El eje de mandrinado de una máquina mandrinadora es el componente central de toda la máquina herramienta, que se compone de un eje de mandrinado y un eje de fresado. El eje de mandrinado se basa en dos chavetas guía para moverse hacia adelante y hacia atrás axialmente, logrando el avance de la herramienta. Al mismo tiempo, el eje de fresado gira mediante una transmisión de llave. El eje de fresado se basa en el posicionamiento de los cojinetes delantero y trasero, que están instalados en la caja del husillo y reciben directamente potencia de transmisión para hacer que el eje de perforación gire y trabaje. Con base en la situación real, analice los procesos de rectificado y rectificado de precisión del proceso de mecanizado de ejes aburridos.
1. Análisis del proceso de perforación del eje.
El material y la pieza en bruto del eje de perforación (ver figura adjunta) son barras de acero estructural de aleación de alta calidad 38CrMoAlE, con especificaciones de φ 140mm × 2 250mm (incluidas las piezas de prueba). La rectitud del chavetero (17 ± 0.1) mm es 0.03 mm; La tolerancia de paralelismo de los dos chaveteros es 0.03 mm; La tolerancia de escala de ambos lados del chavetero es 0.02 mm; La tolerancia de rectitud del eje de perforación es de 0,01 mm y el valor de rugosidad de la superficie Ra=0.1 μ m. Para garantizar que el conjunto del eje de fresado y el casquillo cumpla con los requisitos, la tolerancia de redondez del eje de mandrinado es menor o igual a 0,005 mm y la tolerancia de conicidad es menor o igual a 0,005 mm. Tratamiento de nitruración del eje de perforación: D0.5-900.
Figura del eje aburrido
2. Proceso de mecanizado del eje aburrido.
El proceso de procesamiento es el siguiente: corte → normalización → torneado desbaste → templado → corrección del orificio central → torneado de semiprecisión → corte de la pieza de prueba → marcado → fresado del chavetero → rectificado del orificio cónico → fresado de semiprecisión del chavetero → ajustador → rectificado del chavetero (con margen de rectificado) → rectificado de semiprecisión del círculo exterior → nitruración → reparación del orificio central → rectificado de precisión del orificio cónico → rectificado de semiprecisión del círculo exterior → rectificado de precisión del chavetero → rectificado de precisión del círculo exterior.
Refina el círculo exterior. El proceso de rectificado de precisión del círculo exterior del eje de perforación se lleva a cabo en la rectificadora CNC HG-92-5000-B11, y el círculo exterior requiere φ 110h6. El método utilizado para el rectificado de precisión del círculo exterior del husillo de nuestra fábrica es el método de rectificado central con corte longitudinal. La muela realiza el movimiento de corte principal y la pieza de trabajo gira (corte circunferencial) y realiza un movimiento alternativo lineal (corte longitudinal) con el banco de trabajo. El margen de molienda se elimina mediante múltiples pasadas de corte longitudinal. Al final de cada movimiento alternativo, la muela corta lateralmente y avanza.
Al utilizar el método de rectificado central, se debe prestar atención a: ① Al rectificar, se debe garantizar que el orificio central de referencia sea preciso. Si el eje necesita someterse a un tratamiento térmico, se debe corregir el orificio central antes de rectificarlo. ② La selección de las muelas abrasivas debe ser correcta; de lo contrario, afectará la rugosidad de la superficie y la calidad del acabado de la muela abrasiva afectará directamente la calidad de la superficie después del procesamiento. Por lo tanto, la muela debe corregirse con prontitud y cuidado. Durante el proceso de mecanizado, es necesario prestar atención a una refrigeración suficiente y elegir el fluido de corte adecuado. Intente utilizar el dispositivo de giro en todas las superficies del eje de rectificado en una sola instalación para evitar errores causados. por múltiples instalaciones. ⑤ Al rectificar un eje largo, se debe utilizar un marco central. ⑥ Cuando las condiciones lo permitan, es mejor utilizar un dispositivo de medición automático que verifique el tamaño de la pieza de trabajo durante el procesamiento sin detenerse, para reducir el tiempo auxiliar y mejorar la eficiencia de producción. Durante el rectificado de precisión, se deben comprender bien los principales factores del proceso que afectan la calidad de la superficie del rectificado, como las características de la muela, la cantidad de rectificado, la lubricación y el enfriamiento, la corrección de la muela y la vibración durante el procesamiento.
