1 引言
細長軸通常是指長度和直徑的比值大于20 的軸類零件，如注塑機里的拉桿、螺桿、活塞桿等都屬于細長軸，這類零件的加工工藝直接影響著整機的產品質量。磨削加工是用砂輪以較高的線速度對工件表面進行細微切屑的去除過程［1］，由于細長軸長度和直徑的比值較大，剛性較差，在磨削加工過程中工件易產生彎曲，出現腰鼓形、多角形、錐形、橢圓形和螺旋波紋等缺陷［2］。究其原因主要有：一是切削力因素，即由于細長軸剛性差，受到切削力作用而彎曲引起振動，從而影響加工精度和表面粗糙度；二是切削溫度因素，即在磨削加工中產生熱變形致使中心孔和頂尖配合較差，而磨削前工件經過淬火或調質等熱處理后更易產生熱變形；三是切削振動因素，即工件高速旋轉下產生的離心力會加劇彎曲和振動［3］。因此，磨削細長軸的技術關鍵在于提高工件的支承剛性和減小磨削力和磨削熱［4］。針對此問題本文介紹了在普通外圓磨床上進行磨削加工的操作技巧，合理采用多個中心架跟蹤頂持來控制變形，較好地改善了其磨削易出現的變形和缺陷，提高了生產效率。
2 加工前準備
2.1 工藝分析
如圖1 所示的臺階細長軸，材料為45 鋼，經過淬火處理，硬度為48HRC，抗拉強度為1710MPa，塑性和韌性較差，熱導率為7.12W/（m·K）［5］，選擇MW1420B 萬能外圓磨床，工件轉速為60r/min，砂輪特性為WAF60H6V，并修整砂輪，冷卻液選用H-1 精磨液。工件直徑小，為減小磨削力，粗磨時切削量為0.02mm，精磨時為0.005mm，適當增加光磨次數。
2.2 工件的矯直和去應力
熱處理后的工件在磨削加工前須經過矯直和去應力處理，必要時應進行時效，保證零件中心點或分段均布點的圓跳動和徑向跳動在0.1mm 范圍［6］。
2.3 工件的安裝
采用雙撥桿配合前后雙頂尖安裝（后頂尖應用鑲硬質合金半缺死頂尖），須對工件的兩端中心孔進行研磨，注入潤滑脂，左端小徑處裝上雞心夾頭。將磨床上下工作臺標尺調整到0 刻線處，根據工件長度調整尾座與頭架距離將工件裝夾好，調整尾座頂尖預緊力使工件能在手帶動下自如轉動且無軸向竄動為宜［7］。
3 磨削加工細長軸步驟
由于剛性較差，磨削細長軸須在對稱位置上均布使用3～5 個中心架，但也不是越多越好，因為每次縱向磨削時工件尺寸都會改變，中心架頂持也必須做相應調整［8］。因此，必須時刻關注中心架支撐爪對工件的頂持變化，必要時甚至需要用V 字形木錘柄頭跟隨砂輪進行縱向磨削［8］，即跟蹤頂持法。
3.1 磨削第一個中心架部位
在工件中部磨削出中心架支撐的外圓直徑準
，圓度和徑向圓跳動應在0.005mm 以內，長度大于中心架托爪的寬度，表面粗糙度達到Ra0.4，采用橫磨法切入。
3.2 調整工作臺頂尖與工件軸心同軸度
在工件上均布三個中心架，其中在已磨好的中心架上調整垂直與水平托爪起支承作用，注入潤滑油，其余中心架不起作用。磨削由于熱處理形成的黑皮到見光，先對尾座側磨削并記下砂輪橫向進給手輪刻度值，再對摘要：介紹了在普通外圓磨床上精密磨削加工細長軸的方法，合理運用多個中心架跟蹤頂持，較好地改善了磨削后易出現的腰鼓形、錐形、橢圓形和螺旋波紋等缺陷，且操作簡單，加工質量好，大大提高了生產效率。頭架側也磨削到相同刻度，比較兩端尺寸差值調整上下工作臺，使頂尖與工件軸心同軸度達到要求，再進行粗磨，余量控制在0.08mm。
3.3 磨削其余中心架部位并粗磨外圓
采取上述方法磨削其余中心架部位，使用全部中心架進行支承，粗磨軸外圓，余量控制在0.08mm，期間每進給一次，需要將下支撐塊松開點，同時將側支撐點頂緊工件，可以有效減小工件磨削時的振動［9］。
3.4 精修砂輪
在精磨前須最后精修一次砂輪，應從砂輪的右方進給，以使砂輪的左角尖銳鋒利，并可將砂輪周邊修成凹字形以減小徑向力［10］。
3.5 精磨各中心架和工件到尺寸
精磨各個中心架部位尺寸到公差要求，并進行精磨外圓，此時依然要注意中心架的頂持情況，必要時甚至需要用V 字形木錘柄頭跟隨砂輪進行縱向磨削。用千分尺測量，反復進行調整中心架夾持力度并磨削軸外圓，達到工件公差要求為止。注意最后需要無進給光磨數次，以減小表面粗糙度。
4 結語
細長軸的加工在制造業中有著重要的作用，而磨削加工的質量要求往往直接決定著整個產品的成敗與否［11］，由于細長軸的剛性較差，在磨削中應該盡量避免其產生變形和其他缺陷，本文進行了精密磨削加工細長軸的方法探討，通過實踐摸索，采取有效措施，能夠滿足加工要求。
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