车床镗削套类零件常见质量问题及解决措施

车床镗削套类零件常见质量问题及解决措施

套筒零件的主要功能是支撑、定位、连接和精确连接轴组的合作。这是汽车维修的主要内容之一。如轴承座、齿轮、带轮等这些带有孔的工件,都作为套类零件,主要由同轴度要求较高的内、外回转表面以及端面、阶台、沟槽等部分组成。套类零件上作为配合的孔,一般都要求较高的尺寸精度、较小的表面粗糙度和较高的形位精度,在车床上镗孔,是常用的孔加工方法之一,可以作为粗加工,也可以作为精加工。镗孔的尺寸精度一般可达到IT7~IT8,表面粗糙度可达到Ra6.3~3.2μm,精车可达Ra0.8μm甚至更小。在加工过程中,有时较难达到镗孔的技术要求,特别是薄壁套类零件和深孔加工,更不易掌握。在加工过程中,稍不注意就很容易造成废品的出现。本文从如下方面分析了套类零件在车床上镗削过程中常见的质量问题及解决措施。1由于尺寸误差的原因和解决1.1故障现象套类零件在车镗加工中容易产生尺寸精度误差。1.2装夹不当(1)量具不准或测量时的人为误差;(2)镗刀装夹不当,刀杆与孔壁相碰,迫使镗刀扎入工件,把孔镗大;(3)刀具磨损出现积屑瘤,增大刀尖长度,使孔径尺寸变小;(6)浮动镗刀片自定心不良。1.3孔加工超量和精度的控制(1)正确选用和使用量具,测量时,要掌握正确方法,集中注意力,工件温度不能过高;(2)内孔镗刀装夹得正确与否,直接影响到镗削情况及孔的精度,应正确安装镗刀,选择合理的刀杆,加工前先试走一遍,检查刀杆与孔壁是否发生碰撞;(3)采用合适的切削速度和充足的切削液,增大前角,及时去掉积屑瘤,刃磨刀具,重新对刀;(4)精车前,应待工件冷却后再加工,避免工件因热胀而使尺寸变小,造成尺寸误差;(5)留足镗削余量,防止钻孔偏歪;(6)镗刀两切削刃的偏角修光刃一定要修磨对称,两切削刃要与工件轴线在同一轴向平面内。2由于形状位误差的原因和解决2.1故障现象套类零件在镗削中容易产生圆度、锥度误差及薄壁工件变形等。2.2圆度误差2.2.1原因(1)加工套类零件时,孔壁较薄夹紧后产生弹性变形,松开后出现棱圆。(2)工件加工余量不一致或材料组织不均匀。(4)工件旋转不平衡。2.2.2粗车与精车的热处理(1)采用合理的装夹方法,使夹紧力均匀分布。(2)在粗车与精车之间增加半精车或对毛坯进行合适的热处理。(3)调整主轴径向轴承,特别是前轴承的间隙,修复轴颈圆度。(4)及时进行平衡校正。2.3钻削误差2.3.1原因(1)工件没有找正中心;(2)刀杆刚性不足,出现让刀的情况;(4)刀具在加工同一工件时,发生较大磨损。2.3.2精细研磨切削刀(1)加工前,仔细找正工件中心;(2)增加刀杆刚性或减小切削用量,精细研磨切削刃,使切削刃锋利;(3)调整主轴箱位置,使主轴轴线与导轨平行;(4)选择耐磨性能较好的刀具材料,也可选用硬质合金刀具YT12。2.4工作流的变形2.4.1车净车种切削引起的变形(1)工件装夹出现误差;(2)工件受热变形时精车,冷却到室温后,出现形位误差;(3)在一次进给下长时间切削,刀具产生热变形,造成工件的形状误差;(4)工件本身在切削力的作用下壁薄易变形;(5)车去大量余量后,破坏了应力平衡,使残余应力重新分布,工件产生变形;(6)刀具几何参数和切削用量选择不当。2.4.2加工、精细车工况(1)改变工件的装夹方法,特别是薄壁类工件在夹紧力、切削力的作用下,易产生变形和振动,工件尺寸不易掌握。