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如何减少细长滚筒轴加工过程中的变形问题?
[2025-02-12]


减少细长滚筒轴加工过程中的变形问题,可从工艺路线制定、装夹方式选择、刀具及切削参数优化、加工环境控制等方面采取措施,具体如下:

合理安排工艺路线

粗、精加工分开:粗加工时,切削量大,会产生较大的切削力和切削热,使工件产生较大的内应力和变形。先进行粗加工,释放大部分内应力,再进行精加工,可减少因内应力重新分布导致的变形,保证加工精度。

增加时效处理:在粗加工后安排时效处理,如自然时效或人工时效。自然时效是将工件放置在自然环境中一段时间,让内应力自然释放;人工时效则是通过加热等方式加速内应力的消除,一般在 150℃- 650℃温度下保温一定时间后缓慢冷却,能有效降低内应力,减少后续加工中的变形。

选择合适的装夹方式

采用辅助支撑:使用中心架或跟刀架来增加细长轴的刚性,减少切削过程中的变形。中心架一般安装在机床导轨上,用于支撑轴的中间部位;跟刀架则固定在刀架上,随刀具一起移动,实时支撑轴的加工部位,可有效防止轴在切削力作用下产生弯曲变形。

优化装夹点和装夹力:合理选择装夹点,使装夹力均匀分布在工件上,避免局部受力过大。采用多点装夹或软爪装夹,如使用液压软爪,可根据工件形状自动调整夹紧力,减少因装夹力不均匀引起的变形。同时,要精确控制装夹力的大小,既保证工件在加工过程中不松动,又不会因装夹力过大而产生变形。

选用合适的刀具和切削参数

选择合适刀具:使用锋利的刀具可以降低切削力,减少切削过程中产生的热量和变形。对于细长滚筒轴加工,可选用涂层刀具或高性能的硬质合金刀具,这些刀具具有较高的硬度、耐磨性和导热性,能有效降低切削力和切削温度。

优化切削参数:适当降低切削速度、进给量和切削深度,可减小切削力和切削热,从而减少工件的变形。但切削参数的降低会影响加工效率,需要根据具体的加工材料和工艺要求进行合理调整。例如,在加工硬度较高的材料时,可适当降低切削速度,提高进给量;而在加工较软的材料时,则可适当提高切削速度,降低进给量。

控制加工环境

控制温度:保持加工环境温度的稳定,避免因温度变化导致工件热胀冷缩而产生变形。对于高精度的细长滚筒轴加工,可将加工车间的温度控制在 20℃±2℃范围内。

防止振动:机床的振动会使工件在加工过程中受到周期性的外力作用,从而产生变形。要定期对机床进行维护和保养,检查机床的传动系统、轴承等部件,确保其运行平稳。同时,可在机床周围设置隔振垫或采用减振装置,减少外界振动对机床的影响。

改进加工方法

采用反向进给:在车削细长轴时,采用从尾座向床头箱方向的反向进给方式,使工件在轴向受到拉力,可减少因切削力引起的弯曲变形。

采用振动切削:通过在刀具或工件上施加一定频率和振幅的振动,使切削过程中的切削力周期性变化,从而降低平均切削力,减少工件变形。同时,振动切削还能改善切屑的排出情况,提高加工表面质量。


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