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车床主轴加工工艺分析

时间:2022/12/6 9:14:37
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车床主轴的加工性能直接影响到加工精度,并且还影响到加工的工件尺寸精度,其加工工艺决定了车床的使用寿命。而在实际加工中,车床主轴的材质、切削参数、加工方式等因素都会对主轴的加工质量产生直接的影响。主轴作为车床主轴的关键部件,其性能的好坏直接影响着整个机床的加工质量。而在实际生产中,由于多种因素的影响,目前在车床主轴的加工中很少采用切削液直接进行清洗加工。因此,通过对数控车床主轴材料特性、切削参数和加工工艺等因素的分析处理,对提高其应用质量和精度具有重要意义。本文主要阐述了常用切削液接触表面情况下的主轴研磨工艺以及使用刀具对这两种工艺特征的影响问题。

1、材料特性

车床主轴主要由碳钢制成,其主要结构是由轴承、轴瓦、主轴心和主轴瓦组成,而其中又以轴瓦最为关键。通常主轴材料的主要特性是具有一定的耐磨性,因此通常在切削加工时采用了较少与切削液接触的表面研磨工艺进行加工分析。根据经验可以看出这两种方法对主轴加工后性能基本没有太大的影响,但是随着切削液浓度以及材料性质的改变切削液接触表面后硬度急剧变化。当切削液温度升高时,这种情况下主轴很容易被腐蚀。另外,由于在切削加工中切削液具有良好的清洗效果,因此也会使工件出现白点或者锈斑。因此,对于主轴这种零件来说,其材料特性是十分重要的。一般情况下在切削加工中不采用切削液直接进行清洗加工。其原因在于这些切削液中含有较多盐类物质,当经过水溶液时它们将会产生化学反应,从而导致工件表面的颜色改变。

2、切削参数对主轴加工的影响

在主轴安装后,对主轴加工参数进行了分析,结果如图3所示。在主轴的切削参数中主要包括进给速度和切削速度,这两个参数会影响到主轴的加工性能从而对主轴的加工精度产生一定影响,其中切削速度是其中最为关键的因素。在实际生产中,通常车床上使用高速钢和亚麻白钢车削主轴时一般要求达到80~90 mm/min左右,因此在满足主轴精度要求下,一般可采用以下切削参数进行加工处理。但切削速度不能太快,不然会影响切削液有效成分以及加工过程中工件的尺寸精度等。本文在此基础上具体进行了探讨。

3、刀具材质对精密车床主轴加工精度的影响

在机床加工中,刀具是影响主轴加工精度的重要因素,可以有效地提高主轴的加工精度。在数控车床主轴加工中,刀具的选用也是一个不容忽视的关键因素。选择刀具是否具有良好的切削性能是决定车床应用效率、精度和加工质量的重要因素。本文以 VDDFSINGA3011主轴材料为例分析了车床主轴加工性能差异,并对不同材质刀具进行了分析研究。结果显示:(1)从主轴材料结构分析可以看出:在切削性能方面,以硬质合金刀体最优,且其耐磨性优于碳钢和铸铁;在机械性能方面,随着刀具性能的提高,高强度碳化物晶体析出减少、析出增加;在耐磨性方面比低强度碳化物晶体相对更大,因此材料在切削过程中表现出更好的综合性能与硬度。

4、采用先进刀具及改进技术在实际操作中应注意的问题

采用先进的刀具及改进技术对车床主轴进行清洗加工时,应注意以下问题:首先,应采用不同种类数控铣刀的合理组合。例如:目前主要用金刚石滚子钻磨刀具的方式来提高主轴的刀具寿命,从而实现高速切削加工。同时,可采用合理的滚刀间距和进给量等方式控制转速,使其更适合高速、高精度和短行程的主轴在进行钻孔工序时不会产生过热造成损失;其次,应优化切削参数并采用多种先进技术对刀具进行适当修正。通过选用适当类型的刀具可以降低切削液与车刀及主轴接触界面的摩擦力从而有效提高主轴性能并延长刀具寿命;而若未正确地使用先进技术或选择劣质刀具则会导致较大值加工精度及表面粗糙度下降等问题。因此,在实际加工中应根据机床工艺要求及加工时所需进行合理调整切削参数;其次,采用先进技术和工艺对其进行优化。

5、结束语

车床主轴在加工过程中,需要严格控制加工工艺参数,包括切削参数、切削速度、切削量、切削温度、主轴温度等。通过对常见几种切削液的不同接触表面进行详细对比分析,确定最适合车床采用。研磨后的主轴性能良好,其粗糙度在0.01μ m以下。当使用刀具对主轴进行加工时,刀具刃口与铣刀刀片所接触的位置必须保证无毛刺产生。否则可能会引起工件变形或磨损。同时还要考虑到不同情况对工件粗糙度、切削速度等要求。这就要求刀具一定要具备足够大而又均匀、锋利以及足够刚度。否则不仅加工质量不稳定,而且还会造成机床损坏。

6结论与讨论

通过对主轴材料特性的分析,可得出以下结论:一是在相同砂轮下,采用较大的压强和较大的进给量,可以使主轴形成一个很好的圆周运动;二是相对于同心度,由于主轴砂轮和研磨剂之间存在一定压力,因而会出现一定程度的切削力和摩擦损失,从而对主轴精度造成影响;三是由于对铣削工艺不熟悉或者工件变形较大等原因,在同一砂轮下机床进行主轴加工时需反复研磨。因此要选用有一定研磨能力、研磨精度高、能够保证工件质量前提下尽量减少车床切削加工时间。针对上述影响条件,应加强对加工工艺理论以及加工工艺中各种因素对刀片磨削特性及应用质量存在影响机理的研究,以保证对工件质量更加高效和稳定。另外应注重从产品质量出发对车床主轴设计进行合理选型。

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