CN110666187A - 一种连续锥面细长轴类零件的加工及检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种连续锥面细长轴类零件的加工及检测方法，方法包括机床调整、工件定位装夹、刀具选用、工件切削和工件检测五个步骤，在机床调整过程中，机床主轴与机床上的托架间隙以毛坯棒料的长度进行设置，过于靠近会扎刀，在工件定位装夹过程中，采用两顶尖装夹方式和互为基准的原则进行定位装夹，由于毛坯棒料加工成细长轴并且表面加工多个锥面，加工过程比较复杂，如果装夹不牢靠，定位不准确将导致加工精度的降低，在刀具选用时，选择棱形外圆车刀进行切断，可以减小刀具的磨损，在工件切削过程中，采用两块制有3度斜面的木制托块组成的托架对毛坯棒料进行支撑，最大程度的减小工件的变形，从而提高加工时的精度。

Description

一种连续锥面细长轴类零件的加工及检测方法
技术领域
本发明涉及零件加工技术领域，具体领域为一种连续锥面细长轴类零件的加工及检测方法。
背景技术
机械加工业是工业发展的基础，占据着重要的位置，而在机械加工业中，锥面细长轴的加工难度非常的大，而对锥面的加工又显得尤为重要。
由于锥面细长轴类的长径比较大，刚性差，在切削加工锥面时，受切削力、装夹力、自身重力、切削热、振动等因素的影响，容易出现以下问题，其一，切削时产生的径向切削力与装夹径向分力的合力，会使工件弯曲，工件旋转时引起振动，从而影响加工精度和表面质量，其二，由于工件自身重量引起变形而加剧工件的振动，影响加工精度和表面质量，其三，工件转速高时，由于离心力的作用，加剧了工件的弯曲和振东，因此在车削细长轴时，对刀具，辅助工具、切削用量的旋转，工艺安排和操作技能都要较高的要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种连续锥面细长轴类零件的加工及检测方法，以解决上述背景技术中提出切削时产生的径向切削力与装夹径向分力的合力，会使工件弯曲，工件旋转时引起振动，从而影响加工精度和表面质量，由于工件自身重量引起变形而加剧工件的振动，影响加工精度和表面质量的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：本发明提供一种技术方案：一种连续锥面细长轴类零件的加工及检测方法，方法包括机床调整、工件定位装夹、刀具选用、工件切削和工件检测五个步骤；
步骤1、机床调整：机床主轴中心与机床尾座顶尖中心连线与导轨平行，机床主轴中心与机床尾座顶尖中心的同轴度公差小于0.02，机床主轴与机床上的托架间隙以毛坯棒料的长度进行设置，过于靠近会扎刀；
步骤2、工件定位装夹：采用热校直法校直毛坯棒料，不宜冷校直，不宜锤击，采用两顶尖装夹方式进行定位装夹，两顶尖装夹方式适用于毛坯棒料的表面加工不同的锥面，将毛坯棒料的两端进行定位装夹，不能出现过定位现象，毛坯棒料外形轮廓加工锥面，首选外圆和右端面为粗基准，采用互为基准的原则进行定位装夹；
步骤3、刀具选用：根据毛坯棒料的结构特征和加工表面进行加工刀具的选用，当加工外形轮廓时，选用棱形外圆车刀，采用切槽刀进行工件的切断。
步骤4、工件切削：毛坯棒料加工成锥面细长轴，根据粗加工到精加工，由远到近的加工原则进行加工，首先进行毛坯棒料的粗加工，先车削毛坯棒料的端面待端面车削完成后，车削毛坯棒料的外轮廓，然后车削毛坯棒料的右端面，预留0.5mm的精车余量，粗加工完毕之后，进行精加工，精加工依然从右至左进行加工，由于毛坯棒料的外轮廓结构要加工成不同的锥形面，因此在进行粗加工时应该选用不同的背吃刀量，实现毛坯棒料外形轮廓0.5mm的精加工余量，毛坯棒料在车床上加工时，毛坯棒料设置在托架上，托架由两块制有3度斜面的木制托块组成，位于上部的托块表面呈V形托口，使工件与上部的托块在互相作用时能够形成不完全碰撞，以达到减小反作用力的目的，V型夹角为30度-50度；