Por ejemplo, el tamaño de las partículas de una muela abrasiva tiene un impacto significativo en la rugosidad de la superficie. Cuanto más gruesas sean las partículas abrasivas, peor será la calidad de la superficie después del procesamiento, pero el tamaño de las partículas no debe ser demasiado fino. De lo contrario, se generará una gran cantidad de calor en la superficie de la pieza de trabajo durante el procesamiento, lo que en realidad conducirá a una disminución de la calidad de la superficie. El tamaño general de las partículas abrasivas debe estar entre 60 # y 80 #. Para una molienda de precisión, el tamaño de partícula opcional es 120 #. Nuestra fábrica utiliza muelas abrasivas medianas y blandas de alúmina con un tamaño de partícula de 60 # para un rectificado de precisión.
Al mismo tiempo, la velocidad circunferencial de la muela también tiene un impacto significativo en la rugosidad de la superficie de la pieza de trabajo. Si otras condiciones permanecen sin cambios y se aumenta la velocidad de la muela, aumenta la cantidad de partículas abrasivas que participan en el corte en un solo período de tiempo, se reduce la carga sobre cada partícula, disminuye la fuerza de corte y mejora la calidad de la superficie de la pieza de trabajo. . Si se aumenta la velocidad de la muela abrasiva mientras se aumenta correspondientemente la velocidad de la pieza de trabajo, también se puede mejorar la calidad de la superficie de la pieza de trabajo y también se puede aumentar la productividad. Pero para piezas como el husillo, la velocidad de rotación no debe ser demasiado alta, ya que un aumento en la velocidad de rotación puede resultar en una redondez fuera de tolerancia.
Los parámetros de corte utilizados para el rectificado de precisión del círculo exterior del husillo son: profundidad de corte t1=0.03 mm, t2=0.01 mm, t3=0.002-0.{ {8}}5 mm, t4=0.00 mm; La velocidad de la pieza de trabajo es 20-28r/min; La velocidad de la muela es de 1450r/min.
La precisión geométrica lograda después del rectificado cumple con los requisitos del dibujo, con una redondez menor o igual a {{0}}.005 mm; Valor de rugosidad superficial Ra=0.8 μ m; Vibración de flexión de longitud completa Menor o igual a 0,01 mm.
Sin embargo, durante el rectificado de precisión, aparecerá una superficie cóncava al final del chavetero en el extremo frontal del eje de perforación, lo que crea ciertas dificultades para el proceso de rectificado. Además, después del rectificado de precisión, retire el centro de rectificado y reemplácelo con un centro de rectificado exclusivo durante el rectificado. Por lo tanto, al retirar el husillo de rectificado de precisión, un extremo del orificio cónico del eje de perforación se deformará, lo que provocará otro rectificado, especialmente la tolerancia de redondez será más difícil de lograr.
Muele el círculo exterior. Pulir el círculo exterior es el proceso de acabado final del eje de perforación. El rectificado puede lograr una alta precisión dimensional y calidad de superficie, mientras que el rectificado de piezas como los ejes de perforación no se ve afectado por los chaveteros, lo que puede eliminar el engorroso proceso de enchavetado. Sin embargo, el margen de mecanizado en el proceso de rectificado es muy pequeño, por lo que la superficie a mecanizar debe garantizar una alta precisión dimensional y calidad de la superficie antes del rectificado.
Antes de rectificar el eje de perforación en nuestra fábrica, se requieren los siguientes requisitos: ① La tolerancia dimensional generalmente debe alcanzar la desviación superior y el tamaño del círculo exterior del eje de perforación debe rectificarse finamente a φ 110mm.② Las tolerancias de redondez y conicidad de las piezas son inferiores o iguales a 0,005 mm. ③ Antes del rectificado, ¿la rectitud de toda la longitud de la pieza cumple con los requisitos del dibujo y el rectificado en sí no puede? Rectitud de partes positivas. ④ El valor de rugosidad de la superficie antes del rectificado debe alcanzar Ra=0.8 μ Por encima de m.
