水钻打磨夹具分度蜗杆加工的工艺分析
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作者: 张淑琼
摘 要:细长轴是机械加工中是一种较难的加工零件。细长的蜗杆轴对于加工就更难。但每件工件的工艺都有自身的特点,只要分析出不同工件的特点,掌握机械加工的方法和诀窍,就能解决很多问题。本文阐述了细长轴在磨削加工中应注意的问题,具体分析了水钻的打磨加工工艺和成产实践。
1磨削加工中应注意的问题
在细长轴的生产工序中,磨削是最后一道工序。磨削加工质量的好坏直接影响到产品的精度。因此,在磨削细长轴时,应注意以下几点。
第一,在磨削细长轴时,尾座顶针应该比磨削普通工件稍微顶的松一点,不能顶的太紧。要保证工件两顶针之间的稳定性,以减少工件因顶紧力太大导致弹性变形。工件在磨削的过程中因为受热而延长长度。顶针顶松一点就使工件有了延伸的余地。另外,由于工件两端的中心孔必须要匹配磨床顶针的锥面。因此在安装工件时不要马上顶紧。应该先空转一会,将顶紧力调到和锥面能配合的程度就好了。
第二,在磨削的过程中,如果顶针与中心孔之间产生的摩擦热和摩擦力过大,就会影响磨削的质量,因此在磨削的过程当中可以在顶针和中心孔之间添加润滑剂以保证它们之间的润滑。
第三,为了防止工件变形,应该根据工件的直径大小在顶针之间装一个中心架,从中间来支撑工件,检验工件的外圆跳动,应该控制在一定范围内,一旦超出,马上校正工序。为了保证磨削质量,可以先在工件中部磨出一段外圆,使支撑块接触这个理想的外圆。在进行粗磨时,砂轮应该缓慢的横向进入,尤其实在砂轮接触工件时,磨削的速度更要放慢,减慢给进速度。精磨时,由于用中心架支撑工件磨削细长轴是一项很细致的工作,因此要记下每次在加工工件中调整后的位移量。要坚持常查常记。如果工件的长度和直径差距太大,就要用到两个中心架。两个中心架的位置要对称,位移要用一致。否则会造成工件母线不一致。
第四,不同的工件加工对砂轮的磨度、硬度和粒度的要求不同,因此,要选择合适的砂轮硬度和粒度。砂轮硬度太硬的话,不易脱掉磨钝的砂粒。磨削力会随着磨削的进行而不断增大。这样会造成工件的变形,还会因为产生磨削热导致加工表面烧伤。如果经常修磨太硬的砂轮,会影响工作的效率;如果选择的砂轮太软,则磨粒在未变钝之前就已经脱落,砂轮会很快的变小,改变了原来的形状,同样需要经常修磨,这样也影响工作效率。磨削细长轴时可以选择软一些的砂轮,砂轮的粒度根据工件对表面粗糙度和尺寸精度的要求来定。要求高的话则采用细磨粒的砂轮。如果尺寸较大的工件和砂轮,就要采用比较粗的磨粒了。磨削细长轴一般采用砂轮粒度为36度到46度。
第五,要想使砂轮端面始终保持锐利,在最后修整砂轮时,必须在砂轮的右边进刀。这样可以保持砂轮左边的锐利,以便在进行磨削时不至于过快的钝化。
另外,由于单拨杆在运动中会使工件受力不均匀,因此磨削细长轴时最好不要采用单拨杆带动工件旋转,否则会影响工件的质量。双拨杆能够带动工件旋转,可以平衡拨杆的动力,提高工件的精度。细长轴工件径向不宜受力,所以在加工时应该吊挂存放。防止工件因自重产生弯曲。
2水钻打磨加工工艺分析
水钻打磨分度又细又长,而且精度很高,根据蜗杆的特性可得知,分度蜗杆的齿面必须要耐磨、硬度强,它的表面还要有一定的粗糙度。传统的制作工艺程序是这样的:下料―打孔―粗车―调质―修孔―低温处理―粗磨―挑扣―再次低温处理―精磨―清洗上油―装配。由此可以看出:用传统的加工工艺去加工蜗杆这种细长的零件需要很漫长的过程。效率也十分的低,并且在加工的过程中很难保证工件的精度。为了加工应力必须进行多次的热处理,且工艺复杂;在挑扣程序中由于工件长造成了刀具磨损,致使蜗杆两边的齿形发生很大的变化。这就满足不了图纸的要求和生产的要求。鉴于此,应该对打磨分度蜗杆的可行性进行重新的探讨。找出一条既符合图纸的技术要求又满足生产的要求的加工工艺。在加工细长蜗杆的时候,可以用其他的加工工艺,分度蜗杆的直线度要好,有一定的耐磨度和较低的粗糙度,符合这些条件有滚丝加工工艺,这种工艺能保证很好的齿形,保证工件的直线度。那么其他的问题也就能迎刃而解了。
3水钻的生产实践
材料的直线度直接决定着加工后的工件的直线度。因此,选择材料要十分的谨慎。选择的材料不仅要有好的直线度,而且要有一定的硬度。经过实验,发现45号冷拉料比较适合。这种材料在经过冷拉后硬度可达到HRC24度左右。达到可调质处理过的效果,而且它的直线度也很好。能充分满足分度蜗杆的使用要求。在选择材料时要注意选好冷拉料的外圆,因为滚丝加工中并没有铁销。另外,选择毛胚的生产厂家也十分的重要。材料的好坏对生产产品的过程和产品的品质有较大的影响。不同的厂家生产出来的材料各不相同,有的质量好,有的质量差,
所以一定要先弄清楚再选。经过分析,我们制定出了滚丝加工分度蜗杆的加工工艺:下料―低温回火―无心磨磨外圆―滚丝―车―氮化―清洗上油―装配。这样就比用传统加工工艺加工蜗杆要少几道程序。而且能在一定程度上降低蜗杆表面的粗糙值。经过挤压加工的蜗杆齿面呈镜面,它的表面粗糙度完全可以满足图纸的要求。因为齿面是由冷挤压加工而成,所以它的硬度有HRC24度左右,也能完全满足图纸的技术要求。另外,由于在工艺过程中采用的是冷拉料,经过毛胚料拉小成型后具有很好的直线度,并且经过加工工艺中的磨、滚丝等工艺也对蜗杆起到调直的作用。因此,它的直线度也完全达标。在下料的工序中,最好是采用冲床下料。因为别的形式的下料很容使材料变形。但冲床下料不容易使材料变形,效率也很高。为了延长滚压模具的寿命,在下料后采用低温回火的工序可以有效的增加模具的耐用性,使模具用的时间更长。后面的滚丝工序是用来挤压齿形的,但这道工序会使表面硬度重新回到HRC24度左右。所以要在后面加上一道淡化的工序,以在齿面渡上一层硬层。这样就能完全满足生产的需要了。
4结语
总而言之,滚丝加工工艺是一种很好的加工方法。在加工分度蜗杆取得了很好的效果,效率也很高。加工出来的工件具有质量稳定,成本低廉的优点。在使用分度蜗杆时具有专配性好、调整方便快捷以及性能优良的特点。目前,滚丝工艺加工在的分度蜗杆在水钻打磨生产工序中被广泛的应用。
参考文献
[1] 曾妙城.水钻打磨夹具分度蜗杆加工的工艺分析[J].广西轻工业,2009(9).
[2] 王国荣.细长轴高精度磨削加工工艺剖析[J].金属加工,2009(1).
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