剛度，減少變形。從而提高細長軸的形狀精度和減小表面粗糙度。
從跟刀架的設計原理來看，只需兩隻支承爪就可以了（圖
9--4
），因車刀給工件的
切削抗力
F`r
，使工件貼住在跟刀架的兩個支承爪上。但是實際使用時，工件本身有一個向
下重力，以及工件不可避免的彎曲，因此，當車削時，工件往往因離心力瞬時離開支承爪、
接觸支承爪而產生振動。
如果採用三隻支承爪的跟刀架支承工件一面由車刀抵住，
使工件上
下、左右都不能移動，車削時穩定，
不易產生振動。因此車細找軸時一個非常關鍵的問題是
要應用三個爪跟刀架。
五、減少工件的熱變形伸長
車削時，由於切削熱的影響，使工件隨溫度升高而逐漸伸長變形，這就叫
“
熱變形
”
。
在車削一般軸類時可不考慮熱變形伸長問題，但是車削細長軸時，因為工件長，總
伸長量長，所以一定要考慮到熱變形的影響。工件熱變形伸長量可按下式計算。
△
L=aL
t
式中
a
材料線膨脹係數，
1/
℃；
L
工件的總長，
mm
；
工件升高的溫度，℃。
常用材料的線膨脹係數，可查閱有關附錄表。
例
車削直徑為
25mm
，長度為
1200mm
的細長軸，材料為
45
鋼，車削時因受
切削熱的影響，使工件由原來的
21
℃上升到
61
℃，求這根細長軸的熱變形伸長量。
解
已知
L=1200mm;
t=61
℃－
℃
=40
;
查表知，
鋼的線膨脹係數
a=11.59×
10-6
根據公式（
9.5
）得：
t=11.59×
10-6×
1200×
40=0.556mm
從上式計算可知，細長軸熱變形伸長量是很大的。由於工件一端夾住，一端頂住，
工件無法伸長，因此只能本身產生彎曲。細長軸一旦產生彎曲後，車削就很難進
行。減少工件的熱變形主要可採取以下措施：
、使用彈性迴轉頂尖
用彈性迴轉頂尖加工細長軸，可有較地補償工件的熱變形伸長，
工件不易彎曲，車削可順利進行。
、加註充分的切削液
車削細長軸時，不論是低速切削還是高速切削，為了減少工件的
溫升而引起熱變形，必須加註切液充分冷卻。使用切削液還
可以防止跟刀架支承爪拉毛
工件，提高刀具的使用壽命和工件的加工質量。
3
、刀具保持銳利
以減少車刀與工件的摩擦發熱。
六、合理選擇車刀幾何形狀
車削細長軸時，由於工件剛性差，車刀的幾何形狀對工件的振動有明顯的影響。選擇時
主要考慮以下幾點：
、由於細長軸剛生差，為減少細長軸彎曲，要求徑向越小越好，而刀具的主偏角是
影響徑向的主要因素，
在不影響刀具強度情況下，
應儘量增大車刀主偏角。
車刀的主
偏角取
kr=80°
93°
、為減少切削煙力和，應該選擇
較大的前角，取
r0=15°
30°
、車刀前面應該磨有
R11.5
的斷屑槽，使切削順利捲曲折斷。
4
、選擇正刃傾角，取入
=3°
使切削屑流向待加工表面，並使卷屑效果良好。
5
、表面粗糙度要求在
Ra0.4
以下，並要經常保持鋒利。
6
、為了減少徑向切削力，應選擇較小的
（
re<0.3mm
）
一、細長軸的定義
當工件長度跟直徑直比大於
20
～
25
倍（
L/d>20
～
25
）時，稱為細長軸。
二、由於細長軸本身剛性差（
L/d
值愈大，剛性愈差），在車削過程中會出現以下問題：
1
、工件受切削力、自重和旋轉時離心力的作用，會產生彎曲、振動，嚴重影響其圓柱度和
表面粗糙度。
2
、在切削過程中，工件受熱伸長產生彎曲變形，；車削就很難進行，嚴重時會使工件在頂
尖間卡住。
因此，車細長軸是一種難度較大的加工工藝。
雖然車細長軸的難度較大，但它也有一定
的規律性，
主要抓住中心架和跟刀架的使用、
解決工件熱變形伸長以及合理選擇車刀幾何形
狀等三個關鍵技術，問題就迎刃而解了。
三、使用中心架支承車細長軸
在車削細長軸時，可使用中心架來增加工件剛性。一般車削細長軸使用中心架的方
法有：
1
、中心架直接支承在工件中間
當工件可以分段車削時，中心架支承在工件中間，
這樣支承，
L/d
