軸加工針對鏈輪軸零件加工進(jìn)程中呈現(xiàn)的問題,對加工計(jì)劃進(jìn)行改善,選用組合加工的辦法,降低了加工難度和加工成本,到達(dá)了零件的尺度和精度要求,提高了加工功率。
軸的首要功用是支承傳動件(齒輪、鏈輪和帶輪等)、傳遞轉(zhuǎn)矩及接受載荷,其首要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是長度大于直徑,一般由同軸心的外圓、圓錐、內(nèi)孔、螺紋和鍵槽等組成。
1.零件結(jié)構(gòu)及加工難點(diǎn)剖析
鏈輪軸是我所設(shè)備SPL-1200印刷體系中烘干爐鏈輪傳動組織的一種細(xì)長軸,資料45鋼,調(diào)質(zhì)(T215)處理。零件直徑30mm,長度1171mm(見圖1),長徑比39,為細(xì)長軸,剛性很差。加工要求兩頭的尺度精度φ300-0.009mm,兩頭φ30mm外圓的同軸度0.02mm,外表粗糙度Ra=1.6μm。
圖1鏈輪軸的結(jié)構(gòu) 軸加工
從鏈輪軸的結(jié)構(gòu)可知,其的特點(diǎn)是剛性差,在加工進(jìn)程中,切削力、切削熱和振動等要素都將影響加工的尺度精度和形位精度,加工難度大。該零件單臺產(chǎn)品需求18件,若選用慣例的加工辦法,加工周期長,很難到達(dá)加工要求,簡單形成零件的報(bào)廢,并且影響產(chǎn)品交付周期,增加了加工成本。
2.加工時(shí)存在的問題
在鏈輪軸試制時(shí),選用慣例加工辦法,其加工工藝進(jìn)程為:①下料。45鋼,毛坯尺度φ35mm×1180mm。②熱處理。資料調(diào)質(zhì)處理。受熱處理工藝約束,調(diào)質(zhì)處理外部協(xié)作完成。③車。除兩頭φ30mm外圓留磨量外,其他遍地車到尺度。④銑。銑兩頭鍵槽。⑤車。修研兩頭中心孔。⑥外圓磨。頂磨兩頭φ30mm外圓達(dá)圖樣尺度要求。⑦外表處理。黑色氧化處理。
因?yàn)殒溳嗇S為細(xì)長軸,零件剛性差,結(jié)構(gòu)工藝性不好,車削時(shí)受切削力、裝夾力、自身重力、切削熱以及振動等要素的影響,加工時(shí)會呈現(xiàn)以下問題:
(1)切削時(shí)發(fā)生的徑向切削力與裝夾徑向分力的合力會使工件曲折,工件旋轉(zhuǎn)時(shí)引起振動,從而影響加工精度和外表質(zhì)量。
(2)工件高速旋轉(zhuǎn)時(shí),因?yàn)殡x心力的作用,加重了工件的曲折和振動。
(3)因?yàn)楣ぜ灾刈冃味又毓ぜ淖哉瘢绊懠庸ぞ群屯獗碣|(zhì)量。
(4)鋼調(diào)質(zhì)處理形成毛坯曲折變形,嚴(yán)峻影響到后序的車削加工,需進(jìn)行校直處理,增加了加工成本。
若選用光軸加工,則鏈輪軸加工工藝進(jìn)程變成:①定購研磨光棒,確保尺度公役。②車遍地空刀、倒角。③銑兩頭鍵槽。④外表氧化處理。因?yàn)楣廨S尺度公役達(dá)不到0.009mm要求,并且鍍鉻光軸外表硬度能到達(dá)45HRC,形成后序鍵槽加工困難,所以該辦法不太理想。
3.解決計(jì)劃
針對鏈輪軸在加工進(jìn)程中呈現(xiàn)的問題,依據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和使用要求,考慮采取組合焊接的加工計(jì)劃。
依據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)把零件拆分為3部分,如圖2、圖3所示。圖2為組合焊接圖,圖3為拆分件。將鏈輪軸拆分紅3部分組焊而成。中心部分選用45鋼光軸,該部分加工工藝進(jìn)程為:定購φ30mm光棒→車兩頭面,車兩頭焊接工藝沉孔并倒焊接坡口。
圖2鏈輪軸組焊圖
圖3鏈輪軸拆分件
兩頭φ30mm外圓有精度要求,部分選用45鋼毛坯加工而成,其加工工藝進(jìn)程為:①下料。資料45鋼,毛坯尺度φ35mm×195mm。②熱處理。
資料調(diào)質(zhì)處理。③車。車兩頭達(dá)尺度要求;鉆中心孔,頂車外圓φ30mm留磨量;車環(huán)槽成尺度;車出焊接定位工藝把,倒焊接坡口。④銑鍵槽。⑤車。修研兩頭中心孔。⑥外圓磨。雙頂,磨φ30mm外圓達(dá)圖樣尺度要求。
等拆分的各件按圖樣加工完成后,把中心部分和兩頭部分組裝在一起,以兩頭中心孔為定位基準(zhǔn),在雙頂夾持狀態(tài)下,用氬弧焊按圖樣組焊而成(見圖4)。
圖4鏈輪軸焊接工裝示意圖
1.固定支座2.前3.鏈輪軸4.后5.調(diào)節(jié)支座6.焊接渠道
為削減焊接變形,可選用預(yù)加熱和分層焊接的辦法,在定位工裝上均勻旋轉(zhuǎn)工件,沿焊口均勻焊接,其工藝進(jìn)程為:組合焊接→車(修平修光焊縫)→外表氧化處理。焊前要求校直光棒,用氬弧焊接連焊接牢固、牢靠,焊完確保兩頭φ30mm同軸度不大于0.04mm,修平焊縫,保護(hù)零件外表。
4.結(jié)語
對鏈輪軸的拆分組焊,降低了細(xì)長軸的加工難度,比整體車削加工簡單,節(jié)省了加工時(shí)間。
加工完成后檢測零件遍地尺度和精度,可以到達(dá)圖樣要求。經(jīng)過實(shí)踐裝配,*滿足設(shè)備的使用要求。改善加工工藝后的鏈輪軸成品如圖5所示。
圖5成品鏈輪軸
細(xì)長軸的車削加工是機(jī)械加工中比較常見的一種加工方法。因?yàn)榧?xì)長軸剛性差,車削時(shí)發(fā)生的應(yīng)力、受熱變形較大,很難確保加工質(zhì)量。鏈輪軸的拆分與組焊加工為細(xì)長軸的加工提供了一種解決思路,即依據(jù)細(xì)長軸的實(shí)踐結(jié)構(gòu)和使用要求,挑選相應(yīng)資料的光棒和研磨棒(45鋼、304不銹鋼等),選用組合加工的方法來簡化加工工藝,到達(dá)細(xì)長軸的加工要求。軸加工