细长空心轴同轴度超差的工艺改进.pdf

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SOLUTO工芝/工/目/画/論測/组修/改造
细长空心拙同轴度超差的工艺改进
梁兴,王春花
(安阳莱工科技有限公司,河南安阳455000
摘要:针对细长空心轴的精度超差问颢,根据现有加工条件和生产实际状况,分析问题产生的原因,调整和优化主轴
加エ工艺,最终解决细长空心轴在加工中出现的弯曲变形问题;达到图紙设计标准。
关键词:细长空心轴同轴度:分析:加工工艺
中图分类号:TH17
文献标志码:A
文章编号:1002-2333(2014)02-0184-03
0引言
8,40,3541,26:(内孔),348(内孔);形状
对于零件加工来说,细长轴是较难加工的一种轴类精度要求:内孔的跳动公差为0.003mm;位置精度要求
工件,尤其是高精度细长空心轴的加工难度更大,加工过50、が44外圆的同轴度公差为0.003mm,d40、d35外圆
程中产生的废品率较高,按照常规车、热处理和磨加工工的同轴度公差为0.005mm,主轴最高转速为10000r
艺很难达到图纸设计要求,主轴质量无法得到保证,严重min
制约主轴的生产。
2细长空心轴的加工工艺
1细长空心轴的主要技术参数
1)编制工艺。根据产品结构和精度要求,初步编制的
图1为我公司为上海菜必泰配套生产高精度车床主工艺路线为:粗车一精车→渗碳一车碳层→外磨→钳
轴LS20-04。长度与直径比为:587÷26=23,此轴结构特点工一铣键槽→淬火→粗磨外圆一支中心架粗磨内孔一时
是细长、空心、壁薄,并且主轴右端有键槽和通槽,造成加效→半精磨内外圆→时效→倒角切槽取长短一工具磨
工刚性差,工件易产生弯曲变形,同轴度难以保证,加工(磨对方)→线切割通糟→磨螺纹→精磨各外圆一精磨内
难度较大。
孔一精车内孔→钳(清槽清孔)。
细长空心轴主要尺寸及精度(mm):p50"om,d44
2)试制结果。按照此工艺路线进行生产加工,第一批
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图1高精度车床主轴LS20-04
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633.4
图2
184机械工程师2014年第2期
解決百
工/工続/月/画/関/组/改置 SOLUTO
次试制5根,在第一次精磨外圆内孔后,经检查,主轴的
3)在不影响刀具强度的情况下,应尽量増大车刀主
尺寸精度基本到达图纸设计要求,但主轴四处同轴度为偏角.同时应选择较大的前角和较小的刀尖圆弧半径。
0.01-0.05mm,均超差,判定主轴不合格,经与客户沟通,
4)为减少精车内孔部位的余量和硬度,在车加工序
因主轴为高速旋转部件,同轴度超差影响主轴的整体加留渗碳层时,适当加大余量,热处理渗碳完成后,在车碳
工精度,不同意使用。
层时必须保证渗碳层完全车完。这样,主轴淬火后,内孔
3细长空心轴同轴度超差原因分析
中间部位硬度不高且余量小。精磨后,精车内孔容易加
针对同轴度超差的问题,我们认真分析问题可能产工,变形量小。
生的工序,原因有以下几点:
4.3热处理方面
3.1车加工工序影响因素
1)工件的放置方式采用吊装,避免平放。
1)细长空心轴材料选择。所选材料既要保证硬度又
2)热处理的时效方式采用油炉时效,温度为140℃。
有良好的加工性能。材料过软或过硬,影响切削性能,容
3)时效时间必须按工艺执行,时效两次,每次时效时
