C6132車床主軸的車削加工

郭志斌

摘 要:C6132車床是江門市技師學院實習工廠進行產訓結合的系列產品之一,而主軸則是車床其中重要的一個組成零件,它加工精度的高低直接影響著整臺車床的精度和使用性能。

關鍵詞:C6132車床車削加工主軸

中圖分類號:TG519 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)06(b)-0103-01

1粗車前的毛坯準備

主軸的典型加工工藝路線為:下料→鍛造→正火→粗加工→調質→半精加工→淬火→粗磨→精磨。

主軸毛坯通常采用45號鋼鍛打而成,鍛打后的毛坯材質較硬,一般要進行正火處理。

2粗車各級外圓(均留余量6mm)

2.1 工件的裝夾

已知,毛坯的直徑較大,長度較長,為減少變形,一般采用一夾一頂法進行粗車。限于實訓現有的車床設備條件,車床床頭主軸孔不能穿過毛坯最大的外圓,因而在實際加工中多數安排在鏜床或鉆床上加工出毛坯小端的中心孔,并且要求該中心孔不能過小,否則會由于支承面的接觸面積過小而影響車削時的受力情況。一般采用A6的中心鉆來鉆此中心孔。

2.2 粗車各級外圓

粗車毛坯各級外圓后的形狀和尺寸外圓各尺寸均留余量6mm為半精加工做準備。在粗加工過程中,經常有出現排屑不暢順、車刀重修磨的頻率快、加工速度慢等現象,經仔細觀察和考慮,決定從以下幾方面進行改進。

(1)選擇合適的粗加工車床。由于毛坯較大,并且有較多的加工余量,因而需選擇剛性足,能承受較大切削力的車床進行加工,結合實訓場地現有設備,決定選用C630型普通車床進行粗加工。(2)選擇合適的粗加工刀具。在切削過程中,刀具由于受力、熱和摩擦的作用而產生磨損。刀具切削部分應滿足高硬度、足夠的強度和韌性、高耐磨性、高耐熱性等的切削性能要求,故決定選用代號為YT5的硬質合金車刀進行粗車;在車刀幾何角度的選擇上,主要考慮主副偏角、主副后角、前角、刃傾角等角度不宜過大,否則影響刀頭強度,決定采用750硬質合金粗車刀,為保證切削過程中切屑能自行折斷,從而使切削順利進行,車刀前刀面決定采用b×a為4.5×0.6的的斷屑槽尺寸。(3)選擇合適的切削用量。在車刀的刃磨角度確定后,關鍵是如何合理選擇好切削用量。所謂合理選擇切削用量,是指在刀具角度選好以后,合理確定吃刀深度ap,走刀量f和切削速度v(應把v換算成主軸轉速n,以便調整機床)進行切削加工,以充分發揮機床和刀具的效能,提高勞動生產率。

合理的切削用量,應能滿足以下幾點基本要求。

(1)保證安全,不致發生人身事故(或使操作者過分緊張)或損壞機床、刀具等事故。(2)保證工件加工面的粗糙度和精度。(3)在滿足以上兩項要求的前提下,要充分發揮機床的潛力和刀具的切削性能,盡可能選用較大的切削用量,使機動時間少,生產率最高,成本最低。(4)不允許超過機床功率,在工藝系統剛性條件下,不能產生過大的變形和振動。

由切削過程的基本規律可知,影響刀具耐用度最小的是ap、其次是f、最大是v。這是因為v對切削溫度的影響最明顯。所以選擇切削用量的次序是:首先應當盡量取大的ap;當ap受到其他限制時(例如加工余量很小),再盡可能用較大的f,當f受到限制(例如加工表面粗糙度要求的限制、切削力的限制等),最后才考慮用較大的v。

根據上述原則,粗車主軸的切削用量選用如下:吃刀深度ap約8～10mm/刀,走刀量f約為0.4～0.5mm/r,轉速n約200～300r/min左右,實踐證明其加工效率較為理想。

