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加工大型心轴造成圆柱度误差的原因与解决措施-轴心加工工艺

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加工大型心轴造成圆柱度误差的原因与解决措施-轴心加工工艺

2023-09-11 07:38:19

曾在增容某刨模机时,需要加进1根较大的轮缘对其加装精度展开检验、标定,该轮缘结构如图1所示。因当时公司没有大型滚珠轴承,故该轮缘为丛藓科扭口藓加工,但在加工后其拱顶度超出了设计明确要求的0.1mm,达到了0.35mm,TNUMBERG25Mi基层单位虽然想尽办法经过几次返厂,仍未达到双色明确要求。虽然急需该轮缘增容新制刨模机,故笔者就该轮缘拱顶度超差的其原因作了认真的分析总结,摸索出了具体的复原方法,并到加工基层单位展开了指导,而因轮缘一次复原成功。考虑到在业内还会有类似情况的出现,现将研磨该类轮缘拱顶度超差的其原因及合理的加工方式详述如下,以杜绝该类问题的出现。

加工大型心轴造成圆柱度误差的原因与解决措施-轴心加工工艺(图1)

图1轮缘

轮缘加工步骤

由图1可知,该轮缘由1根钢管、4个球体和2个轴头Canillac而成。加工该轮缘操作过程:①在镗床边按照其钢管另一端的方型标定后将该端的轴头钻中心孔。②在滚珠轴承上夹持无中心孔端的钢管方型,并用firearms上的顶级压制住其中心孔,粗车轮缘方型,并分别在钢管的近firearms端和卡盘端的方型上精车另一端用来安装中心架的一段。③在近firearms端的钢管方型上加装中心架并标定后,退回firearms及顶级,研磨轴头中心孔至双色体积。④将其调头并架上中心架研磨另另一端轴头的中心孔至双色明确要求体积。⑤在滚珠轴承切入点孔和firearms中皆加装顶级,将轮缘两端轴头的中心孔分别用滚珠轴承切入点孔中的顶级及firearms上的顶级压制住,研磨钢管方型。如图2所示。

加工大型心轴造成圆柱度误差的原因与解决措施-轴心加工工艺(图2)

图2前、后顶级校对示意

注意在近卡盘端的轮缘球体前部上先焊接1个或2个与卡盘夹爪卡夹的卡板,研磨时,此卡板卡在夹爪前部即可,以确保研磨操作过程中轮缘能与卡盘同步转动。

拱顶度数值造成的其原因与化解举措

(1)研磨操作过程中的高速转动引致的轮缘卷曲而引致的拱顶度数值与化解举措。虽然该轮缘是由1根钢管、4个球体和2个轴头Canillac而成,钢管的直线度数值和2个轴头与钢管及球体的固定式度数值是必定存有的,因而轮缘在研磨操作过程中会存有动不平衡现象,从而轮缘在研磨操作过程中必定会虽然偏载转动而造成高速转动。根据高速转动公式:F=mv2/r(m代表者偏载部份的质量,基层单位:kg;v代表者偏载重量心圆周运动的线速度,基层单位:m/s;r代表者偏载重量心的离心运动半径,基层单位:m)可求出研磨操作过程中高速转动的大小,m是依据钢管的卷曲状况,要在滚珠轴承上研磨其至圆状态后而出现的厚半部份与薄半部份的质量差,可以利用绘图软件快速求出其近似值。当高速转动能够使轮缘在研磨操作过程中出现卷曲时,研磨后的轮缘就存有拱顶度数值。

因而,要选用直线度较好且壁厚均匀的钢管,并尽量确保钢管、球体和轴头的固定式度,铆接部位最好采取过渡配合的方式;另外,还要掌控钻孔的研磨转速,以掌控其高速转动,不能使钻孔在研磨操作过程中出现形变。

(2)研磨操作过程中的热形变引致轮缘卷曲而引致的拱顶度数值与化解举措。在研磨操作过程中假如转速较高、吃刀深度较大、研磨刃不够锋利及冷却效果不好,都将引致被加钻孔造成较高的研磨热,钻孔必定会因受热而伸长。钢材的热膨胀系数约为11.7×10-6/℃,该钻孔在加工操作过程中假如环境温度增加20℃,钻孔便增长约0.936mm,这会增加钻孔在研磨操作过程中的粒度形变量,进一步使其研磨后的拱顶度数值加剧。虽然早晚天气环境温度的差异,温差在10℃左右非恒温室是难以消除的,即钻孔伸缩约0.468mm也是难以避免的。

因而,研磨时要选用足够的冷却液,适当的研磨参数,掌控钻孔的研磨环境温度。用环境温度感应器及时检验钻孔环境温度,做好调整掌控。虽然是在非恒温室研磨该件,为减小其拱顶度数值,其伸缩量要选用弹性顶级展开补偿。

(3)设计减震差而引致的轮缘拱顶度数值与化解举措。假如钻孔减震不足以消除虽然自重引起的下垂所引致的卷曲,钻孔的研磨拱顶度也是难以确保的。要对其结构展开加固或改用合适的钢管,增大其刚性直至满足明确要求。否则,该钻孔也难以用作检验。

(4)研磨操作过程中的前、后顶级中心线与机床横向护木的相连接度数值而引致的拱顶度数值与化解举措。假如前、后顶级的中心线与机床横向护木在水平方向上存有相连接度数值,会使钻孔在研磨方型后出现倒(正)锥的问题,即大小头现象。假如firearms上的顶级(后顶级)比切入点孔中的顶级(前顶级)靠近车刀,研磨后的钻孔方型为正锥;反之亦反。假如前、后顶级的中心线与机床横向护木在垂直方向上存有相连接度数值,会使钻孔在研磨方型后出现"马鞍"现象。

