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齿轮轴内孔槽加工研究

时间:2021-04-18 09:36:29 来源:学生联盟网
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  摘 要:通过对零件的加工缺陷进行分析,找出解决措施,进而制定零件内孔槽的加工方法、操作流程,并且通过试验解决零件内孔槽不合格,认真学习国外的先进加工技术,将其灵活的运用在零件内孔槽加工。
  关键词:加工原理;磨削;操作;加工
  1 零件的内孔槽加工方法
  1.1 车削内孔槽的加工原理
  传统数控机床均为单刀塔配置,平床身数控车床配置前置刀塔,斜床身数控车床配置后置刀塔,在X轴方向进给车削时两者主轴都是单项受力。由于工件受径向力而使得工件变形,距离夹持位置越远变形越大,容易产生正锥的情况,圆柱度差,对主轴轴承寿命也有很大影响。利用机床上Z轴的水平方向与X轴的垂直方向的切削进给相互联系及所选刀具对零件进行加工,按照数控程序加工路线进行即可,再将零件后退到机床原点位置,加工完成。
  1.2 电火花内孔槽的加工原理
  利用火花放电时产生的腐蚀现象对材料进行尺寸加工方法,它是在较低的电压范围内,在液体介质中的火花放电。当两电极接近时,其间介质击穿后,随即发生火花放电。伴随击穿过程,两电极间的电阻急剧变小,两极之间的电压也随之急剧变低,火花通道必须在维持短暂的时间后及时熄灭,才可保持火花放电的“冷极”特性,使通道能量作用于极小范围,通道能量的作用,可使电极局部被腐蚀。
  1.3 磨削内孔槽的加工原理
  因为磨削时砂轮与工件的接触面积大,发热量大,冷却条件差,易产生热变形。内圆磨床的加工转速一般不超过20000r/min,由于砂轮直径很小,内圆磨削的粗糙度一般为Ra1.6-0.4。砂轮直径很小,磨耗快,冷却液不易冲走屑末,砂轮容易堵塞,故砂轮需要经常修整或更换。
  2 零件内孔槽试验加工研究
  按照图纸相关要求(图1)依次对零件进行试验加工,找到最合理、最稳定、最能加工符合图纸要求的加工方法。
  2.1 选取车削内孔槽
  选取车削内孔槽之前,按照图纸要求定制谆应车削刀具,此内孔槽为断削加工,要求设计刀具足够坚硬和合理。由于零件的特殊性,导致零件加工中刀具磨损严重,加工完成后卸下的零件尺寸超差。因此用数控车车削此零件内孔槽的加工方法是不合适的。
  2.2 电火花内孔槽加工方法
  电火花加工去除速度一般比较慢,影响到生产率;而电极工装采用紫铜材料,原因是导电性能稳定,但由于放电反应,存在电极损耗,影响到成形精度;内孔槽根部圆角处受到限制,无法符合零件图纸要求。因此,最终电火花加工此内孔槽依然不合理。
  2.3 磨削内孔槽加工方法
  首先装夹零件,装上砂轮杆及砂轮片,将砂轮回到原点位置,即安全位置,开始进行试验加工,调整加工砂轮转速S=2000转,手动进给F=0.005,初步加工完成后,将砂轮退出,清除磨损屑,继续进行加工,直到最终完成。
  将零件卸下,并将零件打样膏测量内孔槽,测量结果是内孔槽根径尺寸合格,但是宽度尺寸及内孔槽与端面距离都超差,不符合零件图纸要求。
  3 确定合理内孔槽加工方法
  3.1 内孔槽磨削加工分析
  零件磨削加工整个过程都是手动加工,因此避免不了零件加工造成误差,校正砂轮和进刀位置都是手动调整,且用目视进行位置调整,误差严重,导致零件超差。如果避免目视调整加工位置,那么加工方法应进行改良,经与外方技术人员及本车间技术专家探讨,找出解决方案,改变加工设备,从原先内圆磨床改为加工中心,进行数控程序模拟加工,能够完全避免手动调整的误区,并且能够保证零件的加工位置准确无误。
  3.2 加工中心内孔槽磨削加工
  (1)将砂轮片装在三轴精密坐标镗设备上进行“磨削”加工。
  (2)改变部分加工参数,从而使加工效果更好。
  (3)由于齿轮轴内孔槽的槽宽和根径要求严格,将砂轮片修正到0.75mm左右。
  (4)加工参数调整砂轮转速为S=10000转,进给F=200mm/分,磨削數控程序走完后,不进给,继续重走程序。
  (5)程序走完后,观察零件外观状态,内孔槽粗糙度到达Ra0.8。
  (6)测量零件尺寸。
  4 结束语
  研究的齿轮轴零件,其中的小内孔槽要求严格,不易加工,为了避免加工误差,将加工设备进行调整,内圆磨床改为三轴精密坐标镗,经过试验找出一个非常合理的加工方法,并且能够达到图纸要求,利用这种磨削方法大大降低了零件超差的数量,同时也带来了利润。
  参考文献
  [1]总编委会.航空制造工程手册[M].航空工业出版社,1996,5.