发明内容
本发明的目的是:提供一种加工方便、成品率高的导电触指的加工方法。
本发明导电触指加工方法的技术方案是:一种导电触指的加工方法,该方法第一步,采用旋压加工工艺成形导电触指的外形轮廓,第二步,通过铣床采用铣削加工工艺成形导电触指的各弹性触指片;其中,旋压加工工艺具有两道加工工序:①、将导电触指筒状毛坯套装对应设置的第一模芯上,该第一模芯具有与导电触指瓶身部及瓶底部内壁面吻合的外表面,通过该第一模芯用旋压设备实现导电触指瓶身部及瓶底部外形轮廓的旋压成形,②、将导电触指筒状毛坯套装对应设置的第二模芯上,该第二模芯具有与导电触指瓶颈部和瓶口部内壁面吻合的外表面,通过该第二模芯用旋压设备实现导电触指瓶颈部与瓶口部外形轮廓的旋压成形;所述铣削加工工艺中,第一步将旋压成形后的导电触指筒状毛坯固定夹装在铣槽模具上并通过铣槽模具安装在铣床的分度头上,该铣槽模具的两端分别设有与导电触指筒状毛坯两端内壁面吻合支撑配合的夹盘,并在铣槽模具上远离分度头的一端夹盘上呈辐射状圆周均匀开设有供铣刀通过的铣刀槽;第二步,控制铣刀对准铣槽模具上的铣刀槽后沿铣槽模具的轴线方向顺铣刀槽铣削导电触指筒状毛坯筒壁上的通槽,每铣完一道通槽,均通过分度头使导电触指的筒状毛坯旋转设定的角度,沿铣槽模具上的各铣刀槽依次完成各通槽的铣削加工。
所述旋压加工工艺的两道工序中第一步先通过导电触指瓶身部及瓶底部的旋压成形工序成形导电触指的瓶身部及瓶底部;第二步再用导电触指瓶颈部的旋压加工工序成形导电触指瓶颈部。
所述铣槽模具上的铣刀槽是在加工第一个零件时将导电触指的筒状毛坯和铣槽模具一起进行铣削加工形成。
所述铣削工艺中分度头每次旋转的设定角度为15°。
本发明的导电触指加工方法是将导电触指的旋压加工工艺分成两道工序,一道工序成形导电触指的瓶身部和瓶底部,一道工序成形导电触指的瓶颈部和瓶口部,而在导电触指瓶颈部的成形工序中,旋压轮在对导电触指筒状毛坯施加径向力的同时,沿芯模的轴向利用压力加载机构对导电触指筒状毛坯施加轴向压力,一旦导电触指瓶颈部受到旋压轮的径向压力作用而被拉伸变薄时,施加在导电触指筒状毛坯上的轴向压力能够实时推动材料向瓶颈部的拉薄部位流动,对拉伸处进行及时补充,避免导电触指瓶颈部出现拉薄现象,该旋压加工操作简单、实施非常方便,其有效保证了旋压加工过程中导电触指瓶颈部的壁厚,其最薄处的厚度大于3毫米,从而确保了采用旋压加工制成的导电触指具有良好的通流能力,符合百万伏输变电线路中对旁路隔离开关导电触指通流截面有效面积的要求,为顺利通过6300安电流奠定了坚实的基础;在铣削加工工艺中,将旋压成形后的导电触指筒状毛坯固定套装在对应设置的铣槽模具上,通过分度头控制导电触指筒状毛坯的旋转角度,只需控制铣刀对准铣槽模具上的铣刀槽即可依次加工出导电触指筒状毛坯筒壁上的通槽,采用这种铣削加工方法加工导电触指筒壁上的通槽其加工精确度高,而且加工时铣槽模具对导电触指的筒状毛坯内壁进行支撑,从而有效的防止了铣削加工时铣刀作用力对导电触指筒壁造成的变形,提高了产品的合格率,降低了产品的生产成本。
具体实施方式
本发明的导电触指加工分为两个步骤,第一步先通过旋压加工工艺成形导电触指的外形轮廓,第二步再通过铣削工艺在旋压成形后的导电触指筒状毛坯上铣出导电触指的各弹性触指片。
