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在进行细长轴加工时制作有哪些要求?
[2024-12-27]


细长轴通常是指长度与直径之比大于 20 的轴类零件,在进行细长轴加工时,对毛坯、刀具、夹具、加工工艺等方面都有一定要求:

毛坯准备

材料选择:应根据细长轴的使用要求和性能特点,选择合适的材料,如 45 钢、40Cr 等优质碳素结构钢和合金结构钢。材料的硬度、韧性等力学性能要满足零件的工作要求,同时要保证材料的质量均匀,无内部缺陷。

毛坯精度:细长轴毛坯的尺寸精度和表面质量直接影响加工效率和质量。毛坯的直径公差一般应控制在 ±0.3mm 以内,圆柱度误差不超过 0.2mm,表面粗糙度 Ra 值应小于 12.5μm,以减少加工余量,提高加工效率,保证加工精度。

刀具选用

刀具材料:由于细长轴加工时切削力较大,刀具容易磨损,因此应选用硬度高、耐磨性好、耐热性强的刀具材料,如硬质合金、涂层刀具等。涂层刀具具有更好的切削性能和耐磨性,能够有效提高加工效率和刀具寿命。

刀具几何参数:刀具的几何参数对细长轴加工精度和表面质量有重要影响。应选用较大的前角和后角,以减小切削力和切削热;主偏角一般取 90° 左右,以减小径向切削力,避免细长轴在加工过程中产生弯曲变形;刃倾角可根据加工情况适当选取,以控制切屑的流向和排出。

夹具设计

定位精度:细长轴加工用的夹具应具有较高的定位精度,以确保细长轴在加工过程中的位置精度。常用的定位方式有中心孔定位、外圆定位等,定位元件的精度要高,与细长轴的配合间隙要小,一般控制在 0.01mm-0.02mm 以内。

夹紧方式:夹具的夹紧方式要合理,既要保证细长轴在加工过程中不产生位移和转动,又要避免因夹紧力过大而导致细长轴变形。可采用弹性夹头、液性塑料夹头等夹紧方式,通过均匀分布夹紧力来减小变形。同时,夹紧点应尽量靠近加工部位,以提高加工部位的刚性。

加工工艺制定

切削用量:合理选择切削用量是保证细长轴加工质量和效率的关键。切削速度应根据刀具材料、工件材料和加工精度等因素综合确定,一般不宜过高,以避免产生积屑瘤和切削振动;进给量要适中,过大容易引起细长轴弯曲变形和表面粗糙度增大,过小则会降低加工效率;背吃刀量应根据加工余量和工艺要求合理分配,一般采用多次走刀的方式,每次走刀的背吃刀量不宜过大。

加工路线:制定合理的加工路线可以减少加工过程中的变形和振动。对于细长轴的外圆加工,一般采用先粗后精的原则,粗加工时要为精加工留 0.5mm-1mm 的余量;在精加工前,可安排一道半精加工工序,以进一步提高加工精度和表面质量。同时,要合理安排热处理工序,如淬火、回火等,以改善材料的组织结构和力学性能,提高细长轴的耐磨性和抗疲劳性能。

加工环境与设备维护

加工环境:细长轴加工对环境温度和湿度有一定要求。一般来说,加工车间的温度应控制在 20℃±5℃,湿度在 40%-60% 为宜。温度过高或过低都会影响刀具的使用寿命和加工精度,湿度过大则容易导致零件生锈和设备故障。

设备维护:加工设备的精度和稳定性对细长轴加工质量至关重要。定期对机床进行维护和保养,检查机床的导轨、丝杠、主轴等关键部件的精度和磨损情况,及时进行调整和更换。同时,要保证机床的润滑系统良好,切削液的供应充足且质量合格,以减少刀具与工件之间的摩擦和切削热的产生。


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