因此,使用开缝套或特制软卡爪,增加装夹接触面积;(2)工件粗车后,要进行充分冷却,然后再精车,选择适当的切削用量,使不过分产生切削热,薄壁板等零件要合理装夹,使其减少热变形;(3)由于长时间进给加工,使刀具产生热变形,造成工件形状误差,在加工过程中要充分加注冷却液;(4)应加强薄弱或薄弱环节的工艺系统刚度,改变刀具几何角度,减小吃刀抗力,减少变形,对于高精度零件要进行粗车、半精车和精车;(5)工件残余应力引起的变形,除精密零件外,用热校直代替冷校直,粗车和精车之间,要有一定的时间间隔,或粗车后松开,再用较小力夹紧,夹紧后再精车。对于精密零件,粗车后要进行高温时效,半精车加工后,要进行低温时效;(6)精车薄壁类零件时,刀柄的刚性要好,刀具的修光刃不宜过长,一般取0.2~0.3mm,刀具刃口要锋利,对刀具的角度要求如下:通孔镗刀:主偏角取60°~75°,副偏角取15°~30°,前角取15°~25°,主后角取14°~16°,副后角取6°~8°,刃倾角取5°~6°;盲孔镗刀:主偏角取92°~95°,副偏角取8°~10°,前角取6°,主、副后角取6°~8°,刃倾角取-2°~0°。3表面粗糙度误差的原因和解决方法3.1故障现象套类零件在加工完毕后,表面粗糙度不一。3.2错误的原因(1)切削用量选择不当;(2)加工时,工件、刀具刚性不足或刀具伸出太长引起振动;(4)刀尖低于工件中心。3.3研磨切削刀(1)适当降低切削用量。进给量不宜太大,精车余量和切削速度应选择恰当,来提高工件表面粗糙度精度;(2)增大刀杆截面积,加强刀杆刚性;降低切削速度,调整车床各部间隙,修正刀具角度,减少振动;(3)选择合理的刀具几何角度。适当增大前角、后角和主偏角,来防止工件表面挤压现象的出现,刃口与刀尖要锋利;(4)安装刀具时,注意刀尖位置,研磨切削刃;精镗时,刀尖要略高于工件中心。4应在加工产品时考虑一些问题4.1孔深、刀杆小而深孔的原因在车床上镗削套类零件的圆柱孔,比车外圆困难得多,原因有4个方面:(1)观察困难。孔加工是在工件内部进行的,观察切削情况很困难,尤其是小而深的孔,根本无法观察;(2)刀杆刚性差。刀杆尺寸受孔径和孔深的限制,不能做得太粗,又不能太短,因此刀杆的刚性较差,特别是加工孔径小而长度长的孔时,矛盾更为突出;(3)排屑和冷却困难。因刀具和孔壁之间的间隙小,使切削液难以进入,又使切屑难以排出;(4)测量困难。因孔径小,使量具进出及调整都很困难。因此,深孔加工是一种难度较大的加工工艺。4.2切削区的选择当孔的精度要求较高时,受刀具刚性的限制,需要采取适当的措施和方法,必须使用一些特殊的刀具。这些刀具结构上必须具备三个条件:(1)具有足够的刚性和强度,刀具的切削刃要保持锋利;(3)能把切削液注入切削区。同时,为了克服刀杆细长造成的加工困难,必须采用合理的辅助支承装具和刀杆的引导装具等特殊附件,对切削液的流量和压力,也都提出了较高的要求。5有难度的加工工艺设计总之,套类零件在车削过程中,为了保证零件的形状和位置精度,以及表面粗糙度要求,应选择合理的装夹及正确的车削方法,须注意深孔加工及薄壁套类的车镗工艺,是套类零件中难度较大的加工工艺,须采用具有适合深孔加工的几何形状和几何角度的刀具,以及解决冷却排屑问题,尽力排除影响薄壁类零件加工质量的不