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(xué)院實(shí)習(xí)工廠進(jìn)行產(chǎn)訓(xùn)結(jié)合的系列產(chǎn)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(guān)鍵詞:C6132車床車削加工主軸

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

1粗車前的毛坯準(zhǔn)備

主軸的典型加工工藝路線為:下料→鍛造→正火→粗加工→調(diào)質(zhì)→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(zhì)較硬,一般要進(jìn)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(jìn)行粗車。限于實(shí)訓(xùn)現(xiàn)有的車床設(shè)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(shí)際加工中多數(shù)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(zhǔn)備。在粗加工過程中,經(jīng)常有出現(xiàn)排屑不暢順、車刀重修磨的頻率快、加工速度慢等現(xiàn)象,經(jīng)仔細(xì)觀察和考慮,決定從以下幾方面進(jìn)行改進(jìn)。

(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(jìn)行加工,結(jié)合實(shí)訓(xùn)場地現(xiàn)有設(shè)備,決定選用C630型普通車床進(jìn)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(chǎn)生磨損。刀具切削部分應(yīng)滿足高硬度、足夠的強(qiáng)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(zhì)合金車刀進(jìn)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(qiáng)度,決定采用750硬質(zhì)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(jìn)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(guān)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(yīng)把v換算成主軸轉(zhuǎn)速n,以便調(diào)整機(jī)床)進(jìn)行切削加工,以充分發(fā)揮機(jī)床和刀具的效能,提高勞動生產(chǎn)率。

合理的切削用量,應(yīng)能滿足以下幾點(diǎn)基本要求。

(1)保證安全,不致發(fā)生人身事故(或使操作者過分緊張)或損壞機(jī)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(xiàng)要求的前提下,要充分發(fā)揮機(jī)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(jī)動時間少,生產(chǎn)率最高,成本最低。(4)不允許超過機(jī)床功率,在工藝系統(tǒng)剛性條件下,不能產(chǎn)生過大的變形和振動。

由切削過程的基本規(guī)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?yàn)関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(yīng)當(dāng)盡量取大的ap;當(dāng)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(dāng)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(jù)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(zhuǎn)速n約200～300r/min左右,實(shí)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(jìn)行加工。根據(jù)實(shí)訓(xùn)場地的現(xiàn)有設(shè)備,決定采用傳統(tǒng)鉆孔加工方法。由于鉆頭的實(shí)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(diào)整好后,退出尾座,用普通的鉆頭先鉆一段,再用加長鉆頭續(xù)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(diào)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(jī)械性能,此工藝完畢后要進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理。(4)調(diào)質(zhì)后,零件會產(chǎn)生變形,因此在此基礎(chǔ)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(guī)定的公差,為車內(nèi)錐孔時的裝夾做準(zhǔn)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(nèi)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(nèi)錐孔要磨削,因而在車削此孔時必須認(rèn)真檢查清楚車出的錐度是否正確,一般采用外錐規(guī)檢查,配合的接觸面要達(dá)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(fù)使用

螺紋錐塞在車削主軸前應(yīng)加工好,其作用是打入主軸錐孔內(nèi)作其它工序支承用,在車削時要求外錐應(yīng)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(fù)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(xiàn)過將花鍵槽底的尺寸誤看成外圓尺寸而將主軸車廢的現(xiàn)象,并且外圓和長度都還需留有余量用于磨削。因此,對相關(guān)尺寸進(jìn)行整理后,定出了加工要求,加工時方便了很多,并且質(zhì)量有保證。

首先用兩頂尖裝夾將有關(guān)外圓、然后根據(jù)圖紙要求進(jìn)行倒角,車削加工完畢后,由于主軸要進(jìn)行磨削加工,主軸的各級外圓的軸肩都設(shè)計了磨削越程槽,為了避免或減少切削產(chǎn)生的振動,我再次采用一頂一夾的裝夾方法進(jìn)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(cè)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(guān)尺寸是否正確,才可拆下,車削完畢后轉(zhuǎn)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(jié)語

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