CN104275629B - 一种轴类磨小细孔工艺方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种轴类磨小细孔工艺方法及装置，目的在于：能够有效的保护刀具，大幅度提高刀具寿命，提高调整效率，从而提高产品质量及生产效率，所采用的技术方案为：包括剖切夹具，剖切夹具为二级台阶状套筒结构，剖切夹具内固定安装有试磨件，试磨件与待加工的轴类零件结构尺寸一致，试磨件外形为三级台阶状结构，试磨件的大端沿轴向开设有便于刀具伸入的孔，孔内部设有需要磨削加工的小细孔，加工时刀具的刀头能够伸入试磨件内部的小细孔，剖切夹具的内壁结构与试磨件外形相匹配；试磨件的侧壁上沿轴向开设有缺口，剖切夹具侧壁上开设有与试磨件的缺口对应的观察窗，缺口和观察窗便于观察试磨件内部结构以及刀具的磨削位置。
Description
技术领域
本发明涉及机加工领域，具体涉及一种轴类磨小细孔工艺方法及装置。
背景技术
有些12档、16档系列的一轴结构，在轴头大端的内孔中有一段小孔，基本尺寸介于Φ10mm-Φ16mm之间，公差为+0.018/0。因为热处理变形且公差很小，则需要在热处理后加上磨孔工序。
传统磨孔加工出来的产品质量及不稳定，会出现锥孔，粗糙度差，而且容易撞刀，损伤刀杆、砂轮，撞伤工件。导致热后磨小细孔成为加工难点，此工序成为加工瓶颈。
发明内容
为了解决现有技术中的问题，本发明提出一种能够有效的保护刀具，大幅度提高刀具寿命，提高调整效率，从而提高产品质量及生产效率的一种轴类磨小细孔工艺方法及装置。
为了实现以上发明目的，本发明所采用的技术方案为：一种轴类磨小细孔装置，包括安装于机床主轴法兰盘上的剖切夹具，剖切夹具为二级台阶状套筒结构，剖切夹具内固定安装有试磨件，试磨件与待加工的轴类零件结构尺寸一致，试磨件外形为三级台阶状结构，试磨件的大端沿轴向开设有便于刀具伸入的孔，孔内部设有需要磨削加工的小细孔，加工时刀具的刀头能够伸入试磨件内部的小细孔，所述的试磨件的小端从剖切夹具的小端装入，试磨件的第一级台阶面紧靠剖切夹具的小端面，试磨件的小端由机床拉紧，剖切夹具的内壁结构与试磨件外形相匹配；
所述的试磨件的侧壁上沿轴向开设有缺口，剖切夹具侧壁上开设有与试磨件的缺口对应的观察窗，缺口和观察窗便于观察试磨件内部结构以及刀具的磨削位置。
所述的剖切夹具在与试磨件的第二级台阶连接处设置有弹性定位套，弹性定位套由弹性材料制成，所述的弹性定位套呈圆环状，能够套装在试磨件的第二级台阶弧面上，并贴靠试磨件的第一级台阶面。
所述的弹性定位套的外壁设置为锥面，剖切夹具的内壁与弹性定位套的外壁接触的部分相应的设置为锥面，保证弹性定位套与剖切夹具紧密配合。
所述的弹性定位套的侧壁沿轴向开设有便于弹性定位套弹性变形的通孔。
所述的试磨件上开设的缺口部位两径向面之间的夹角为120°，所述的缺口的长度大于试磨件的大端面到小细孔最底端的轴向距离。
所述的刀具包括刀杆和安装在刀杆的头部上的砂轮，刀杆的头部采用台阶式结构。
所述的砂轮为粘接砂轮。
一种轴类磨小细孔工艺方法，包括以下步骤：首先制作与待加工的轴类零件结构尺寸一致的试磨件，将试磨件的待加工部位沿轴向剖切，能够观察到试磨件的内部结构；然后将剖切夹具安装于机床主轴法兰盘上，将试磨件固定安装在剖切夹具内，试磨件小端由机床拉紧，剖切夹具侧壁相应位置上开设观察窗；其次对剖切夹具和刀具进行工作面跳动调试后，利用刀具对试磨件的待加工部位进行小细孔磨削加工，利用试磨件和剖切夹具的可视性，对刀具进行对刀调试，编制加工参数，完成对刀具的调试工作；最后卸下试磨件，将要加工的轴类零件换上，利用刀具对其进行小细孔磨削加工，即完成轴类磨小细孔工艺方法。
