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    轴类零件工艺 外园表面加工

    来源:         时间:2014-07-17 14:51:58

        外园表面是轴类零件的主要表面或辅助表面,它是机械加工中最常遇到的表面。外圆表面的机械加工方法主要是车削与磨削。

        (1)车削加工

        车削加工在不同的加工条件下,分别达到的加工精度和粗糙度分析如下。

        荒车:自由锻件和大型铸件的毛坯,加工余量很大,为了减少毛坯外圆形状误差和位置偏差,使后续工序加工余量均匀,要进行荒车。荒车以去除表面的氧化皮为主,一般去除余量为单面1~3mm

        粗车:中小型锻、铸件毛坯一般直接进行粗车。粗车主要切去毛坯大部分余量(一般车出台阶轮廓),在工艺系统刚度容许的情况下,应选用较大的切削用量以提高生产率。

        半精车:一般作为中等精度表面的最终加工工序,也可作为磨削和其它加工工序的预加工。对于精度较高的毛坯,有时不经粗车,直接半精车。

        精车:外圆表面加工的最终加工工序和光整加工前的预加工。

        精细车:外圆表面光整加工方法之一,一般是高精度、表面粗糙度值小的圆柱面最终加工工序。

        对于外圆表面的车削方法,除普通车削外,还有一些高效率的车削方法,下面作一些介绍:

        高速车削:指利用硬质合金车刀采取加大切削速度的办法来进行切削的一种高效率车削方法。由切削原理可知,切削速度的提高一直是受刀具材料的限制。自从硬质合金问世之后,切削速度得以从25~55m/min(高速钢)提高到200~250m/min。发展到今天,采用硬质合金车刀进行高速车削,已是生产中普通的事。高速车削不仅可以提高生产率,而且可以得到较光的表面(Rª1.6~0.8μm)

        强力车削:指利用硬质合金车刀采取加大进给里的办法来进行切削的一种高效率车削方法。其特点是对车刀进行改革,使进给量可以提高几倍乃至十倍,而被加工表面的粗糙度参数值仍能减小到Rª值为6.3~3.2μm。强力车削适用于刚性好的零件的粗加工和半精加工,不适用于精加工。

        高速车削与强力车削的对比见表3.2-3

     

    3.2-3 高速车削与弧力车削的对比

     

    高速车削

    强力车削

    车削速度(m/s )

    3.5~4.5

    1.5~2.5

    进给量(mm/r)

    0.5~0.7

    2~2.5

    车刀耐用度(min)

    20~30

    60~70

    工件表面粗精度Rª(μm)

    1.6~0.8

    6.3~3.2

     

        多刀车削:它是采用几把车刀同时加工工件的几个表面,以代替各表面的顺序加工。这样,就可以大大缩短加工时间。多刀车俐大都在专门的多刀车床上进行,也可以在卧式车床上加以改装后进行。多刀车削适用于台阶轴的大批、大量生产。此外,多刀车削时,因同时工作的刀具较多,换刀调整费事,不宜用很高的切削速度,且工件有可能因刚性不足而被顶弯。因此,这种方法在不少场合已被液压仿形车削取代。

        液压仿形车削:是借助液压的作用,使车刀按照仿形装置进给,顺次将工件的外圆和台阶等轮廓加工出来。液压仿形车削可以在专门的液压仿形车床上进行,也可以在普通车床上用液压仿形刀架来实现。

        液压仿形车削与普通车削相比,能大大减轻工人的劳动强度和提高生产效率。它的加工精度可达公差等级IT9~IT7级,表面粗糙度Rª值为1.6~0.8μm。当改换被加工零件的品种时,只需更换一个样板(或样件),调整工作较之多刀调整简单得多,而且可以采用较高的切削速度。所以,这种方法不仅适用于大批、大量生产,而且也很适合于中、小批生产。

        数控车削:是根据被加工零件图样和工艺要求,编制成程序,输入到机床的数控装置或控制计算机中,以控制工件和刀具的相对运动,使之加工出合格的零件。数控车削是在专门的数控机床上进行的,随着计算机技术的发展,近年来,数控车削的应用越来越广。其主要优点是:柔性好,更换加工零件时,设备调整和准备时间短;加工时辅助时间少,可通过优化切削参数等提高效率,生产率较普通切削高2~4倍,工艺难度大的零件可高出5~7倍;加工质量好,专用工夹具少,相应生产准备成本低,机床操作技术要求低,不受操作工人的技能、视觉、精神、体力等因素的影响。数控车削适用于单件小批和中批生产。对于以下轴类零件适宜选用数控车削:结构或形状复杂,普通加工操作难度大,加工时间长,加工效率低的零件;加工精度一致性要求较高的零件;切削条件多变的零件(如零件由于形状特点需车槽、车孔、车螺纹等,加工中要多次改变切削用量等);批童不大,但每批品种多变并有一定复杂程度的零件。上述零件车削中以半精车和精车尤为体现数控车削的优点。数控车削除了能进行普通的圆柱面切削外,轴上的各种槽、孔(含螺纹孔)、面等加工表面也能一并加工完毕,工序高度集中。

        (2)磨削加工

        磨削是外圆表面精加工的主要方法,它的加工精度高、表面粗糙度参数值小(见图3.2-10),生产率也比较高,所以它在机器制造业中应用极为广泛。磨削外圆表面的方法有中心磨削和无心磨削两类。

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