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一、拉削加工工件尺寸形状和位置偏差及其对策
在拉削过程中,工件的形状由刀具形状保证,但刀具刀齿也会发生一些变形,工件尺寸形状和位置发生偏差,有以下三种情况:
1、拉削后工件尺寸不合格
由下加工材料性质的不同和工件形状的影响拉出的孔往往会出现扩大和收缩,通常拉削脆性材料时易扩大,拉削韧性材料、薄壁工件时易收缩。扩大和收缩的数值一般为0.0l~0.02,有时达0.02~0.04。拉刀没计中确定校准齿直径时应考虑这一变化,不过拉刀使用前较难给出扩大量和收缩量,最可靠的办法是试拉后修正拉刀尺寸。
新拉刀或刚重磨过的拉刀,刃口有毛刺,会造成部分工件孔径扩大,拉削几个工件后就可消除。有时拉刀的角大,拉削速度快等,都可能使孔扩大。
孔径收缩的主要原因是,拉削时产生很大的径向切削力,使韧性材料的工件产生塑性和弹性变形。当拉刀通过工件后,工件由于弹性恢复而使孔径发生收缩。径向切削力越大,工件刚性越差,工件的收缩量就越大。因此要减少孔径的收缩量就必须减小切削力和增加工件刚性,或采用取其它有效措施。拉削中影响径向切削力的因素很多,采用硫化油或其它切削油代替乳化液,增大刀齿前角,保持切削刃的锋利。在允许的情况下减小齿升量等,都可减小切削力,从而减少孔径收缩量。工件孔的壁厚及形状对孔径的收缩量及收缩形式也有很大影响,
2、拉削孔形有偏差
拉削中常常全碰到拉出的孔形与图纸规定不符,如圆孔拉成椭圆孔,或多边形孔各边的夹角发生歪曲等。出现上述孔形偏差,除由拉刀本身齿形误差引起外,还可能有下述几种原困:
1)拉刀及工件歪斜而使孔形发生偏差。如图1所示的几种情况,都可能使被拉削孔产生喇叭口、椭圆度,或使孔与工件基准面不垂直。为此操作应注意正确安装拉刀,提高基准端面与预制孔的垂直度。
2)使用弯曲较大的拉刀时,会使拉出的孔形产生偏羞或键宽增大。因此弯曲的拉刀应校直后使用。
3)当工件的孔壁较薄丽端面部分壁厚不匀时,拉后孔形发生畸变;当孔壁沿轴线的厚度不均匀时,拉后内孔亦会局部变形而出现如图2所示的湾况。应采取措施防止工件的收缩。
3.内孔位置发生偏移
由于拉削中拉刀下垂,或拉刀的径向切削力不平衡,引起拉刀径向位移,拉出的内孔中心线偏向一边,或拉出的一部分齿形对另一部分齿形发生偏移,如图3所示。可采取如下措施减少内孔位置的偏移:
1)预制孔与拉刀导向部分保持适当配合。
2)磨制及重磨拉刀时应通过校直,使拉刀的跳动限制在一定范围内。
3)拉刀夹头与拉刀柄部保持良好的配合,若拉刀較长时,应使用滑动支座支承拉刀尾部。
4)使用前应检查拉刀之直线性,刃带均匀性,拉刀夹头和工件夹具之间的同心度,若拉刀后导部较短,可适当加长,且使它与工件之间保持较小间隙。
5)应注意工件基准端面和夹具支承的平稳性,并防止拉削中的振动。
6)工件热处理时,应使各部分硬度均匀一致。
7)切削液充足和均匀。
二、拉刀刀齿缺陷及其对策
(1)拉刀耐用度低
造成拉刀耐用度低的原因有以下几点:
1.热处理不当,刀齿的硬度未达到要求或存在软点。刀齿在刃磨时进刀太快,吃刀过大造成磨削烧伤,也会使拉刀在使用中很快磨损。
2.拉刀制造和重磨时粗糙度大,容屑槽形及前角不正确等,都会恶化拉刀的切削性能,降低耐用度。
3.拉刀齿升量过大或不均匀,个别刀齿磨损较快,降低了整支拉刀的耐用度。
4.工件材料硬度过高>(HB260),材料中夹有硬质点,工件表面有氧化皮等,都会使刀齿很快磨损,甚至损坏。
5.拉削速度过高,切削液选择不当或浇注方式不正确,会降低拉刀耐用度。
(2)拉刀断裂和刀齿损伤
拉刀断裂和刀齿崩刃折断的主要原因有:
1.拉刀的容屑系数小于所需值,容屑槽形重磨时发生畸变,工件厚度大于拉刀允许的拉削长度,以及前次拉削的切屑未清除等,往往造成切屑堵塞容屑槽,引起拉削力急增,导致刀齿损坏或拉刀断裂。
2.拉刀个别刀齿的齿升量过大时,不仅产生很大的切削力,而且往往使切屑堵塞在容屑槽内,使刀齿崩刃。
3.拉刀热处理硬度过高或有裂纹时,常常发生大量崩刃或断裂。工件材料硬度过高或夹有硬质点时,也会引起刀齿崩刃。
4.使用过度磨损的拉刀,会使拉削力过大,导致拉刀断裂。
5.工件预制孔过小,拉刀前导部分被强行送入拉削时,容易使拉刀被挤住而断裂。
6.拉刀和工件定位不良,工件基准端面与预制孔不垂直,夹具支承面处有切屑,拉刀发生下垂,拉削时拉刀相对工件歪斜等,使刀齿上负荷不均匀,造成很大弯矩,从而引起拉刀折断。