旋压加工工艺中又分为两道工序,一道工序为导电触指瓶身部及瓶底部外形轮廓的旋压成形,另一道工序是导电触指瓶颈部与瓶口部外形轮廓的旋压成形。本实施例中,如图4所示,这两道工序按顺序依次完成,即先通过旋压加工成形导电触指的瓶身部3和瓶底部4,再通过旋压加工成形导电触指的瓶颈部2和瓶口部1。为实现该旋压加工方法,本发明采用了一种专用于实施该旋压加工工艺的旋压加工装置,这种旋压加工装置为两道旋压工序分别提供了一套芯模。其中,用于成形导电触指瓶身部3及瓶底部4的第一芯模如图5所示,其包括用于穿设在导电触指筒状毛坯60中的第一芯轴5,在第一芯轴5中部的外表面上设有一段与导电触指瓶身部3内壁面吻合的截头圆锥面5-1,在第一芯轴5位于截头圆锥面5-1小径端的后端设有与导电触指瓶底部4内壁面吻合的第一环面5-2,在第一芯轴5位于截头圆锥面5-1大径端处设有与导电触指筒状毛坯60内壁吻合的第二环面,在第一芯轴5外周面上位于第二环面的前部径向凸设有与导电触指筒状毛坯60轴向挡止配合的凸台5-3,在第一芯轴5位于凸台5-3的前部为用于夹装在旋压设备卡盘中的夹持部。
该第一芯模在使用时,如图6所示,先将第一芯轴5通过其前端的夹持部夹装到旋压设备的卡盘10中固定,然后将圆柱筒状的导电触指筒状毛坯60套装在第一芯轴5上,该导电触指筒状毛坯60的前端被第一芯轴5前端径向凸设的凸台5-3轴向挡止限位,同时,该导电触指筒状毛坯60的前端部内壁面与第一芯轴5前端设置的第二环面吻合,通过第一芯轴5与导电触指筒状毛坯60之间的摩擦力固定,将第一芯轴5的后端用尾座顶尖50顶紧固定,保持第一芯轴5转动的稳定性。启动旋压设备后,卡盘10通过第一芯轴5带动导电触指筒状毛坯60沿轴线旋转,控制旋压轮40沿第一芯轴5轴线方向从截头环锥面5-2的大径端向小径端移动的同时,对导电触指筒状毛坯60施加径向压力,完成第一道工序的旋压加工。
用于旋压成形导电触指瓶颈部2与瓶口部1的第二芯模结构如图7至图15所示,该第二芯模主要由用于同轴穿设在经第一道工序加工后的导电触指筒状毛坯60中的第二芯轴20及用于支撑在第二芯轴20外周面与导电触指筒状毛坯60内壁面之间的模芯组成,由于导电触指筒状毛坯60瓶颈部2为内径较小的缩口结构,为方便旋压完成后的拆模,该模芯在轴向上由用于与导电触指筒状毛坯60的瓶底部4和瓶身部3支撑配合的前半部分21及用于与导电触指筒状毛坯60的瓶口部1支撑配合的后半部分22两部分连接组成,在该前、后两部分模芯21、22的结合处外周面上环设有用于与旋压轮40配合成形导电触指筒状毛坯60瓶颈部2的周向环槽24。由于本实施例中的导电触指筒状毛坯60的在经第一道工序加工完成后其瓶身部3为直径由瓶底部4向瓶口部1方向逐渐增加的截头圆锥筒形结构,因而在前半部分模芯21的外表面上对应的设有与该截头圆锥筒形结构瓶身部3内壁面吻合的截头圆锥面,并在对应导电触指瓶底部4内壁面处设有与之吻合的圆环面,由于这种结构的导电触指筒状毛坯60结构较为特殊,为实现这种芯模拆模,本实施例中,该前半部分模芯21在周向上由一对相对对称设置的第一模芯21-1和一对相对对称设置的第二模芯21-2交错围成,该两第一模芯21-1的外表面与两第二模芯21-2的外表面围成的截面为圆形,使得该前半部分芯模21整体呈瓣状结构,其中,在两第一模芯21-1及两第二模芯21-2的外表面均设有用于与导电触指筒状毛坯60的瓶底部4内壁面吻合配合的圆弧面以及用于与导电触指筒状毛坯60的瓶身部3内壁面吻合配合的截头圆锥面,两第一模芯21-1的内表面为相对平行并与第二芯轴20外周面相切的平面,两第二模芯21-2的内表面由分别与两第一模芯21-1内表面贴合的平面以及与第二芯轴20外周面吻合配合的圆弧面组成。