易产生振动打刀,切削力过大,容易造成主轴弯曲变形。间不少于24h。
2)车工刀具、切削速度、冷却条件和工件的装卡的选4.4磨加工方面
择。常规制造刀具及切削速度抗振能力差,不适宜精车细
1)相磨、半精磨砂轮粒度为46#,精磨砂轮粒度为80#。
长空心轴,工件容易振动弯曲。
2)采用专用工装进行装卡,因为主轴为空心薄壁结
3.,2热处理影响因素
构,如果采用一夹一顶,会产生装卡变形,影响主轴精磨
1)工件的放置方式,是否采用吊装;2)热处理的时效的精度。结合实际,专用工装的结构采用图2的形式,以
方式;3)时效时间的长短,是否达到规定的24h:4)热处内孔和端面定位,避免机床尾架产生顶紧力过大,造成主
理弯曲的校直方式。
轴的弯曲变形,减少装卡变形的因素。
3.3磨削变形
3)在精磨前对工装修整中心孔,达到标准要求。
1)粗磨、半精磨、精磨的砂轮粒度、硬度选择不当。磨
4)为了减少细长轴磨削时的热变形,加大冷却水喷
削时,工件转速太高,使工件产生离心,弯曲。冷却液不充管口径,使磨削时冷却更加充分。
足,产生磨削热,使工件热膨胀变形。
5第二次改进
2)细长空心轴精磨前,主轴的定位基准选择不恰当,5.1エ艺分析
顶尖直接顶在内孔两端,既没有修研,又没有考虑内孔与
改进后,主轴精度有较大提高,位置精度为0.01mm
顶尖配合时面积过大,影响定位精度。
内,但仍然不符合图纸要求,结合实际加工过程,我们对
3)尾架顶紧弹簧预紧力太大,使主轴顶紧磨削时热加工工艺从新审核分析。
变形弯曲。
1)在精磨外圆后,在不拆卸工装的情况下检查,主轴
4)没有考虑主轴细长空心的变形,主轴磨好后没有同轴度符合图纸要求,拆卸工装后重新安装,无法找正到
吊挂,直接摆放在工作台上,使主轴产生安放误差。
之前状态,品质部在V型铁支50和44轴承部位,检
5)加工工艺不恰当。最初安排主轴镗内孔,是因为主查后端35部位,同轴度同样超差,而且存在不同操作者
轴细长空心,受暦床设备加工长度限制(M1432加工长度加工主轴,变形大小不一样,而且存在安装工装越紧,同
1000m),b26内孔从两端加工,中间部分无法加工。实轴度超差越严重,考虑主轴后段因加工有四处键槽和两
际加工中,精磨工序完成后,为保证图纸的装配要求,再处通键,主轴后端孔大壁薄,分析因装卡力过大引起主轴
进行精镗内孔,因中间部分加工余量较大,主轴为滲碳淬变形较大。
火件,精车内孔非常困难,因切削力所带来的变形量较大。
2)在工艺中,精磨外圆后继续精磨内孔,并进行精
4改进措施
车,主轴受力产生的变形影响主轴的同轴度。
4.1材料选择
5.2二次政进措施
材料选择15CrMo优质低合金结构钢,此材料有较好
1)主轴安装专用工装时,预紧力要适当,不能过大
的初性和耐冲击力,材料选择一般采用渗碳后淬火热处否则主轴产生过大的变形。
理工艺,可以使表面硬度达到60HRC左右,心部还是比
2)工艺上再增加一序精磨,对b35部位精光,保证主
较软的
轴的同轴度。
4.2车加工方面
经过再次改进主轴加工工艺后,主轴的各项精度符
1)粗车时,采用一夹一顶装夹,并用中心架辅助支合图纸要求,尤其是主轴后段的同轴度控制在0.005mm
承,精车时,采用两顶尖安装工件B并用跟刀架辅助支内,工序精度和最终检査精度基本一致。
承,为减少细长轴弯曲,减少变形。注意钻车内孔18钻6结语
扩为22,为后序车碳层做准备。
针对细长空心轴同轴度超差的质量问题,通过对细
2)降低切削速度,使用充足的切削液,使切削温度下长空心轴车削方法、磨削方法、加工工艺、热处理工艺等
降,适当提高进给量。