轴类零件车削分析

陈修刚

轴类零件在车削过程中,操作者本身的技术水平、工件材料的性质和尺寸、所用车刀的材料及车刀各角度等,都能够直接影响所加工轴类零件的尺寸误差和形状误差。分析轴类零件加工过程能够减少废品的产生。

一、零件尺寸精度达不到要求的原因及解决方法

1.操作者自身原因

测量零件时出差错或者看错刻度盘,多进或者少进一圈。在测量时,要认真仔细,正确使用每种测量工具,仔细看清刻度盘的刻度。各种型号车床的刻度盘是不相同的,在使用时还要注意丝杠与螺母之间的间隙,有时刻度盘虽然转动,但车刀不一定会移动,等间隙转完以后车刀才移动。所以在使用时,如果刻度转过格数过头了,绝不允许只倒转几格,而是要倒转一转后,再重新对准刻度。

2.量具本身的误差

长时间使用量具有可能使其精度降低。使用量具之前须仔细检查和调整,使用时要放正。

3.热涨冷缩的影响

温度的变化会使工件尺寸发生改变。在切削时,切屑变形,各个分子间相互移动,而在移动时发生摩擦从而产生了大量的热。此外,由于切屑与车刀前面发生摩擦,车刀后面与工件表面发生摩擦也产生热量,这些热量就直接影响到刀具和工件上去。当然,热量最高的是切屑(75%左右),其次是车刀(20%)和工件(4%),还有1%释放到空气中。工件受热后直径就增大(约0.01～0.05mm,铸铁变化比钢料大),冷却后直径收缩,成为废品。故不能在工件温度很高时测量。如果一定要测量,在车削时浇注足够的切削液,防止工件温度升高。

二、几何形状和相互位置精度达不到要求的主要原因

1.发生椭圆度的原因

(1)主轴轴颈的椭圆度能够直接反映到工件上去,如果是滑动轴承,那么当载荷大小及方向不变时,主轴颈在载荷作用下被压在轴承表面的一定位置上(由于主轴与轴承之间有间隙)。当主轴转过90°时,主轴的中心位置变动了,这样主轴在旋转一周过程中有两个中心位置,车刀的背吃刀量有变化,而使工件产生椭圆度。轴承孔的椭圆度对工件没有影响。

(2)前后中心孔不吻合(两中心孔与工件中心成一角度),中心孔与顶尖只接触到一边,磨损不均匀造成轴向窜动而形成椭圆。或者在加工过程中,前顶尖发生了摆动,造成断续车削,从而使零件产生了椭圆度的问题。

2.母线不直(凸形、凹形、鞍形)和锥度的原因

(1)车床导轨与主轴中心线相互位置不正确,特别是在水平方向。如导轨弯曲,工件产生凸形或凹形,导轨与主轴中心线不平行产生锥形等。

(2)工件温度升高会使轴产生弯曲。例如,在重型车床加工长轴时,温度升高到一定时,工件会伸长,但由于两顶尖距离未变,结果工件由于无法在长度方向伸长而发生弯曲。因此,在车长轴时,尽量降低温度,同时还必须经常退一下后顶尖。

(3)工件内应力的影响。工件内部往往存在内应力,在切削过程中,表面层塑性变形也会产生内应力,这种内应力在工件内部呈平衡状态,使工件保持一定形状.但当工件从夹具或车床上卸下时,就要产生变形。解决这个问题,一般采用时效处理方法。

三、表面粗糙度达不到要求的主要原因

1.车床刚性不足

塞铁松动、传动不平衡会引起振动。当然,车床安装不稳固也会引起振动,由于振动而使工件表面粗糙度降低。车刀刚性不足引起振动所以尽可能选用粗刀杆,减少车刀伸出;工件刚性不足也会引起振动,故在车削细长轴时要应用中心架,或用一夹一顶来代替两顶尖装夹。

2.车刀切削部分几何参数不正确

根据工件材料的可切削特性选用合理、合适的切削角度,降低表面粗糙度。积屑瘤的产生使工件表面粗糙度降低,积屑瘤非常牢固,切削时由于积屑瘤的参与,工件表面出现拉毛或一道道划沟痕的现象,车削时应尽量避免。

结合上述原因,在加工过程中应该提前预防可能发生的问题,从而减少生产过程中的废品率,提高生产效率和经济效益。以上为笔者在生产过程中总结的一点浅薄的经验,在此提出来与大家一同探讨。

(作者单位:山东省淄博市技师学院)