理论教育 分析车削细长杆常见操作缺陷

分析车削细长杆常见操作缺陷

时间:2023-06-16 理论教育 版权反馈
【摘要】:常见操作缺陷产生的原因和防止措施有以下几种:1.弯曲变形在完成一次切削后,工件出现弯曲变形的现象。因此,毛坯料一般应进行天然时效或消除内应力的热处理。总之,产生麻花棱基本上是由切削振动引起的。当车刀到达床头附近时,工件刚性恢复到刚开始的状态,工件直径也变得越来越小,工件直径形成两端细中间粗的近似“腰鼓形”缺陷。

分析车削细长杆常见操作缺陷

在车削细长杆时,往往会产生一些操作缺陷。这些缺陷主要出现在车削外圆,特别是出现在采用车刀在前、跟刀架在后的切削过程中,它们往往会导致工件报废。

常见操作缺陷产生的原因和防止措施有以下几种:

1.弯曲变形

在完成一次切削后,工件出现弯曲变形的现象。

1)毛坯料内部组织的内应力大,切削过程中,在切削力和切削振动作用下,使内应力重新布局而产生弯曲变形。因此,毛坯料一般应进行天然时效或消除内应力的热处理。

2)在加工前进行了校直处理。校直的外力使内部组织产生了新的内应力,在切削过程中,因内应力的释放而重新布局,从而恢复到原来的弯曲状态。我们的经验是在加工前或加工中,尽量不作任何的校直处理,使毛坯保持随弯就弯的原始平衡状态。

3)切削速度过快,特别是当毛坯件弯曲,各部相对于旋转中心偏移时,产生较大的离心力,导致工件弯曲。所以应选择适宜的切削速度和主轴转速。

4)切削参数,特别是车刀主偏角选择不当,使径向切削力过大产生扭曲变形。因此,车刀主偏角应与背吃刀量相协调,使车刀的径向切削力在满足径向推力状态下越小越好。

5)跟刀架支承爪与车刀切削刃间距过大,切削力对工件形成以这个间距为力臂的扭曲力,使工件变形。间距越大,扭曲越大,越容易产生弯曲变形。因此,两者的间距一般不超过2mm。

6)切削产生的热量不能及时导出,使工件温度升高,产生热伸长,而迫使工件弯曲。因此,除了浇淋足量的切削液外,还应采用弹性回转顶尖,作工件热伸长的补偿。

2.三边或多边形麻花

在已加工表面,往往会出现三边或多边形麻花棱的现象,它们以大螺旋的形式贯穿在外径表面上,表现在多处的断面均为不规则的棱形,而且越来越严重。产生这种现象的原因是:

1)车速太快,使不规则各段不同轴的毛坯料产生不同程度的离心力,形成不规则的甩动,从而引起振动,并逐渐传递到车刀,使切削处于不稳定状态,导致局部的背吃刀量发生变化。

2)跟刀架支承爪与工件表面接触不严,局部留有间隙,使工件得不到有效的支承而产生切削振动。

3)跟刀架支承爪与车刀切削刃间距过大,或支承爪工作面倾斜,产生较大的切削扭曲力,影响车削的稳定性。

4)尾座与主轴旋转中心和机床导轨向外偏移,导致在进给过程中,跟刀架支承爪逐渐远离工件,从而失去支承作用,产生振动。

总之,产生麻花棱基本上是由切削振动引起的。防止的方法是:找出产生切削振动的原因,如降低车速、修整支承爪、正确使用跟刀架以及调整机床的局部几何精度等。

3.竹节状

在采用车刀在前、跟刀架在后的操作时,往往在细长杆表面形成越来越明显的竹节状凸棱,它是根据跟刀架的运作特点形成的。

1)车刀在工件靠近尾座一端车削出一定长度的支承面后,在架设跟刀架操作时,某个支承爪的接触压力过大,迫使工件产生轻微的移动,从而引起车刀背吃刀量的变化,使工件直径变细。

2)当支承爪支承面运行到变细的这段直径时,工件表面与支承爪产生远离的趋势,又在径向切削力的推力作用下,将工件推向支承爪,使车刀背吃刀量减少,工件直径变大。

3)当支承爪运行到小直径处时,车刀背吃刀量减小,直径变大;当支承爪运行到大直径处时,车刀背吃刀量增大,直径变小,使得细长杆外表面形成了规律性的竹节状缺陷,并重复和加剧以上的动作变化,使凸起程度也随之越来越严重。若没有足够的加工余量,则可能导致工件报废。(www.daowen.com)

所以,产生竹节状的主要原因是由于跟刀架使用不当,导致背吃刀量的变化引起的。因此在架设支承爪时,一定要着力有度、松紧适当,既能使支承爪紧贴工件,又不引起车刀背吃刀量的轻微变化。

4.腰鼓形

车削出的细长杆外圆,呈现两头细中间粗的腰鼓形缺陷。产生“腰鼓形”的主要原因是由于跟刀架支承爪与工件表面接触不良而产生剧烈磨损造成的。它的形成过程是:

1)刚开始在靠近尾座车削时,由于被顶尖顶住,工件刚性较大,不易变形,支承爪也不容易磨损,车刀保持原来的背吃刀量运行,工件尺寸较为稳定。

2)当车削一段时间后,由于工件刚性逐渐减弱,支承爪被逐渐磨损,在支承面上形成瞬间间隙,同时由于工件的刚性减弱,工件被车刀的径向切削力推向支承爪,结果使背吃刀量逐渐变小,车出的工件直径也随之逐渐变大。

3)当车刀逐渐向床头靠近时,工件的刚性又逐渐增强,支承爪受到车刀的径向推力减小,其磨损程度降低,使车刀的背吃刀量逐渐增大,而工件直径逐渐变小。当车刀到达床头附近时,工件刚性恢复到刚开始的状态,工件直径也变得越来越小,工件直径形成两端细中间粗的近似“腰鼓形”缺陷。

采取的措施是:

1)跟刀架支承爪应选择耐磨性高的材料。

2)修整支承爪,使之与工件外圆接触良好。

3)选择较小的背吃刀量和进刀量以及较大的车刀主偏角,以减小径向切削力对支承爪的压力。

4)提供充足的切削液,以减小支承爪的磨损。

5.锥度

车削工件直径呈先小后大或先大后小的锥度,产生的主要原因为:

1)尾座的相对偏移,引起工件旋转中心与车床导轨不平行。

2)车刀切削刃的磨损。

3)已加工表面,即工件支承面表面粗糙,使跟刀架支承爪磨损较快,引起车刀背吃刀量和工件直径的变化。

解决的方法是:

1)调整尾座的相对位置,保证工件旋转中心与车床导轨的平行精度。

2)选用耐磨的刀具材料,采用较小的车刀后角,并研磨光滑,使切削刃顺畅,减小磨损。

3)如果锥度呈比例变化,则是由车刀或支承爪的逐渐磨损引起的,这时可保持原有的车刀、支承爪、切削用量及冷却等切削条件不变的状态下,采用支承爪在前、车刀在后的切削方式,以带圆锥的外径为导向,再重复进给一次,使车刀或支承爪保持原来的磨损状况,利用跟刀架的运行特点,将带锥度的工件外径进行不同程度的修正。

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