因而,研磨前要将前、后顶级展开固定式度标定,可以采取图2用标定套的方式展开。现将标定套扣在前顶级上,摇firearms轮缘使后顶级慢慢插入标定套孔中,根据其方型与标定套内孔的接触状态对firearms展开调整,直至后顶级上下左右与标定套内孔均匀接触为止。

(5)研磨操作过程中的前、后顶级与轴头锥孔配合松动引致的拱顶度数值与化解举措。假如前、后顶级与钻孔的轴头锥孔配合松动,必定引致轮缘在研磨操作过程中就会出现跳动现象。在装夹钻孔前,要将顶级与轴头锥孔展开研磨,检验锥孔合格后方可对钻孔展开研磨。另外,顶级未顶紧钻孔也会出现该问题。研磨前要将顶级顶紧。

(6)车刀磨损而引致的轮缘拱顶度数值与化解举措。在选用YT15研磨该轮缘时,虽然车刀工作时间较长,磨损是难以避免的。根据公式1=(19 100vf)/(DL)(其中v是研磨线速度,基层单位:m/min;f为进给率,基层单位:mm/r;D为研磨直径,基层单位:mm;L为研磨1件钻孔的无磨损长度,即恒径长度,基层单位:mm),在转速n=80r/min、进给率f=0.2mm/r时,可求出L近似值。L=[19 100×(πDn/1 000)×f]/D=[19 100×(3.14×206×80/1000)×0.2]/206≈960mm。由此可知,在研磨长度为960mm时,需要重磨一次车刀,并展开重新对刀研磨。假如研磨操作过程中振动较大、车刀的修光刃不够圆滑、车刀圆弧角过大或过小及研磨液不充足等等,实际研磨的恒径长度就会减小。因而,该研磨长度只是参考值,具体要结合实际测量情况而定。

(7)滚珠轴承横向护木磨损而引致的轮缘拱顶度数值与化解举措。滚珠轴承在使用操作过程中,其护木磨损也是必定的。假如其横向护木磨损后,车刀在研磨进给操作过程中必定在高度方向上及水平方向上随护木的磨损情况而出现"位移"现象,这就引致了研磨后的轮缘出现了拱顶度数值。因而,要选用护木精度符合研磨该轴双色明确要求的滚珠轴承。

(8)轮缘的焊接内应力引致研磨后使轮缘出现形变而引致的轮缘拱顶度数值与化解举措。只要是Canillac件,必定有焊接内应力。但焊接内应力随焊接工艺的不同而不同,并且也能消除一部份。因而,首先要采取好的焊接工艺掌控焊接内应力的大小,然后选用科学的方式再去除一部份焊接内应力。该轮缘的焊接内应力主要在钢管两端与球体焊接的部位,制作时先将轴头与内侧球体Canillac后,再在滚珠轴承上夹住轴头研磨球体方型,以确保球体与轴头的固定式度;并使球体方型小于钢管内孔0.3mm,以掌控其与钢管的焊接间隙,进一步掌控轴头与钢管的固定式度;同时,也将外侧球体的方型和内孔分别按照比钢管内孔小0.2mm和比轴头方型大0.5mm的体积车好(该体积较为重要,在Canillac外侧球体与钢管时,球体即便焊后偏心0.2mm,球体的内孔也不会与轴头接触,可以避免球体与钢管焊接后带动轴头偏心的隐患),为掌控轴头与钢管Canillac后的固定式度做好准备。Canillac带轴头的内侧球体与钢管时,将内侧球体推入钢管中合适位置后,校验好轴头与钢管内孔的固定式度,点焊内侧球体与钢管,然后再用锤击轴头的方式标定轴头与钢管内孔的固定式度,即可对称施焊。最后将外侧球体Canillac在钢管与轴头上,也是采取对称施焊的方式。

注意:不论采取哪种焊接方式,焊接环境温度尽量掌控在100℃以下,以掌控焊接形变,减少焊接应力;焊接时当采取对称分布且多层多道的焊接方式;各球体与钢管的焊缝要均留一处间隙,以防止在焊接冷却后钢管内造成负压,同时还可消除研磨操作过程中虽然环境温度升高而带来的钢管内的气压提升,杜绝虽然气压带来的应力形变;焊后需对钻孔展开简单的振动时效,进一步消除焊接应力。

(9)轮缘的研磨残余应力引致研磨后使轮缘出现形变而引致的轮缘拱顶度数值与化解举措。在研磨操作过程中,车刀对钢管施加了轴向力、径向力和圆周力,任何一个力较大,都会引致钢管出现形变。因而,须采取较小的研磨深度和进给率,以减小各研磨力。并尽量将车刀的主偏角磨大些,以减小车刀对钻孔的径向力;将车刀的前角磨大些,以减小车刀对钻孔的圆周力;将车刀的主后角和副后角磨大些,进一步掌控车刀对钻孔的轴向力、圆周力和径向力。同时,还需采取较小的刀尖圆弧刃,以掌控研磨刃深入的线性长度,掌控研磨力。

粗车后,须将钻孔卸下展开振动时效,以消除研磨后钢管的厚薄不均所造成的应力及研磨应力所带来的形变隐患。

精车时,可以采取用百分表检验钢口内径的方式对研磨力展开检验。研磨时,假如百分表的波动范围比研磨前大,说明研磨力引致钻孔形变了。

(10)采取中心架或跟刀架而引致的轮缘拱顶度误差与化解举措。在研磨操作过程中,假如采取了中心架或跟刀架,轮缘必定处于非自由状态,研磨后的轮缘必定会出现较大的拱顶度数值。

结语

本文详细描述了加工大型轮缘引致拱顶度数值的各类其原因与化解举措,能够提高加工大型轮缘的质量,在业内值得交流参考。

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