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鏈輪軸加工出現問題,教你怎么拆分與組焊加工

    針對鏈輪軸零件加工過程中出現的問題,對加工方案進行改進,采用組合加工的方法,降低了加工難度和加工成本,達到了零件的尺寸和精度要求,提高了加工效率。
軸的主要功用是支承傳動件(齒輪、鏈輪和帶輪等)、傳遞轉矩及承受載荷,其主要結構特點是長度大于直徑,一般由同軸心的外圓、圓錐、內孔、螺紋和鍵槽等組成。
1. 零件結構及加工難點分析
鏈輪軸是我所設備SPL-1200印刷系統中烘干爐鏈輪傳動機構的一種細長軸,材料45鋼,調質(T215)處理。零件直徑30mm,長度1 171mm(見圖1),長徑比39,為細長軸,剛性很差。加工要求兩端的尺寸精度φ 30 0-0.009mm,兩端φ 3 0 m m 外圓的同軸度0.02mm,表面粗糙度Ra=1.6μm。
從鏈輪軸的結構可知,其最大的特點是剛性差,在加工過程中,切削力、切削熱和振動等因素都將影響加工的尺寸精度和形位精度,加工難度大。該零件單臺產品需要18件,若采用常規的加工方法,加工周期長,很難達到加工要求,容易造成零件的報廢,而且影響產品交付周期,增加了加工成本。
2. 加工時存在的問題
在鏈輪軸試制時, 采用常規加工方法, 其加工工藝過程為:①下料。45鋼,毛坯尺寸φ 35mm×1 180mm。②熱處理。材料調質處理。受熱處理工藝限制,調質處理外部協作完成。③車。除兩端φ 30mm外圓留磨量外,其余各處車到尺寸。④銑。銑兩端鍵槽。⑤ 車。修研兩端中心孔。⑥ 外圓磨。頂磨兩端φ 30mm外圓達圖樣尺寸要求。⑦表面處理。黑色氧化處理。
由于鏈輪軸為細長軸, 零件剛性差,結構工藝性不好,車削時受切削力、裝夾力、自身重力、切削熱以及振動等因素的影響,加工時會出現以下問題:
(1)切削時產生的徑向切削力與裝夾徑向分力的合力會使工件彎曲,工件旋轉時引起振動,從而影響加工精度和表面質量。
(2)工件高速旋轉時,由于離心力的作用,加劇了工件的彎曲和振動。
(3)由于工件自重變形而加劇工件的自振,影響加工精度和表面質量。
(4)鋼調質處理造成毛坯彎曲變形,嚴重影響到后序的車削加工,需進行校直處理,增加了加工成本。
若選用光軸加工,則鏈輪軸加工工藝過程變成:①定購研磨光棒,保證尺寸公差。②車各處空刀、倒角。③銑兩端鍵槽。④表面氧化處理。由于光軸尺寸公差達不到0.009mm要求,并且鍍鉻光軸表面硬度能達到45HRC,造成后序鍵槽加工困難,所以該方法不太理想。
3. 解決方案
針對鏈輪軸在加工過程中出現的問題,根據零件的結構特點和使用要求,考慮采取組合焊接的加工方案。
根據零件的結構特點把零件拆分為3部分,將鏈輪軸拆分成3部分組焊而成。中間部分選用45鋼光軸,該部分加工工藝過程為: 定購φ 30mm光棒→車兩端面,車兩端焊接工藝沉孔并倒焊接坡口。

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