后半部分模芯22为滑动套装在第二芯轴20上的圆环结构,前半部分模芯21中的两第一模芯21-2及两第二模芯21-2均通过对应设置的螺纹孔用连接螺栓与后半部分芯模22固连。为实现对导电触指筒状毛坯60施加轴向压力,其在第二芯轴20的外周面上还径向凸设有用于与导电触指筒状毛坯60的瓶底部4对应轴向挡止配合的环台25,在环台25的外缘沿第二芯轴20的轴向凸设有用于与导电触指筒状毛坯60的瓶底部4外壁面径向限位配合的翻沿25-1,在第二芯轴20对应于导电触指筒状毛坯60的瓶口部1的一端导向滑动套装有一环形加力罩30,该环形加力罩30具有轴向延伸突出第二芯轴20端面、用于连接压力加载机构的连接部以及与第二芯轴20外周面导向滑动配合的导向部,在导向部远离连接部的一端径向凸设有用于与导电触指筒状毛坯60瓶口部1的口沿轴向顶触配合的端盖30-1。本实施例中,设第二芯轴20上用于在加工时与旋压设备卡盘10夹紧配合的一端为前端,其另一端为后端,上述的环台25一体固设于第二芯轴20靠近其前端的外周面上,环形加力罩30导向滑动装配在第二芯轴20的后端,同时,在环形加力罩30前端端盖30-1的前端面与后半部分第二模芯22之间留设有用于在环形加力罩30受压力加载机构驱动而产生轴向位移的施力间隙。
在进行第二道旋压工序时,先将第二芯轴20的前端夹紧固定在旋压设备的卡盘10中,然后将经过第一道加工工序加工制成的半成品导电触指筒状毛坯60由其瓶底部4处插入第二芯轴20中并使导电触指筒状毛坯60的瓶底部4与第二芯轴20上的环台25挡止配合,然后将两第一模芯21-1及两第二模芯21-2对合组成前半部芯模21并由导电触指筒状毛坯60的瓶口部1插入到第二芯轴20与导电触指筒状毛坯60之间的环隙中,再将后半部分芯模22套入第二芯轴20中用连接螺栓23分别与前半部分芯模21中的两第一模芯21-1及两第二模芯21-2对应连接固定,最后将加力罩30套在第二芯轴20的后端并用压力加载机构顶紧。本实施例中,该压力加载机构采用旋压设备上现有的尾座顶尖。启动旋压设备,旋压设备的卡盘10通过第二芯轴20带动导电触指筒状毛坯60沿第二芯轴20的轴线高速旋转,然后用旋压轮40对准第二芯模表面的周向环槽沿第二芯轴20推进实现对导电触指筒状毛坯60瓶颈部2的旋压加工,旋压的同时,用尾座顶尖沿第二芯轴20的轴线对导电触指筒状毛坯60不间断的施加轴向压力,从而使材料在受到轴向压力后向导电触指筒状毛坯60瓶颈部2被旋压轮40拉伸变薄的部分流动,避免导电触指瓶颈部2在旋压时出现筒壁被拉伸变薄现象,确保导电触指瓶颈部筒壁最薄处的厚度大于3毫米,从而有效保证了导电触指的通流能力,使该导电触指符合百万伏输变电线路中对旁路隔离开关导电触指通流截面有效面积的要求,为顺利通过6300A的电流奠定了坚实的基础。
铣削工艺中采用的铣槽模具如图16、图17所示,该铣槽模具具有一根用于同轴穿设在旋压成形后的导电触指筒状毛坯60内的芯轴70,该芯轴70的一端为用于与铣床分度头卡盘夹持配合的固定端,在该固定端设有用于与铣床分度头卡盘10’夹紧配合的夹持部70-7,芯轴70的另一端为自由端。在芯轴70上相对间隔设有一对用于分别夹持在导电触指筒状毛坯60两端的夹盘,其中,夹持在导电触指筒状毛坯60筒底部4上的为前夹盘,夹持在导电触指筒状毛坯60筒口部1处的为后夹盘,在前夹盘朝向后夹盘的后端面上以及后夹盘朝向前夹盘的前端面上分别开设有用于与导电触指筒状毛坯60对应端部插合的环槽。