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细长轴车削时产生变形的原因分析
在机械加工中，许多零件的长度与直径之比大于20～25（L/D≥20～25），如车床光杆、丝杆、材料力学试验台（本中心的主推产品）中的吊杆）等，这类零件统称为细长轴。细长轴零件刚性差、抗弯能力弱，在车削过程中因受到切削力、重力及切削热等因素的影响而易发生弯曲变形，使零件形成锥度、腰鼓形、水波纹及竹节纹等状况，不仅导致加工表面质量严重恶化，还缩短了机床和刀具寿命。

在加工中，车削细长轴弯曲变形原因主要有：

（1）切削力导致变形。在车削过程中产生的切削力可分解为：轴向切削力Ff、径向切削力Fp和主切削力Fz。不同的切削力对细长轴产生的弯曲变形影响是不一样的。

轴向切削力Ff影响。轴向切削力是平行作用在细长轴轴线方向的力，当轴向切削力超过一定数值时，就会把细长轴压弯，从而使工件发生纵向弯曲变形（一般短轴类加工可忽略，它对工件弯曲变形的影响不是十分大）。

径向切削力Fp影响（见图2）。径向切削力是垂直作用在通过细长轴轴线水平平面内的，由于细长轴的刚性差，径向力将会把细长轴顶弯，使其在水平面内发生弯曲变形。

（2）切削热产生的影响。车削时，由于切削热的影响，工件随温度升高而逐渐伸长变形，这种现象叫热变形。

工件长度热伸长量公式为：ΔL=α×Δt×L

式中，ΔL为工件长度热伸长量（mm）；α为材料线性膨胀系数（可从有关书中查阅），如铸铁：１×10-5/℃，钢：1.17×10-5/℃，黄铜：1.7×10-5/℃；L为工件总长（mm）；Δt为工件升高温度（Δt=工件加工时温度－未加工时工件温度）。

例如吊杆加工：长度L=760mm，直径14mm，材料45钢，切削热影响使工件升温30℃，则加工时细长轴热变形量ΔL=1.17×10-5×30×760=0.267mm

通过上式可看出，工件吊杆在加工时会伸长0.267mm。而在车削时，卡盘和尾架顶尖是固定的，这样两者之间的距离也是不变的，由于细长轴受热后伸长量受到限制，从而导致细长轴受到挤压产生弯曲变形。因此，提高细长轴的加工精度，要解决工艺系统的受力和受热变形。