值減少了一半，細長軸車削時的剛性可增加好幾倍。在工件裝上中
心架之前，必須在毛坯中部車出一段支承中心架支承爪的溝槽，表面粗糙度及圓柱
度誤差要小，否則會影響工件的精度。車削時，中心架的支承爪與工件接觸處應經
常加潤滑油。為了使支承爪與工件保持良好的接觸，也可以在中心架支承爪與工件
之間加一層砂布或研磨劑，進行研磨抱合。
2
、用過渡套筒支承車細長軸
用上述方法車削支承承中心架的溝槽是比較困難
的。為了解決這個問題，可加用過渡套筒的處表面接觸，見圖（
9
—
2
）。過渡套筒
的兩端各裝有四個螺釘，用這些螺釘夾住毛坯工件，並調整套筒外圓的軸線與主
軸旋轉軸線相重合，即可車削。
四、使用跟刀架支承車細長軸
跟刀架固定在床鞍上，一般有兩個支承爪，跟刀架可以跟隨車刀移動，抵消徑向切
削時可以增加工件的剛度，減少變形。從而提高細長軸的形狀精度和減小表面粗糙度。
從跟刀架的設計原理來看，只需兩隻支承爪就可以了（圖
9--4
），因車刀給工件的
切削抗力
F`r
，使工件貼住在跟刀架的兩個支承爪上。但是實際使用時，工件本身有一個向
下重力，以及工件不可避免的彎曲，因此，當車削時，工件往往因離心力瞬時離開支承爪、
接觸支承爪而產生振動。
如果採用三隻支承爪的跟刀架支承工件一面由車刀抵住，
使工件上
下、左右都不能移動，車削時穩定，
不易產生振動。因此車細找軸時一個非常關鍵的問題是
要應用三個爪跟刀架。
五、減少工件的熱變形伸長
車削時，由於切削熱的影響，使工件隨溫度升高而逐漸伸長變形，這就叫
“
熱變形
”
。
在車削一般軸類時可不考慮熱變形伸長問題，但是車削細長軸時，因為工件長，總
伸長量長，所以一定要考慮到熱變形的影響。工件熱變形伸長量可按下式計算。
△
L=aL
△
t
式中
a
—
材料線膨脹係數，
1/
℃；
L
—
工件的總長，
mm
；
△
t
—
工件升高的溫度，℃。
常用材料的線膨脹係數，可查閱有關附錄表。
例
車削直徑為
25mm
，長度為
1200mm
的細長軸，材料為
45
鋼，車削時因受
切削熱的影響，使工件由原來的
21
℃上升到
61
℃，求這根細長軸的熱變形伸長量。
解
已知
L=1200mm;
△
t=61
℃－
21
℃
=40
℃
;
查表知，
45
鋼的線膨脹係數
a=11.59×
10-6
1/
℃
根據公式（
9.5
）得：
△
L=aL
△
t=11.59×
10-6×
1200×
40=0.556mm
從上式計算可知，細長軸熱變形伸長量是很大的。由於工件一端夾住，一端頂住，
工件無法伸長，因此只能本身產生彎曲。細長軸一旦產生彎曲後，車削就很難進
行。減少工件的熱變形主要可採取以下措施：
1
、使用彈性迴轉頂尖
用彈性迴轉頂尖加工細長軸，可有較地補償工件的熱變形伸長，
工件不易彎曲，車削可順利進行。
2
、加註充分的切削液
車削細長軸時，不論是低速切削還是高速切削，為了減少工件的
溫升而引起熱變形，必須加註切液充分冷卻。使用切削液還
可以防止跟刀架支承爪拉毛
工件，提高刀具的使用壽命和工件的加工質量。
3
、刀具保持銳利
以減少車刀與工件的摩擦發熱。
六、合理選擇車刀幾何形狀
車削細長軸時，由於工件剛性差，車刀的幾何形狀對工件的振動有明顯的影響。選擇時
主要考慮以下幾點：
1
、由於細長軸剛生差，為減少細長軸彎曲，要求徑向越小越好，而刀具的主偏角是
影響徑向的主要因素，
在不影響刀具強度情況下，
應儘量增大車刀主偏角。
車刀的主
偏角取
kr=80°
～
93°
。
2
、為減少切削煙力和，應該選擇
較大的前角，取
r0=15°
～
30°
。
3
、車刀前面應該磨有
R11.5
～
3
的斷屑槽，使切削順利捲曲折斷。
4
、選擇正刃傾角，取入
=3°
使切削屑流向待加工表面，並使卷屑效果良好。
5
、表面粗糙度要求在
Ra0.4
以下，並要經常保持鋒利。
6
、為了減少徑向切削力，應選擇較小的
（
re<0.3mm
）