本实施例中,前夹盘由径向一体固设于芯轴70固定端外周面上的环台71及嵌装于环台71后端面内的定位环73组成,前夹盘后端面上开设的环槽由定位环73外周面与环台71之间留设的环隙构成,在环台71及定位环73上通过对应的开设的定位螺栓孔旋装有用于与导电触指筒状毛坯20筒底部4上的通孔配合以对导电触指筒状毛坯60周向限位的定位螺栓72;后夹盘包括导向滑动套装于芯轴70自由端上的盘体75,在后夹盘的盘体75朝向前夹盘的前端面上设有用于与导电触指筒状毛坯60的瓶颈部2内表面吻合支撑配合的胎体74,芯轴70的自由端上与盘体75及胎体74导向配合的导向部为截面呈方形的方轴段70-2,盘体75与胎体74均通过中心对应开设的方孔与芯轴70止旋配合,在后夹盘的盘体75的外缘上沿芯轴70的轴向凸设有与芯轴70轴线平行的翻沿75-1,后夹盘前端面上用于与导电触指筒状毛坯60筒口部对应插合的环槽由其盘体75上翻沿75-1的内环面与胎体74的外周面之间留设的环隙构成;在芯轴70自由端的末端部还设有一端外螺纹70-3并通过该外螺纹70-3旋装有与盘体75后端面顶触配合的顶紧螺栓76,该顶紧螺栓76及与之配合的外螺纹70-3组成沿芯轴70的轴向调整前、后夹盘之间间距的轴向间隙调整机构,装配时,通过旋转顶紧螺栓76顶紧后夹盘实现前、后夹盘之间的间距调整,从而夹紧导电触指筒状毛坯60。
本发明的导电触指的铣槽方法是,第一步,将导电触指的筒状毛坯60固定套装在铣槽模具的芯轴70上并通过芯轴70两端设置的前、后夹盘夹紧后安装在铣床的分度头上,具体的,先将芯轴70由导电触指筒状毛坯60筒底部4处插入到导电触指的筒状毛坯60中,使该导电触指筒状毛坯60的筒底部4插入到环台71与定位环73之间留设的环槽中,然后在环台71和定位环73上对应导电触指筒状毛坯60筒底部4上的通孔旋入定位螺栓72将导电触指筒状毛坯60周向限位固定,再将胎体74和盘体75依次套入芯轴70自由端的方轴段70-2上,胎体74插入到导电触指筒状毛坯60筒口部1的筒口中并与导电触指筒状毛坯60筒口部1及瓶颈部2的内壁吻合支撑配合,盘体75通过其外翻沿75-1与胎体74配合将导电触指筒状毛坯60的筒口部夹持固定并用旋装在芯轴螺纹段70-3上的顶紧螺母76顶紧固定,从而保证导电触指筒状毛坯60与芯轴70之间同轴装配,最后将芯轴70通过其夹持部70-1夹紧固定在铣床分度头的卡盘30中,并在芯轴70的自由端用于铣床尾座上的顶尖90顶紧定位,保证芯轴70转动的稳定。第二步,控制铣刀80沿芯轴70的轴线方向由芯轴70的自由端处进刀,铣削导电触指筒状毛坯60筒壁上的通槽,每铣完一道槽后,均通过分度头使导电触指的筒状毛坯60旋转一个设定的角度依次铣削下一道槽。其中,在加工第一个零件时,将导电触指的筒状毛坯60与芯轴70自由端处对应固定的后夹盘中的盘体75和胎体74同时一起进行铣削加工,从而在盘体75和胎体74的外周上均匀开设有呈辐射状分别用于在后续零件加工过程中供铣刀80通过的铣刀槽。按照上述步骤装入后续零件,在后续零件的加工时需将铣刀对准后夹盘中的胎体74和盘体75外周上加工成形的铣刀槽铣削后续零件的通槽。本实施例中的导电触指筒状毛坯60经铣削加工后需均匀的铣出24片瓣状弹性触指片,因而在具体铣削加工中分度头每次需旋转15°。