所述的试磨件上套装环形的弹性定位套，弹性定位套与剖切夹具接触部分设为相配合的锥面，机床拉紧试磨件时，由于相配合的锥面，剖切夹具压缩弹性定位套，弹性定位套内孔缩小，夹紧试磨件，从而完成试磨件的固定。
与现有技术相比，本发明的装置中采用与待加工轴类零件结构尺寸一致的试磨件，试磨件沿轴线剖切设有缺口，剖切夹具侧壁开观察窗，采用这种剖切结构，既可以直接观察到试件内部结构，又能在进刀时观察到刀具磨削的位置，便于对刀具进行对刀调试，能有效的保护刀杆和砂轮，大幅度提高刀杆寿命，提高调整效率，调试好以后便于后续的零件加工，不容易撞刀，避免了损坏零件，提高了生产效率。同时剖切夹具加入剖切元素，既可以可视内部的试磨件，又可以对剖切夹具本身起到减重的作用。
更进一步，剖切夹具通过弹性定位套固定试磨件，机床拉紧试磨件的小端，剖切夹具压缩弹性定位套，弹性定位套内孔缩小，夹紧试磨件，这样保证了试磨件能够稳定的固定在剖切夹具内，避免了加工过程中试磨件的移动，保证了调整的精准度。
更进一步，弹性定位套与剖切夹具接触部分设为相配合的锥面，机床拉紧试磨件时，由于相配合的锥面，剖切夹具锥面压缩弹性定位套锥面，进一步压缩弹性定位套，夹紧试磨件。
更进一步，弹性定位套的侧壁开设的通孔，使弹性定位套在被剖切夹具压缩时，更容易发生弹性变形，加持试磨件更加稳固。
更进一步，试磨件的缺口部位具有足够的尺寸，保证了具有足够的可视空间，保证了刀具调试的精准性。
更进一步，本发明装置通过改进刀杆设计，统一标准，增加刀杆刚性，可提高产品加工质量，规范作业标准化，刀杆头采用台阶式逐渐减小的结构，即能保证刚性，又能保证加工到小细孔，采用粘接砂轮来满足加工小孔的需求。
本发明的工艺方法，利用安装在剖切夹具内的试磨件，对刀具进行调试，利用剖切夹具以及试磨件的可视性，能够及时调整刀具，使刀具具有精准的对刀位置，提高了调整的效率，进而提高了后续加工零件的精准度，避免了撞刀损坏零件的问题，提高了产品质量和生产效率。
附图说明
图1为本发明装置的结构示意图；
图2为本发明装置的试磨件与刀具结构示意图；
图3为本发明装置的试磨件的加工图；
图4为本发明装置的弹性定位套的装配结构图；
图5为本发明装置的弹性定位套的结构图；
其中，1为剖切夹具、2为试磨件、3为刀具、4为弹性定位套。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明。
参见图1、图2，一种轴类磨小细孔装置，包括安装于机床主轴法兰盘上的剖切夹具1，剖切夹具1为二级台阶状套筒结构，剖切夹具1内固定安装有试磨件2，试磨件2与待加工的轴类零件结构尺寸一致，试磨件2外形为三级台阶状结构，试磨件2的大端沿轴向开设有便于刀具3伸入的孔，孔内部设有需要磨削加工的小细孔，加工时刀具3的刀头能够伸入试磨件2内部的小细孔，所述的试磨件2的小端从剖切夹具1的小端装入，试磨件2的第一级台阶面紧靠剖切夹具1的小端面，试磨件2的小端由机床拉紧，剖切夹具1的内壁结构与试磨件2外形相匹配。
参见图4和图5，剖切夹具1在与试磨件2的第二级台阶连接处设置有弹性定位套4，弹性定位套4由弹性材料制成，弹性定位套4呈圆环状，弹性定位套4的侧壁沿轴向开设有便于弹性定位套4弹性变形的通孔，弹性定位套4能够套装在试磨件2的第二级台阶弧面上，并贴靠试磨件2的第一级台阶面，弹性定位套4的外壁设置为锥面，剖切夹具1的内壁与弹性定位套4的外壁接触的部分相应的设置为锥面，保证弹性定位套4与剖切夹具1紧密配合。