步骤5、工件的检测：毛坯棒料加工成锥面细长轴后，对锥面尺寸进行实际的检测，首先用圆锥套规进行检测，保证锥面5度锥角的精度，然后在每次进给加工时，用外径千分尺测量两锥面之间的距离，当所加工的锥面细长轴各个锥面标点处的距离与各个锥面拉表记录的差值均被控制在允许的公差范围内时，表示所加工零件合格。
优选的，细长轴的两端设置倒角为45度。
优选的，细长轴的轴径接刀处要有1：10左右的锥度，逐渐增加刀刃的切削力。
优选的，毛坯棒料的两端进行定位装夹时，毛坯棒料的顶尖设置在卡盘装夹上，卡盘和顶尖进行配合，能承受较大的切削力。
优选的，在切除各个轴段0.5mm的精车余量时，采用一刀加工的方式，然后在采用切槽刀进行毛坯棒料的切断。
优选的，校直毛坯棒料，在进行粗加工，切削时若没有出现问题，中途不能停车，并且进刀补偿车刀的磨损量，粗车后表面粗糙度将达12.5。
优选的，背吃刀量过大过小都会降低刀具的使用寿命，背吃刀量设置在0.05-0.25min/r之间选择。
优选的，在进行精加工时，保证刀刃口与毛坯棒料接触面是进给量的1.5-2倍。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：一种连续锥面细长轴类零件的加工及检测方法，通过具体的的机床调整、工件的定位装夹、刀具选用、工件切削和工件的检测对锥面细长轴类零件进行加工及检测，在机床调整过，机床主轴与机床上的托架间隙以毛坯棒料的长度进行设置，过于靠近会扎刀，在工件定位装夹过程中，采用两顶尖装夹方式和互为基准的原则进行定位装夹，由于毛坯棒料加工成细长轴并且表面加工多个锥面，加工过程比较复杂，如果装夹不牢靠，定位不准确将导致加工精度的降低，在刀具选用时，选择棱形外圆车刀进行切断，可以减小刀具的磨损，在工件切削过程中，采用两块制有3度斜面的木制托块组成的托架对毛坯棒料进行支撑，最大程度的减小工件的变形，从而提高加工时的精度，在工件检测过程中用圆锥套规进行检测，保证锥面5度锥角的精度，然后在每次进给加工时，用外径千分尺测量两锥面之间的距离，以确定工件是否合格。
附图说明
图1为本发明毛坯棒料加工成细长轴和锥面的结构示意图；
图2为本发明毛坯棒料设置在托架上时的结构示意图。
图中：1-毛坯棒料、2-细长轴、3-锥面、4-托架、5-车床。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-2，本发明提供一种技术方案：一种连续锥面细长轴类零件的加工及检测方法，方法包括机床调整、工件定位装夹、刀具选用、工件切削和工件检测五个步骤；
步骤1、机床调整：机床主轴中心与机床尾座顶尖中心连线与导轨平行，机床主轴中心与机床尾座顶尖中心的同轴度公差小于0.02，机床主轴与机床上的托架间隙以毛坯棒料的长度进行设置，过于靠近会扎刀；
步骤2、工件定位装夹：采用热校直法校直毛坯棒料，不宜冷校直，不宜锤击，采用两顶尖装夹方式进行定位装夹，两顶尖装夹方式适用于毛坯棒料的表面加工不同的锥面，将毛坯棒料的两端进行定位装夹，不能出现过定位现象，毛坯棒料外形轮廓加工锥面，首选外圆和右端面为粗基准，采用互为基准的原则进行定位装夹，其目的是减小车削的轴向分力，对毛坯棒料弯曲变形的不利影响，毛坯棒料的加工部分受轴向拉伸，弯曲变形将减小。
步骤3、刀具选用：根据毛坯棒料的结构特征和加工表面进行加工刀具的选用，当加工外形轮廓时，选用棱形外圆车刀，采用切槽刀进行工件的切断。
