主轴加工中的关键工艺
1、顶尖孔的研磨
对于实心轴或锥堵上的顶尖孔,因为要承受工件的重量和切削力的作用,而常会磨损;并且工件在热处理时,顶尖孔也会随之变形。因此,在热处理工序之后和磨削加工之前,对顶尖孔要进行研磨,以消除误差。本文采用油石或橡胶砂轮进行研磨,研磨时先将圆柱形油石或橡胶砂轮夹在车床的卡盘上,用装在刀架上的金刚石将油石或橡胶砂轮前端修整成顶尖形状,接着将工件顶在油石或橡胶砂轮顶尖和车床后顶尖间,在加上少量润滑油,然后开动车床使油石或橡胶砂轮转动,进行研磨。研磨过程中,用手把持工件并使它连续而缓慢地转动。
2、锥堵和锥堵心轴的使用
对于空心的轴类零件,在深孔加工后,为了尽可能使各工序的定位基准面统一,一般都采用锥堵或锥堵心轴的顶尖孔作为定位基准。当锥度较大时,就用带锥度的拉杆心轴,当主轴锥孔的锥度比较小时,就用锥堵。该主轴的锥孔分别为1:20和莫氏6号,锥度较小故选用锥堵,如图2所示。该轴壁厚较薄,如果用力过大,会引起轴件变形,使轴出现圆度误差等。为防止这种变形,使用塑料或尼龙制的锥堵心轴有良好效果。
3、组合磨削
组合磨削或称多片砂轮磨削,是利用增大磨削面积以提高磨削效率的一种有效措施。一台磨床上安装几片砂轮,可以同时加工零件的几个表面,主轴的前后轴颈锥面、短锥面和前端的精加工,均采用组合磨削的方法。磨削的方法:⑴先粗磨前后轴颈锥面,磨完后进行砂轮精细修整;⑵分两种工位进行精磨,首先精磨前后轴颈锥面,完成后,设计图纸规定的角度成型砂轮,先后磨削主轴前端支承面和短锥面。
4、主轴锥孔加工
主轴前端锥孔和主轴支承轴颈及主轴前端短锥的同轴度要求高,因此磨削主轴的前端锥孔,成为机床主轴加工的关键工序。该主轴前端锥孔,以支承轴颈作为定位基准,将前后支承轴颈分别装在两个中心架上,用千分表校正好中心架位置。工件通过弹性连轴节或万向接头与磨床床头主轴连接。这种方式可以保证主轴轴颈的定位精度,而又不受磨床床头误差的影响。
5、深孔加工
该主轴内孔L/d≈18,属深孔加工。深孔加工要比一般的孔加工困难和复杂些,因为孔的深度增大以后,刀杆较长,刀具钢度变差,容易引起振动和钻偏孔;其次是刀刃在工件深处进行切削。冷却液不易注入切削区,散热条件差,使刀具很快磨损;加上切削难于排出,容易堵塞而无法连续加工。该轴加工采用工件转动,刀具作轴向送进运动。这种方式钻出的孔轴线与工件的回转轴线能达到一致。如果钻头偏斜,则钻出的孔有锥度;如果钻头轴线与工件回转轴线在空间斜交,则钻出的孔的轴向截面是双曲线,但不论如何,孔的轴线与工件的回转轴线仍是一致的。深孔加工的排屑和冷却见图2冷却液从钻头外部输入,从钻头内部排出。有一定压力的冷却液沿箭头指示方向经刀杆与孔壁之间的通道进入切削区,起到冷却润滑作用,然后经钻头和刀杆的内孔带着大量切削排出。
在本文中介绍了典型轴类零件加工工艺过程的制订及关键工艺方案等。在关键技术工艺选择上透视了先进制造工业的重要性,但是研究也有不足,如主轴锥孔加工的方案虽然可行,但是不经济也有一定的质量误差,有待进一步研究。