试磨件2的侧壁上沿轴向开设有缺口，试磨件2上开设的缺口部位两径向面之间的夹角为120°，所述的缺口的长度大于试磨件2的大端面到小细孔最底端的轴向距离。剖切夹具1侧壁上开设有与试磨件2的缺口对应的观察窗，缺口和观察窗便于观察试磨件2内部结构以及刀具3的磨削位置。
刀具3包括刀杆和安装在刀杆的头部上的砂轮，刀杆的头部采用台阶式结构，砂轮为粘接砂轮。
一种轴类磨小细孔工艺方法，包括以下步骤：首先制作与待加工的轴类零件结构尺寸一致的试磨件2，将试磨件2的待加工部位沿轴向剖切，能够观察到试磨件2的内部结构；然后将剖切夹具1安装于机床主轴法兰盘上，将试磨件2固定安装在剖切夹具1内，试磨件2小端由机床拉紧，剖切夹具1侧壁相应位置上开设观察窗；其次对剖切夹具1和刀具3进行工作面跳动调试后，利用刀具3对试磨件2的待加工部位进行小细孔磨削加工，利用试磨件2和剖切夹具1的可视性，对刀具3进行对刀调试，编制加工参数，完成对刀具3的调试工作；最后卸下试磨件2，将要加工的轴类零件换上，利用刀具3对其进行小细孔磨削加工，即完成轴类磨小细孔工艺方法。
试磨件2上套装环形的弹性定位套4，弹性定位套4与剖切夹具1接触部分设为相配合的锥面，机床拉紧试磨件2时，由于相配合的锥面，剖切夹具1压缩弹性定位套4，弹性定位套4内孔缩小，夹紧试磨件2，从而完成试磨件2的固定。
方法中需要进行工作面跳动调试，保证剖切夹具1头部锥面内孔、弹性定位套4端面和刀具3刀杆外径跳动范围满足要求工艺要求。
本发明通过增添可视试磨件2，设计为剖切形式，试磨件2具有直观性，能观察到进刀位置，把要加工的部位剖切掉1/3。这样既可以直接观察到试件内部结构，又能在进刀到零件内部时观察到刀具磨削的位置，能有效的保护刀杆和砂轮，大幅度提高刀杆寿命，极高的提高调整效率。
通过改进刀杆设计，统一标准，增加刀杆刚性，可提高产品加工质量，规范作业标准化。刀杆头采用台阶式逐渐减小的结构，即能保证刚性，又能保证加工到零件内的小细孔，采用粘接砂轮来满足加工小孔的需求。
由于产品和试磨件安装于夹具本体内，需要对夹具本体的设计也加入剖切元素，既可以“可视”内部的剖切试磨件，又可以对夹具本身起到减重的作用。
参见图3，零件热前加工和热后加工的定位面保持一致，试磨件2的第一级台阶面为定位面，第二级台阶的弧面为夹紧定位面，由此可见，试磨件2需要保证图中尺寸D1、D2、Φ1和Φ2，试磨件2与工件的定位面一致，图3中D1为定位面到工件端面的距离，影响砂轮退刀距离；D2为待磨小细孔位置尺寸，影响砂轮进刀距离；Φ1为待磨小细孔尺寸，Φ2为剖切夹具加紧定位圆尺寸，用于安装加紧工件，此4个尺寸是试磨件2的必要尺寸，同工件尺寸一致。
加工产品时，先安装剖切夹具1，再将剖切夹具1工作面跳动调试到可用范围内，然后安装剖切试磨件2，使用安装好粘接砂轮的新刀杆进行对刀调试，编制加工程序，完成调试工作，此方法可用于类似的可视性差的精加工工序。
利用剖切结构可以直接观察到砂轮与工件待磨小细孔的位置，做到可视调试对刀，再将对刀后的各个位置坐标编入程序，编制加工程序，完成调试；最后加工产品时，取下试磨件2，将需要加工的零件安装在剖切夹具1内，将零件安装在弹性定位套4内，定位面紧贴弹性定位套4端面，利用之前编制好的程序进行加工即可，操作刀具3对零件进行磨小细孔加工。