El equipo utilizado para taladrar y rectificar en nuestra fábrica es un torno horizontal. El husillo utilizado para rectificar herramientas es similar al proceso de rectificado de semiprecisión para círculos exteriores. El material de una herramienta abrasiva general debe ser más blando que el material de la pieza de trabajo y tener una estructura uniforme. Sólo con una estructura uniforme de la herramienta abrasiva se puede garantizar la uniformidad de la pieza de trabajo abrasiva. La herramienta abrasiva también debe tener buena resistencia al desgaste, y el tamaño y la forma geométrica de la propia herramienta abrasiva afectan directamente la precisión del tamaño y la forma geométrica de la pieza de trabajo después del rectificado. Si la herramienta abrasiva es demasiado dura, aunque puede mantener su propia precisión, el abrasivo no se incrusta fácilmente en la superficie de la herramienta abrasiva. Durante el rectificado, el abrasivo rueda o se desliza entre la herramienta rectificadora y la superficie de la pieza de trabajo. Aunque esto también tiene un efecto de corte, la eficiencia es baja y el abrasivo se expulsa fácilmente de la herramienta abrasiva y de la superficie de la pieza de trabajo. La situación más desfavorable es que al rectificar piezas de trabajo más blandas, el abrasivo puede incrustarse en la superficie de la pieza de trabajo y deteriorar la calidad de la superficie; Por el contrario, si la herramienta abrasiva es demasiado blanda, se desgasta rápidamente y de manera desigual, es fácil perder la precisión de su forma geométrica correcta y afectar la calidad del rectificado.
Las más utilizadas son las herramientas abrasivas de hierro fundido, que son adecuadas para procesar diversos materiales de piezas de trabajo y rectificado de precisión, lo que garantiza una buena calidad de rectificado y una alta eficiencia de producción. Además, la fabricación de herramientas abrasivas es sencilla y el coste también es bajo. Las herramientas abrasivas de cobre, aluminio y otros materiales son adecuadas para el rectificado basto con grandes márgenes de eliminación.
Durante el proceso de molienda, el fluido de molienda no solo desempeña un papel en la mezcla de abrasivos y el enfriamiento lubricante, sino que también desempeña un papel químico para acelerar el proceso de molienda. Por ejemplo, agregar ácido oleico viscoso al fluido de molienda se adherirá a la superficie de la pieza de trabajo, lo que provocará que se forme rápidamente una capa de película de óxido en la superficie de la pieza de trabajo. Al comienzo del rectificado, la película de óxido que sobresale de la superficie de la pieza de trabajo tiene una pequeña superficie de contacto con la herramienta de rectificado y la presión por unidad de área es alta. Primero las partículas abrasivas lo raspan y la nueva superficie metálica se oxida nuevamente rápidamente. La película de óxido recién formada también se elimina fácilmente mediante raspado. A medida que esto continúa, los picos convexos se suavizan gradualmente; La película de óxido sobre la superficie cóncava de la pieza de trabajo sirve como capa protectora, evitando una mayor oxidación del área cóncava. El líquido de molienda se usa generalmente con queroseno o gasolina, y se agrega ácido oleico, ácido graso, ácido esteárico o glicerol industrial fuertemente oxidantes. Al rectificar el eje de perforación, todos los agentes de molienda son una mezcla de polvo de alúmina blanca y queroseno, sin agregar ácido ni glicerol industrial.
3. Conclusión
Después del rectificado, el eje de perforación puede lograr una alta precisión y calidad de superficie. El tamaño del círculo exterior cumple con los requisitos del dibujo y el valor de rugosidad de la superficie alcanza Ra{{0}}.1 μ Por encima de m; Tanto conicidad como redondez Menor o igual a 0,005 mm. A través de la verificación real del mecanizado, el uso de rectificado y rectificado de precisión puede garantizar los requisitos de diseño del eje de perforación.
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