论文部分内容阅读
【摘要】:本文就带螺纹细长轴加工中存在的问题做了详细的分析,并针对这些问题,从工艺流程、装卡方法、切削方法、刀具及其参数的选择、机床参数的选择等方面进行了详细的改进论述,以其达到图纸要求。
【关键词】:细长轴刀具螺纹
在机械加工行业中,我们公司主要是从事单件、小批量产品加工的公司。加工经常涉及到各种轴类零件,其中长度和直径之比为20∶1以上的称为细长轴。细长轴的刚性较差 ,加工难度大 ,废品率较高。尤其是带螺纹的细长轴,工件精度要求更高,若不注意加工方法,更易出现变形大,造成废品。
下面,就我公司已加工的两端带有左右旋螺纹的细长轴加工做一分析。如图:
该工件材质40CrNiMoA、毛坯来料为锻件
一 .带螺纹的细长轴机械加工中存在的问题
1.车削加工中,在高速旋转中,强度小,摆动偏心较大,工件受切削力、重力和惯性离心力的作用,产生弯曲变形。带螺纹的细长轴较一般细长轴受切削力的影响更大,更易产生弯曲变形。不能满足使用要求;
2.带螺纹的细长轴细长比大,刚性较差 ,车削过程易产生振动,加工出的螺纹达不到工件要求的形位公差及粗糙度要求。
3.车削加工中由于切削热的影响,使工件产生热变形。实践证明:当细长轴长度一定时,热变形量与温升成正比。
4. 由于该件材质为40CrNiMoA,其中含高Cr、Ni、Mo等高硬度、高粘度元素,在精车削螺纹时,我们使用的普通刀具在一次车螺纹过程中就被严重磨损;而当我们用高硬度、高耐磨的726刀具时,又因为拉杆属于细长轴,在高速旋转中,摆动偏心较大,容易使刀尖迸裂,因为726刀具硬度合格,但韧性不足所致。
针对这些问题,进行一一分析之后,结合加工实际,我们对机床和刀具进行如下调整和改进:
二. 车削带螺纹的细长轴控制变形的工艺方法。
1. 合理的工艺流程:粗加工-调质-半精加工-消应力-精加工。对带螺纹的细长轴消应力前螺纹部应粗车出并留量(螺牙齿深到量,侧面留量)。
2.合理的装卡方法。
(1)在卡爪与工件之间装一钢丝套(钢丝直径约φ3~φ4),以纠正卡爪与顶尖不同轴现象。
(2)后顶尖使用弹性活顶尖,使顶尖跳动满足0.03以内,可消除工件在切削过程中由于切削热引起的弯曲变形。这样可以预防和消除工件的摆动,消除偏心和刀具的损伤。
(3)车削过程中使用中心架及跟刀架。约600长使用一个中心架。从而满足工件强度,消除弯曲、摆动、偏心;并能更多的将径向力转化成轴向力,也减少工件的弯曲、摆动。
3.合理正确的切削方法:
车削时车刀从卡盘向尾座方向进给,即采用反车法。采用这中车削具有左、右旋螺纹的细长轴时注意工件的旋转方向。
4.在不同加工时期,对刀具的各个参数和机床的参数进行相应、合理、科学的调整和设计。
(1) 使用硬质合金刀具,刀具参数如下:
a.为了减小车削时径向切削力而减小细长轴的震动及弯曲变形,车刀的主偏角取:80~93°。
b.选择较大的前角,减小切削力。前角取15°~30°。
c.车刀前面应磨有R1.5~3的断削槽,使切屑断裂,减小工件热变形。
d.选择负的刃倾角,一般取 -3°~ -10°,使切屑流向待加工面,车刀也容易切入工件,减小切削力。
e.刀刃粗糙度要小,一般要达到Ra 0.2~Ra 0.4,并要始终保证刀具锋利。
f.为了减小径向切削力,刀尖圆弧半径应选择的较小。一般取为R2。
(2)车削细长轴时,由于工件刚性差,应减小切削用量。车螺纹时切削用量更应该减小。
粗车时:切削速度50~60m/min, 进给量0.3~0.4mm/r,
吃刀量1.5~2 mm。
半精车:切削速度60~80m/min, 进给量0.2~0.3mm/r,
吃刀量1~1.5 m。
精车时:切削速度80~100m/min, 进给量0.08~0.15mm/r,
吃刀量0.2~0.5 m。
(3)充分冷却,减小热变形。
6. 车削带螺纹的细长轴时,螺牙的精加工用螺纹环规控制。