Claims (9)
1.一种轴类磨小细孔装置，其特征在于：包括安装于机床主轴法兰盘上的剖切夹具(1)，剖切夹具(1)为二级台阶状套筒结构，剖切夹具(1)内固定安装有试磨件(2)，试磨件(2)与待加工的轴类零件结构尺寸一致，试磨件(2)外形为三级台阶状结构，试磨件(2)的大端沿轴向开设有便于刀具(3)伸入的孔，孔内部设有需要磨削加工的小细孔，加工时刀具(3)的刀头能够伸入试磨件(2)内部的小细孔，所述的试磨件(2)的小端从剖切夹具(1)的小端装入，试磨件(2)的第一级台阶面紧靠剖切夹具(1)的小端面，试磨件(2)的小端由机床拉紧，剖切夹具(1)的内壁结构与试磨件(2)外形相匹配；
所述的试磨件(2)的侧壁上沿轴向开设有缺口，剖切夹具(1)侧壁上开设有与试磨件(2)的缺口对应的观察窗，缺口和观察窗便于观察试磨件(2)内部结构以及刀具(3)的磨削位置。
2.根据权利要求1所述的一种轴类磨小细孔装置，其特征在于：所述的剖切夹具(1)在与试磨件(2)的第二级台阶连接处设置有弹性定位套(4)，弹性定位套(4)由弹性材料制成，所述的弹性定位套(4)呈圆环状，能够套装在试磨件(2)的第二级台阶弧面上，并贴靠试磨件(2)的第一级台阶面。
3.根据权利要求2所述的一种轴类磨小细孔装置，其特征在于：所述的弹性定位套(4)的外壁设置为锥面，剖切夹具(1)的内壁与弹性定位套(4)的外壁接触的部分相应的设置为锥面，保证弹性定位套(4)与剖切夹具(1)紧密配合。
4.根据权利要求3所述的一种轴类磨小细孔装置，其特征在于：所述的弹性定位套(4)的侧壁沿轴向开设有便于弹性定位套(4)弹性变形的通孔。
5.根据权利要求1所述的一种轴类磨小细孔装置，其特征在于：所述的试磨件(2)上开设的缺口部位两径向面之间的夹角为120°，所述的缺口的长度大于试磨件(2)的大端面到小细孔最底端的轴向距离。
6.根据权利要求1所述的一种轴类磨小细孔装置，其特征在于：所述的刀具(3)包括刀杆和安装在刀杆的头部上的砂轮，刀杆的头部采用台阶式结构。
7.根据权利要求6所述的一种轴类磨小细孔装置，其特征在于：所述的砂轮为粘接砂轮。
8.一种轴类磨小细孔工艺方法，其特征在于：包括以下步骤：首先制作与待加工的轴类零件结构尺寸一致的试磨件(2)，将试磨件(2)的待加工部位沿轴向剖切，能够观察到试磨件(2)的内部结构；然后将剖切夹具(1)安装于机床主轴法兰盘上，将试磨件(2)固定安装在剖切夹具(1)内，试磨件(2)小端由机床拉紧，剖切夹具(1)侧壁相应位置上开设观察窗；其次对剖切夹具(1)和刀具(3)进行工作面跳动调试后，利用刀具(3)对试磨件(2)的待加工部位进行小细孔磨削加工，利用试磨件(2)和剖切夹具(1)的可视性，对刀具(3)进行对刀调试，编制加工参数，完成对刀具(3)的调试工作；最后卸下试磨件(2)，将要加工的轴类零件换上，利用刀具(3)对其进行小细孔磨削加工，即完成轴类磨小细孔工艺方法。
9.根据权利要求8所述的一种轴类磨小细孔工艺方法，其特征在于：所述的试磨件(2)上套装环形的弹性定位套(4)，弹性定位套(4)与剖切夹具(1)接触部分设为相配合的锥面，机床拉紧试磨件(2)时，由于相配合的锥面，剖切夹具(1)压缩弹性定位套(4)，弹性定位套(4)内孔缩小，夹紧试磨件(2)，从而完成试磨件(2)的固定。
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