步骤4、工件切削：毛坯棒料加工成锥面细长轴，根据粗加工到精加工，由远到近的加工原则进行加工，首先进行毛坯棒料的粗加工，先车削毛坯棒料的端面待端面车削完成后，车削毛坯棒料的外轮廓，然后车削毛坯棒料的右端面，预留0.5mm的精车余量，粗加工完毕之后，进行精加工，精加工依然从右至左进行加工，由于毛坯棒料的外轮廓结构要加工成不同的锥形面，因此在进行粗加工时应该选用不同的背吃刀量，实现毛坯棒料外形轮廓0.5mm的精加工余量，毛坯棒料在车床上加工时，毛坯棒料设置在托架上，托架由两块制有3度斜面的木制托块组成，位于上部的托块表面呈V形托口，使工件与上部的托块在互相作用时能够形成不完全碰撞，以达到减小反作用力的目的，V型夹角为30度-50度，采用两块制有3度斜面的木制托块组成的托架对毛坯棒料进行支撑，最大程度的减小工件的变形，从而提高加工时的精度，如果毛坯棒料的长径比大于80，工件长大于1500mm以上时，托架每隔600-800mm放置一个。
步骤5、工件的检测：毛坯棒料加工成锥面细长轴后，对锥面尺寸进行实际的检测，首先用圆锥套规进行检测，保证锥面5度锥角的精度，然后在每次进给加工时，用外径千分尺测量两锥面之间的距离，当所加工的锥面细长轴各个锥面标点处的距离与各个锥面拉表记录的差值均被控制在允许的公差范围内时，表示所加工零件合格。
具体而言，细长轴的两端设置倒角为45度。
具体而言，细长轴的轴径接刀处要有1：10左右的锥度，逐渐增加刀刃的切削力。
具体而言，毛坯棒料的两端进行定位装夹时，毛坯棒料的顶尖设置在卡盘装夹上，卡盘和顶尖进行配合，能承受较大的切削力。
具体而言，在切除各个轴段0.5mm的精车余量时，采用一刀加工的方式，然后在采用切槽刀进行毛坯棒料的切断。
具体而言，校直毛坯棒料，在进行粗加工，切削时若没有出现问题，中途不能停车，并且进刀补偿车刀的磨损量，粗车后表面粗糙度将达12.5。
具体而言，背吃刀量过大过小都会降低刀具的使用寿命，背吃刀量设置在0.05-0.25min/r之间选择，进给量过大或过小都会降低刀具的使用寿命。
具体而言，在进行精加工时，保证刀刃口与毛坯棒料接触面是进给量的1.5-2倍，改善刀具与毛坯棒料的摩擦情况，降低切削热，减小热变形和刀具磨损，从而提高加工精度。
工作原理：本发明中通过具体的的机床调整、工件的定位装夹、刀具选用、工件切削和工件的检测对锥面细长轴类零件进行加工及检测，在机床调整过，机床主轴与机床上的托架间隙以毛坯棒料的长度进行设置，过于靠近会扎刀，在工件定位装夹过程中，采用两顶尖装夹方式进行定位装夹，由于毛坯棒料加工成细长轴并且表面加工多个锥面，加工过程比较复杂，如果装夹不牢靠，定位不准确将导致加工精度的降低，采用互为基准的原则进行定位装夹，其目的是减小车削的轴向分力，对毛坯棒料弯曲变形的不利影响，毛坯棒料的加工部分受轴向拉伸，弯曲变形将减小，在刀具选用时，选择棱形外圆车刀进行切断，可以减小刀具的磨损，背吃刀量设置在0.05-0.25min/r之间选择，进给量过大或过小都会降低刀具的使用寿命，在工件切削过程中，采用两块制有3度斜面的木制托块组成的托架对毛坯棒料进行支撑，最大程度的减小工件的变形，从而提高加工时的精度，如果毛坯棒料的长径比大于80，工件长大于1500mm以上时，托架每隔600-800mm放置一个，在工件检测过程中用圆锥套规进行检测，保证锥面5度锥角的精度，然后在每次进给加工时，用外径千分尺测量两锥面之间的距离，以确定工件是否合格。