经生产实践证明,采用以上工艺方法,能够加工出合格的零件,且加工的工艺性好,容易满足现代生产零件制造周期短的需要。
【关键词】:细长轴刀具螺纹
在机械加工行业中,我们公司主要是从事单件、小批量产品加工的公司。加工经常涉及到各种轴类零件,其中长度和直径之比为20∶1以上的称为细长轴。细长轴的刚性较差 ,加工难度大 ,废品率较高。尤其是带螺纹的细长轴,工件精度要求更高,若不注意加工方法,更易出现变形大,造成废品。
下面,就我公司已加工的两端带有左右旋螺纹的细长轴加工做一分析。如图:
该工件材质40CrNiMoA、毛坯来料为锻件
一 .带螺纹的细长轴机械加工中存在的问题
1.车削加工中,在高速旋转中,强度小,摆动偏心较大,工件受切削力、重力和惯性离心力的作用,产生弯曲变形。带螺纹的细长轴较一般细长轴受切削力的影响更大,更易产生弯曲变形。不能满足使用要求;
2.带螺纹的细长轴细长比大,刚性较差 ,车削过程易产生振动,加工出的螺纹达不到工件要求的形位公差及粗糙度要求。
3.车削加工中由于切削热的影响,使工件产生热变形。实践证明:当细长轴长度一定时,热变形量与温升成正比。
4. 由于该件材质为40CrNiMoA,其中含高Cr、Ni、Mo等高硬度、高粘度元素,在精车削螺纹时,我们使用的普通刀具在一次车螺纹过程中就被严重磨损;而当我们用高硬度、高耐磨的726刀具时,又因为拉杆属于细长轴,在高速旋转中,摆动偏心较大,容易使刀尖迸裂,因为726刀具硬度合格,但韧性不足所致。
针对这些问题,进行一一分析之后,结合加工实际,我们对机床和刀具进行如下调整和改进:
二. 车削带螺纹的细长轴控制变形的工艺方法。
1. 合理的工艺流程:粗加工-调质-半精加工-消应力-精加工。对带螺纹的细长轴消应力前螺纹部应粗车出并留量(螺牙齿深到量,侧面留量)。
2.合理的装卡方法。
(1)在卡爪与工件之间装一钢丝套(钢丝直径约φ3~φ4),以纠正卡爪与顶尖不同轴现象。
(2)后顶尖使用弹性活顶尖,使顶尖跳动满足0.03以内,可消除工件在切削过程中由于切削热引起的弯曲变形。这样可以预防和消除工件的摆动,消除偏心和刀具的损伤。
(3)车削过程中使用中心架及跟刀架。约600长使用一个中心架。从而满足工件强度,消除弯曲、摆动、偏心;并能更多的将径向力转化成轴向力,也减少工件的弯曲、摆动。
3.合理正确的切削方法:
车削时车刀从卡盘向尾座方向进给,即采用反车法。采用这中车削具有左、右旋螺纹的细长轴时注意工件的旋转方向。
4.在不同加工时期,对刀具的各个参数和机床的参数进行相应、合理、科学的调整和设计。
(1) 使用硬质合金刀具,刀具参数如下:
a.为了减小车削时径向切削力而减小细长轴的震动及弯曲变形,车刀的主偏角取:80~93°。
b.选择较大的前角,减小切削力。前角取15°~30°。
c.车刀前面应磨有R1.5~3的断削槽,使切屑断裂,减小工件热变形。
d.选择负的刃倾角,一般取 -3°~ -10°,使切屑流向待加工面,车刀也容易切入工件,减小切削力。
e.刀刃粗糙度要小,一般要达到Ra 0.2~Ra 0.4,并要始终保证刀具锋利。
f.为了减小径向切削力,刀尖圆弧半径应选择的较小。一般取为R2。
(2)车削细长轴时,由于工件刚性差,应减小切削用量。车螺纹时切削用量更应该减小。
粗车时:切削速度50~60m/min, 进给量0.3~0.4mm/r,
吃刀量1.5~2 mm。
半精车:切削速度60~80m/min, 进给量0.2~0.3mm/r,
吃刀量1~1.5 m。
精车时:切削速度80~100m/min, 进给量0.08~0.15mm/r,
吃刀量0.2~0.5 m。
(3)充分冷却,减小热变形。
6. 车削带螺纹的细长轴时,螺牙的精加工用螺纹环规控制。
经生产实践证明,采用以上工艺方法,能够加工出合格的零件,且加工的工艺性好,容易满足现代生产零件制造周期短的需要。