7.机床功率不足,刚性较差,工件定位不良引起拉削过程中振动,甚至出现冲动,会使拉刀动力负荷剧增,引起崩刃或折断。
在拉削过程中,工件的形状由刀具形状保证,但刀具刀齿也会发生一些变形,工件尺寸形状和位置发生偏差,有以下三种情况:
1、拉削后工件尺寸不合格
由下加工材料性质的不同和工件形状的影响拉出的孔往往会出现扩大和收缩,通常拉削脆性材料时易扩大,拉削韧性材料、薄壁工件时易收缩。扩大和收缩的数值一般为0.0l~0.02,有时达0.02~0.04。拉刀没计中确定校准齿直径时应考虑这一变化,不过拉刀使用前较难给出扩大量和收缩量,最可靠的办法是试拉后修正拉刀尺寸。
新拉刀或刚重磨过的拉刀,刃口有毛刺,会造成部分工件孔径扩大,拉削几个工件后就可消除。有时拉刀的角大,拉削速度快等,都可能使孔扩大。
孔径收缩的主要原因是,拉削时产生很大的径向切削力,使韧性材料的工件产生塑性和弹性变形。当拉刀通过工件后,工件由于弹性恢复而使孔径发生收缩。径向切削力越大,工件刚性越差,工件的收缩量就越大。因此要减少孔径的收缩量就必须减小切削力和增加工件刚性,或采用取其它有效措施。拉削中影响径向切削力的因素很多,采用硫化油或其它切削油代替乳化液,增大刀齿前角,保持切削刃的锋利。在允许的情况下减小齿升量等,都可减小切削力,从而减少孔径收缩量。工件孔的壁厚及形状对孔径的收缩量及收缩形式也有很大影响,
2、拉削孔形有偏差
拉削中常常全碰到拉出的孔形与图纸规定不符,如圆孔拉成椭圆孔,或多边形孔各边的夹角发生歪曲等。出现上述孔形偏差,除由拉刀本身齿形误差引起外,还可能有下述几种原困:
1)拉刀及工件歪斜而使孔形发生偏差。如图1所示的几种情况,都可能使被拉削孔产生喇叭口、椭圆度,或使孔与工件基准面不垂直。为此操作应注意正确安装拉刀,提高基准端面与预制孔的垂直度。
2)使用弯曲较大的拉刀时,会使拉出的孔形产生偏羞或键宽增大。因此弯曲的拉刀应校直后使用。
3)当工件的孔壁较薄丽端面部分壁厚不匀时,拉后孔形发生畸变;当孔壁沿轴线的厚度不均匀时,拉后内孔亦会局部变形而出现如图2所示的湾况。应采取措施防止工件的收缩。
3.内孔位置发生偏移
由于拉削中拉刀下垂,或拉刀的径向切削力不平衡,引起拉刀径向位移,拉出的内孔中心线偏向一边,或拉出的一部分齿形对另一部分齿形发生偏移,如图3所示。可采取如下措施减少内孔位置的偏移:
1)预制孔与拉刀导向部分保持适当配合。
2)磨制及重磨拉刀时应通过校直,使拉刀的跳动限制在一定范围内。
3)拉刀夹头与拉刀柄部保持良好的配合,若拉刀較长时,应使用滑动支座支承拉刀尾部。
4)使用前应检查拉刀之直线性,刃带均匀性,拉刀夹头和工件夹具之间的同心度,若拉刀后导部较短,可适当加长,且使它与工件之间保持较小间隙。
5)应注意工件基准端面和夹具支承的平稳性,并防止拉削中的振动。
6)工件热处理时,应使各部分硬度均匀一致。
7)切削液充足和均匀。
二、拉刀刀齿缺陷及其对策
(1)拉刀耐用度低
造成拉刀耐用度低的原因有以下几点:
1.热处理不当,刀齿的硬度未达到要求或存在软点。刀齿在刃磨时进刀太快,吃刀过大造成磨削烧伤,也会使拉刀在使用中很快磨损。
2.拉刀制造和重磨时粗糙度大,容屑槽形及前角不正确等,都会恶化拉刀的切削性能,降低耐用度。
3.拉刀齿升量过大或不均匀,个别刀齿磨损较快,降低了整支拉刀的耐用度。
4.工件材料硬度过高>(HB260),材料中夹有硬质点,工件表面有氧化皮等,都会使刀齿很快磨损,甚至损坏。
5.拉削速度过高,切削液选择不当或浇注方式不正确,会降低拉刀耐用度。
(2)拉刀断裂和刀齿损伤
拉刀断裂和刀齿崩刃折断的主要原因有:
1.拉刀的容屑系数小于所需值,容屑槽形重磨时发生畸变,工件厚度大于拉刀允许的拉削长度,以及前次拉削的切屑未清除等,往往造成切屑堵塞容屑槽,引起拉削力急增,导致刀齿损坏或拉刀断裂。
2.拉刀个别刀齿的齿升量过大时,不仅产生很大的切削力,而且往往使切屑堵塞在容屑槽内,使刀齿崩刃。
3.拉刀热处理硬度过高或有裂纹时,常常发生大量崩刃或断裂。工件材料硬度过高或夹有硬质点时,也会引起刀齿崩刃。
4.使用过度磨损的拉刀,会使拉削力过大,导致拉刀断裂。
5.工件预制孔过小,拉刀前导部分被强行送入拉削时,容易使拉刀被挤住而断裂。
6.拉刀和工件定位不良,工件基准端面与预制孔不垂直,夹具支承面处有切屑,拉刀发生下垂,拉削时拉刀相对工件歪斜等,使刀齿上负荷不均匀,造成很大弯矩,从而引起拉刀折断。
7.机床功率不足,刚性较差,工件定位不良引起拉削过程中振动,甚至出现冲动,会使拉刀动力负荷剧增,引起崩刃或折断。