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明使用到的标准零件均可以从市场上购买，异形件根据说明书的和附图的记载均可以进行订制，各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接等常规手段，机械、零件和设备均采用现有技术中，常规的型号，加上电路连接采用现有技术中常规的连接方式，在此不再详述。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种连续锥面细长轴类零件的加工及检测方法，其特征在于：方法包括机床调整、工件定位装夹、刀具选用、工件切削和工件检测五个步骤；
步骤1、机床调整：机床主轴中心与机床尾座顶尖中心连线与导轨平行，机床主轴中心与机床尾座顶尖中心的同轴度公差小于0.02，机床主轴与机床上的托架间隙以毛坯棒料的长度进行设置；
步骤2、工件定位装夹：采用热校直法校直毛坯棒料，不宜冷校直，不宜锤击，采用两顶尖装夹方式进行定位装夹，两顶尖装夹方式适用于毛坯棒料的表面加工不同的锥面，将毛坯棒料的两端进行定位装夹，不能出现过定位现象，毛坯棒料外形轮廓加工锥面，首选外圆和右端面为粗基准，采用互为基准的原则进行定位装夹；
步骤3、刀具选用：根据毛坯棒料的结构特征和加工表面进行加工刀具的选用，当加工外形轮廓时，选用棱形外圆车刀，采用切槽刀进行工件的切断。
步骤4、工件切削：毛坯棒料加工成锥面细长轴，根据粗加工到精加工，由远到近的加工原则进行加工，首先进行毛坯棒料的粗加工，先车削毛坯棒料的端面待端面车削完成后，车削毛坯棒料的外轮廓，然后车削毛坯棒料的右端面，预留0.5mm的精车余量，粗加工完毕之后，进行精加工，精加工依然从右至左进行加工，由于毛坯棒料的外轮廓结构要加工成不同的锥形面，因此在进行粗加工时应该选用不同的背吃刀量，实现毛坯棒料外形轮廓0.5mm的精加工余量，毛坯棒料在车床上加工时，毛坯棒料设置在托架上，托架由两块制有3度斜面的木制托块组成，位于上部的托块表面呈V形托口，使工件与上部的托块在互相作用时能够形成不完全碰撞，以达到减小反作用力的目的，V型夹角为30度-50度。
步骤5、工件的检测：毛坯棒料加工成锥面细长轴后，对锥面尺寸进行实际的检测，首先用圆锥套规进行检测，保证锥面5度锥角的精度，然后在每次进给加工时，用外径千分尺测量两锥面之间的距离，当所加工的锥面细长轴各个锥面标点处的距离与各个锥面拉表记录的差值均被控制在允许的公差范围内时，表示所加工零件合格。
2.根据权利要求1所述的一种连续锥面细长轴类零件的加工及检测方法，其特征在于：细长轴的两端设置倒角为45度。
3.根据权利要求1所述的一种连续锥面细长轴类零件的加工及检测方法，其特征在于：细长轴的轴径接刀处要有1：10左右的锥度，逐渐增加刀刃的切削力。
4.根据权利要求1所述的一种连续锥面细长轴类零件的加工及检测方法，其特征在于：毛坯棒料的两端进行定位装夹时，毛坯棒料的顶尖设置在卡盘装夹上，卡盘和顶尖进行配合，能承受较大的切削力。
5.根据权利要求1所述的一种连续锥面细长轴类零件的加工及检测方法，其特征在于：在切除各个轴段0.5mm的精车余量时，采用一刀加工的方式，然后在采用切槽刀进行毛坯棒料的切断。
6.根据权利要求1所述的一种连续锥面细长轴类零件的加工及检测方法，其特征在于：校直毛坯棒料，在进行粗加工，切削时若没有出现问题，中途不能停车，并且进刀补偿车刀的磨损量。
7.根据权利要求1所述的一种连续锥面细长轴类零件的加工及检测方法，其特征在于：背吃刀量过大过小都会降低刀具的使用寿命，背吃刀量设置在0.05-0.25min/r之间选择。
8.根据权利要求1所述的一种连续锥面细长轴类零件的加工及检测方法，其特征在于：在进行精加工时，保证刀刃口与毛坯棒料接触面是进给量的1.5-2倍。
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