細(xì)長軸通常指長度與直徑之比大于 20 的軸類零件,其加工工藝具有一定的特殊性和復(fù)雜性,以下是細(xì)長軸加工工藝的介紹:
加工前準(zhǔn)備
材料選擇:根據(jù)細(xì)長軸的使用要求和性能特點(diǎn),選擇合適的材料,如 45 鋼、40Cr 鋼等優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼和合金結(jié)構(gòu)鋼。這些材料具有良好的綜合力學(xué)性能,易于切削加工和熱處理強(qiáng)化。
毛坯準(zhǔn)備:細(xì)長軸的毛坯通常采用棒料,在加工前需要對毛坯進(jìn)行檢驗(yàn),包括尺寸精度、表面質(zhì)量、材料硬度等方面。對于表面有缺陷或硬度不均勻的毛坯,應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)的處理,如去除缺陷、進(jìn)行正火或調(diào)質(zhì)處理等,以改善材料的切削性能。
粗加工
車削加工:粗加工的主要目的是去除大部分余量,接近零件的最終形狀和尺寸。在車削細(xì)長軸時(shí),應(yīng)采用較大的切削深度和進(jìn)給量,以提高加工效率,但要注意控制切削力,避免細(xì)長軸因受力過大而產(chǎn)生彎曲變形。可采用一夾一頂或兩頂尖裝夾的方式,增加細(xì)長軸的剛性。
中心孔加工:中心孔是細(xì)長軸加工的重要基準(zhǔn),其精度直接影響細(xì)長軸的加工精度。在粗加工后,需要對中心孔進(jìn)行修研,保證中心孔的圓度、圓柱度和表面粗糙度符合要求。常用的修研方法有研磨、擠壓等,可使用專用的中心孔研磨機(jī)或在車床上進(jìn)行手工研磨。
半精加工
車削:半精加工的切削深度和進(jìn)給量要比粗加工小,以提高加工精度和表面質(zhì)量。在車削過程中,要注意控制切削力和切削熱,避免細(xì)長軸變形和表面燒傷??刹捎酶都芑蛑行募艿容o助支撐裝置,增加細(xì)長軸的剛性,減少切削振動和變形。
外圓磨削:對于表面質(zhì)量和尺寸精度要求較高的細(xì)長軸,在半精加工階段可進(jìn)行外圓磨削。磨削時(shí)要選擇合適的砂輪和磨削參數(shù),采用縱磨法或切入磨法進(jìn)行加工,保證細(xì)長軸的外圓尺寸精度和表面粗糙度達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
精加工
精車:精車是細(xì)長軸加工的關(guān)鍵工序,其目的是保證細(xì)長軸的尺寸精度、形狀精度和表面質(zhì)量。精車時(shí),切削深度一般在 0.05mm~0.1mm 之間,進(jìn)給量在 0.02mm/r~0.05mm/r 之間,切削速度根據(jù)刀具材料和工件材料的不同而適當(dāng)調(diào)整。
精細(xì)磨削:對于精度要求極高的細(xì)長軸,在精車后還需要進(jìn)行精細(xì)磨削。精細(xì)磨削可采用高精度的外圓磨床和超硬磨料砂輪,如立方氮化硼砂輪、金剛石砂輪等,磨削參數(shù)要根據(jù)細(xì)長軸的材料、尺寸和精度要求進(jìn)行精確調(diào)整,以獲得鏡面般的表面質(zhì)量。
熱處理
淬火:根據(jù)細(xì)長軸的使用要求,可在粗加工后或精加工前進(jìn)行淬火處理,以提高細(xì)長軸的硬度和耐磨性。淬火加熱速度不宜過快,以免產(chǎn)生過大的熱應(yīng)力;淬火冷卻介質(zhì)要根據(jù)材料的成分和尺寸選擇合適的淬火油或水溶性淬火劑,避免淬火變形和開裂。
回火:淬火后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行回火處理,以消除淬火應(yīng)力,穩(wěn)定組織和尺寸,提高細(xì)長軸的韌性和疲勞強(qiáng)度。回火溫度和回火時(shí)間要根據(jù)材料的成分和淬火后的硬度進(jìn)行合理選擇,一般回火溫度在 500℃~650℃之間,回火時(shí)間為 1h~3h。
表面處理
鍍硬鉻:鍍硬鉻可以提高細(xì)長軸的表面硬度、耐磨性和耐腐蝕性,同時(shí)還可以改善表面粗糙度。鍍鉻層厚度一般在 0.02mm~0.05mm 之間,鍍鉻前需要對細(xì)長軸進(jìn)行嚴(yán)格的脫脂、酸洗等預(yù)處理,鍍鉻過程中要控制好鍍鉻液的成分、溫度、電流密度和時(shí)間等參數(shù),以保證鍍鉻層的質(zhì)量。
化學(xué)鍍鎳:化學(xué)鍍鎳是一種在無外加電流的情況下,利用還原劑將鎳離子還原成金屬鎳并沉積在細(xì)長軸表面的方法?;瘜W(xué)鍍鎳層具有良好的均勻性、耐腐蝕性和自潤滑性,適用于一些對表面質(zhì)量和耐腐蝕性要求較高的細(xì)長軸。
質(zhì)量檢驗(yàn)
尺寸精度檢驗(yàn):使用千分尺、卡尺、百分表等精密量具對細(xì)長軸的直徑、長度、錐度等尺寸進(jìn)行測量,檢查其是否符合設(shè)計(jì)圖紙的要求。對于尺寸精度要求較高的細(xì)長軸,可使用三坐標(biāo)測量儀等高精度測量設(shè)備進(jìn)行檢測。
形狀精度檢驗(yàn):采用圓度儀、圓柱度儀等專用測量儀器對細(xì)長軸的圓度、圓柱度等形狀精度進(jìn)行測量,也可使用百分表在車床上對細(xì)長軸進(jìn)行跳動測量,檢查其是否存在彎曲、橢圓等形狀誤差。
表面質(zhì)量檢驗(yàn):通過肉眼觀察、放大鏡檢查或粗糙度儀測量等方式,對細(xì)長軸的表面粗糙度、劃痕、裂紋等表面質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)。對于表面質(zhì)量要求較高的細(xì)長軸,還可采用光學(xué)顯微鏡、電子顯微鏡等進(jìn)行微觀結(jié)構(gòu)分析。