本发明不局限于上述实施例,旋压工艺中第二道工序中所采用的第二芯模中的模芯也可以整体采用易碎材料或低熔点材料制成,拆模时可以在抽出芯轴后通过直接破拆芯模或加热方式使芯模熔化实现拆模;如果导电触指筒状毛坯的瓶身部与瓶底部为内径相同的筒状结构,其对应的前半部分芯模也可以采用穿套在第二芯轴上的圆筒结构,设于第二芯轴前端与导电触指筒状毛坯挡止配合的环台采用螺纹连接方式旋装在第二芯轴上,拆模时可以卸掉环台后将前半部分芯模直接抽出;用于对环形加力罩施加驱动力的压力加载机构还可以采用另设的气缸、液压缸、电动缸的机构;第二芯轴也可以采用四方轴或六方轴等,加力罩与第二芯轴之间的导向滑动配合结构还可以采用在第二芯轴自由端端面上轴向开设导向孔,在加力罩上同轴固定与导向孔导向滑动配合的导向轴;加力罩远离第二芯轴的一端还可以径向固定用于与压力加载机构顶推配合的端板。
在实际应用中,上述用于分别旋压加工导电触指瓶身部和瓶底部以及旋压加工导电触指瓶颈部和瓶口部的两道加工工序也可以采用相反顺序加工,即先加工导电触指的瓶口部和瓶颈部,再加工导电触指的瓶身部和瓶底部,具体加工中,为第一步成形导电触指瓶口部和瓶颈部提供的第一芯模根据导电触指瓶颈部2的位置分为前、后两部分,前半部分芯模的前端同轴一体设置用于与旋压设备卡盘夹持固定的夹持部,并在该前半部分芯模的外周面上径向凸设用于与导电触指筒状毛坯轴向挡止配合的环台,在后半部分芯模的后端同轴导向滑动装配用于对导电触指筒状毛坯施加轴向压力的加力罩,前、后两部分芯模之间通过螺栓固连,用于与导电触指瓶颈部吻合的周向环槽开设于前、后两部分芯模结合处的外周面上,用于与导电触指瓶口部吻合的环面设于后半部分芯模上。为成形导电触指瓶身部及瓶底部的第二芯模与上述实施例中的第二芯模结构类似,其均具有一根用于同轴穿设在导电触指筒状毛坯中的第二芯轴,在第二芯轴上分别套设有用于支撑连接在导电触指筒状毛坯瓶口部的前半部分模芯和用于支撑连接在导电触指筒状毛坯瓶身部及瓶底部的后半部分模芯,在前、后两部分模芯结合部的外周面上开设与导电触指瓶颈部内壁面吻合的周向环槽,为便于拆模,其中的后半部分模芯同样采用瓣状结构,该瓣状模芯的具体结构与上述实施例中的前半部分模芯基本相同,均由一对相对对称设置的第一模芯和一对相对对称设置的第二模芯交错围成,此处不再赘述。
上述的铣削模具中的前夹盘也可以采用止旋导向滑动配合方式装配在芯轴上,并在前夹盘与芯轴之间设置轴向挡止限位结构或通过对应旋装在芯轴上的螺母锁紧,或者是前夹盘直接通过螺纹旋装在芯轴上;前夹盘上的环槽可以直接开设在其后端面上;后夹盘的盘体和胎体也可以采用一体结构设置;后夹盘与芯轴之间也可以通过螺纹直接旋接,以上各种技术方案的变形均在本发明的保护范围之内。
本发明将导电触指的旋压加工分成两道工序,每道工序分别完成导电触指瓶颈部与瓶口部以及导电触指瓶身部与瓶底部的旋压成形,从而有效解决了旋压过程中导电触指筒壁被拉伸变薄现象,降低了产品的加工成本,保证了导电触指通流截面的有效面积,为旁路隔离开关顺利通过6300A电流奠定了坚实的基础。在铣削加工中,在导电触指的筒状毛坯固定套装在对应设置的铣槽模具上,通过分度头控制导电触指筒状毛坯的旋转角度,只需控制铣刀对准铣槽模具上的铣刀槽即可依次加工出导电触指筒状毛坯筒壁上的通槽,采用这种铣削加工方法加工导电触指筒壁上的通槽其加工精确度高,而且加工时铣槽模具对导电触指的筒状毛坯内壁进行支撑,从而有效的防止了铣削加工时铣刀作用力对导电触指筒壁造成的变形,提高了产品的合格率,降低了产品的生产成本。