3扶架裝夾,分兩頭鉆孔φ39

粗加工完畢后,接著對主軸的中心通孔進行加工。根據實訓場地的現有設備,決定采用傳統鉆孔加工方法。由于鉆頭的實際長度有限,所以總的加工思路是:中心架裝夾,分兩頭鉆孔φ39。

(1)鉆孔前,用中心架扶好已車的其中一段外圓,調整好后,退出尾座,用普通的鉆頭先鉆一段,再用加長鉆頭續鉆,在用加長鉆鉆孔時,特別要注意勤退屑,并澆注充分的冷卻液,否則鉆頭容易卡死在孔里,不能取出。(2)這邊孔鉆完后,調頭夾φ96外圓,車端面總長(留4mm余量),粗車φ8912外圓,并將孔鉆穿。(3)為使材料得到較均勻的金相組織和理想的綜合機械性能,此工藝完畢后要進行調質處理。(4)調質后,零件會產生變形,因此在此基礎上將已粗車的外圓再粗車一次,余量留2mm～3mm,并將其中φ58和φ86的兩級外圓車削到規定的公差,為車內錐孔時的裝夾做準備。

4扶架裝夾,車兩端錐孔,莫氏五號錐孔留余量0.6mm～0.8mm,總長留余量2mm

在車主軸內錐孔前,首先用一夾一扶裝夾把工件校正,否則下一工序精車時余量不夠足。由于主軸大端的莫氏5號內錐孔要磨削,因而在車削此孔時必須認真檢查清楚車出的錐度是否正確,一般采用外錐規檢查,配合的接觸面要達60%以上,并車至留磨尺寸,一般余量是0.6mm～0.8mm以滿足下一道工藝的加工要求。

5配塞,莫氏5號塞帶螺紋,要求能拆御重復使用

螺紋錐塞在車削主軸前應加工好,其作用是打入主軸錐孔內作其它工序支承用,在車削時要求外錐應與中心孔同軸。此塞配車螺紋的目的是為了方便裝錐塞后能容易拆卸下來,并可重復使用,以備下次加工時不需要再配車。

6用兩頂尖法裝夾,半精加工各級外圓和錐度(均留余量0.7mm～0.8mm);車最大外圓長度至;切槽,車三角螺紋

在半精車時,由于零件圖的尺寸較多,曾出現過將花鍵槽底的尺寸誤看成外圓尺寸而將主軸車廢的現象,并且外圓和長度都還需留有余量用于磨削。因此,對相關尺寸進行整理后,定出了加工要求,加工時方便了很多,并且質量有保證。

首先用兩頂尖裝夾將有關外圓、然后根據圖紙要求進行倒角,車削加工完畢后,由于主軸要進行磨削加工,主軸的各級外圓的軸肩都設計了磨削越程槽,為了避免或減少切削產生的振動,我再次采用一頂一夾的裝夾方法進行加工各槽,

車削外三角螺紋時,由于螺紋直徑較大,若用高速鋼車刀低速車削效果欠佳,速度慢,車出的螺紋粗糙度較差,筆者采用合金螺紋車刀中高速車削,車出的螺紋兩側粗糙度就能保證以上要求;

車完螺紋后,再用兩頂尖裝夾加工外錐,特別是右端的外錐,若在車外圓時一齊加工,會影響切槽或車螺紋時的裝夾,所以將車削加工錐度的工序放到最后,工件車削完后,重新檢查有關尺寸是否正確,才可拆下,車削完畢后轉銑削和磨削。

磨削時,為了保證主軸的加工精度,要求磨削工藝為:先粗磨外圓,再用一夾(夾緊處加鋼絲)一扶,粗精磨主軸前端莫氏5號錐孔,再配前頂尖,兩頂尖裝夾(以加工好的孔定位)精磨外圓至圖紙尺寸,最后涂上防銹油。

7結語

采用以上加工工藝車削主軸,零件的加工精度和質量得到保證,合格率達100%,并且加工時間比原來制定的工時數有所減少,提高了加工效率。