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冷床滚轴的加工可提高加工质量和效率

2012年09月06日 15:29中国机床商务网点击:8900

  jc35导读:在加工宽厚板冷床滚轴过程中,由于滚轴直径为115mm,长度为4700mm,长径比为1∶40,属于典型的细长轴,加工难度较大。该轴材质为45钢,调质处理,硬度为230~270HBW,加工后同轴度小于0.2mm,精度等级为8级。加工该滚轴,最关键的问题就是防止工件弯曲变形,保证工件的直线度。
  
  1.加工前的准备
  
  加工前必须对坯料进行校直,弯曲度不能大于3mm,冷校直后进行正火热处理,以消除内应力,改善切削性能。
  
  2.采取合理的装夹方式
  
  粗车时采用一夹一顶装夹,同时采用中心架做辅助支撑,精车时采用两顶尖装夹工件加工法,用跟刀架以增加刚性。
  
  (1)中心架的合理使用与调整中心架三个支撑爪圆弧要与工件外径圆弧相符。在低速运转中每个支撑爪与工件外圆保持相同的微小间隙,并且间隙要均匀。半精车时胶木卡爪下采用弹簧辅助支撑,以达到工件受力均匀、切削中可减少工件跳动的目的。使用时要时刻注意调整卡爪的松紧度和添加润滑油,防止发热过度,减小磨损。
  
  (2)正确使用跟刀架车削滚轴时,最好使用三爪跟刀架,因为使用三个支撑爪的跟刀架,能使工件在上下、前后均不能移动,车削稳定,不易产生振动。使用跟刀架时,一定要注意支撑爪对工件的支撑要松紧适当,若太松,起不到提高刚性的作用,若太紧,影响工件的形状精度,车出的工件呈“竹节形”。车削过程中,要经常检查支撑爪的松紧程度,进行必要的调整。另外,三个支撑爪上的支撑块弧面要正确修磨,保证与工件的良好接触。
  
  3.减少和补偿工件热变形
  
  车削时,由于切削热的影响,使工件随温度的升高而逐渐发生伸长变形。
  
  热变形伸长量的计算公式为
  
  ΔL=αLΔt
  
  式中,ΔL为工件的热变形伸长量(mm);α为材料的线膨胀系数(1/°C);L为工件的总长度(mm);Δt为工件升高的温度(°C)。
  
  从式中可知,伸长量ΔL与工件的总长度L有关,对于长度较短的工件,热变形伸长量较小,可忽略不计。但由于工件较长,热变形伸长量较大,所以,加工时一定要考虑其影响。
  
  (1)车削过程中要加注充分的切削液切削液不但有冷却的作用,而且还会防止跟刀架支撑爪严重摩擦工件,同时也延长了刀具的使用寿命,近而保证工件的表面精度,在半精车、精车时要用充足的切削液浇注切削区和支撑爪,用硫化油或菜子油与煤油混合液冷却润滑,效果会更好。
  
  (2)使用弹性顶尖补偿工件热变形如果采用一般的顶尖,由于两顶尖之间的距离不变,当工件在加工过程中受热变形伸长时,必然会造成工件弯曲变形。若使用弹性活顶尖,当工件伸长时顶尖会自动后退,因而,起到了补偿工件热变形伸长的作用,从而减小了工件的弯曲变形。
  
  (3)采用反向车削加工方式采用跟刀架只是消除了背向力把工件“顶弯”的因素,还没有解决进给力也会使工件“压弯”的问题。在使用了跟刀架以后,后者就成了主要矛盾。为消除和减少进给力产生弯曲变形的影响,可以改变进给方向,即进给方向由卡盘一端指向尾座——反向进给切削。
  
  采用反向进给时,进给力Ff拉直工件已切削部分,并推进工件待切削部分由右端的弹性回转顶尖支撑并补偿,工件不易产生弯曲变形,同时还能使工件达到较高的加工精度和较小的表面粗糙度值。
  
  4.刀具参数及切削量的合理选择
  
  刀具选用材料为YT5、YT15或YW系列,刀杆材料为45钢,调质处理,主偏角75°或93°的外圆车刀。车刀采用较大前角,保持车刀锐利,减少车削中的径向分力,以减少车刀与工件的摩擦发热,根据前角的选用原则,取15°~30°。
  
  粗精加工工序应分开进行,粗车时,切削深度取1.5~2mm,进给量取0.3~0.4mm/r,切削速度取50~60m/min比较合适。精车时,切削深度取0.5~lmm,进给量取0.08~0.12mm/r,切削速度取60~100m/min比较合适。
  
  5.结语
  
  由于工件自身刚性较差,车削时产生受力、受热变形较大,很难保证滚轴的加工质量要求,经加工实践,若掌握好以上技术要点,滚轴的加工问题将迎刃而解,不仅保证了加工质量,还提高了生产效率,为公司创造了更大的效益。
(来源:金属加工)

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