保證細長軸加工后的表面質(zhì)量,需要從刀具選擇、切削參數(shù)優(yōu)化、加工工藝改進、設(shè)備精度維護以及工件裝夾等多個方面著手,以下是具體措施:
刀具選擇
刀具材料:優(yōu)先選擇硬度高、耐磨性好、耐熱性強的刀具材料,如涂層硬質(zhì)合金刀具、陶瓷刀具等。涂層硬質(zhì)合金刀具具有良好的切削性能和表面質(zhì)量,能夠有效減少刀具磨損和積屑瘤的形成;陶瓷刀具則具有更高的硬度和耐磨性,適用于高速切削,可獲得較好的表面粗糙度。
刀具幾何參數(shù):應(yīng)根據(jù)細長軸的材料、形狀和加工要求,合理選擇刀具的幾何參數(shù)。增大刀具的前角和后角,可減小切削力和切削熱,使切削更加輕快,有利于提高表面質(zhì)量;適當減小主偏角,可增加刀具與工件的接觸長度,使切削力更加均勻分布,減少表面粗糙度;刃傾角的選擇應(yīng)根據(jù)切屑的流向和排出情況進行調(diào)整,一般取正值,使切屑流向待加工表面,避免劃傷已加工表面。
切削參數(shù)優(yōu)化
切削速度:選擇合適的切削速度至關(guān)重要。切削速度過高,容易產(chǎn)生積屑瘤和切削振動,導(dǎo)致表面粗糙度增大;切削速度過低,則會使切削力增大,刀具磨損加劇,同樣影響表面質(zhì)量。一般需要根據(jù)刀具材料、工件材料和加工精度等因素進行試切和調(diào)整,確定最佳切削速度范圍。
進給量:進給量過大,會使切削力和切削熱急劇增加,導(dǎo)致細長軸變形和表面質(zhì)量下降;進給量過小,則會降低加工效率。應(yīng)根據(jù)刀具的切削能力、工件的剛性和表面質(zhì)量要求,合理選擇進給量,一般在保證表面質(zhì)量的前提下,盡量選擇較大的進給量以提高加工效率。
背吃刀量:背吃刀量應(yīng)根據(jù)細長軸的加工余量和工藝要求合理分配。過大的背吃刀量會使切削力增大,容易引起細長軸的彎曲變形和振動,影響表面質(zhì)量;過小的背吃刀量則會增加走刀次數(shù),降低加工效率。通常采用多次走刀的方式,逐步減少背吃刀量,以獲得較好的表面質(zhì)量。
加工工藝改進
采用先進的加工方法:對于細長軸加工,可采用數(shù)控車削、磨削等先進的加工方法。數(shù)控車削能夠精確控制切削參數(shù)和加工路徑,保證加工精度和表面質(zhì)量;磨削則可以進一步提高細長軸的表面粗糙度,使其達到更高的表面質(zhì)量要求。在條件允許的情況下,還可采用超精密加工技術(shù),如超精密車削、研磨等,以獲得極高的表面質(zhì)量。
增加輔助支撐:在細長軸的加工過程中,增加適當?shù)妮o助支撐可以有效提高細長軸的剛性,減少因切削力引起的變形和振動,從而提高表面質(zhì)量。常見的輔助支撐有中心架、跟刀架等,使用時要注意調(diào)整支撐的位置和壓力,使其與細長軸表面緊密貼合,但又不能過緊,以免損傷工件表面。
合理安排熱處理工序:根據(jù)細長軸的材料和使用要求,合理安排熱處理工序,如淬火、回火、正火等,可以改善材料的組織結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能,提高材料的切削加工性,從而有利于保證加工后的表面質(zhì)量。例如,通過正火處理可以細化晶粒,降低材料的硬度,使切削更加容易,減少刀具磨損和表面粗糙度。
設(shè)備精度維護
機床精度檢查:定期對機床的精度進行檢查和調(diào)整,確保機床的導(dǎo)軌、絲杠、主軸等關(guān)鍵部件的精度符合要求。機床導(dǎo)軌的直線度、絲杠的螺距精度和主軸的旋轉(zhuǎn)精度等都會直接影響細長軸的加工精度和表面質(zhì)量,一旦發(fā)現(xiàn)精度超差,應(yīng)及時進行修復(fù)或更換。
切削液的使用:合理選擇和使用切削液可以有效降低切削溫度,減少刀具磨損和積屑瘤的形成,提高表面質(zhì)量。切削液應(yīng)具有良好的潤滑、冷卻和清洗性能,根據(jù)加工材料和工藝要求選擇合適的切削液種類,并確保切削液的供應(yīng)充足、清潔和過濾良好。在加工過程中,要注意及時補充和更換切削液,以保持其良好的性能。
工件裝夾
裝夾方式選擇:采用合適的裝夾方式,避免因裝夾力過大而導(dǎo)致細長軸變形或損傷已加工表面。對于細長軸的裝夾,可采用兩頂尖裝夾、帶錐度的心軸裝夾等方式,盡量減少裝夾點,使裝夾力均勻分布。同時,要注意裝夾部位的清潔和潤滑,防止夾傷工件表面。
裝夾精度控制:在裝夾過程中,要嚴格控制裝夾精度,確保細長軸的軸線與機床主軸軸線重合,避免產(chǎn)生偏心和傾斜??墒褂冒俜直淼染軠y量工具對細長軸進行找正,使裝夾精度控制在允許的范圍內(nèi),以保證加工后的表面質(zhì)量。