CN106514167A - 刀架轴及其加工工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种刀架轴，包括轴本体，所述轴本体包括首尾依次连接的输入螺纹段、输入连接轴段、主轴段、阶梯轴段、输出连接轴段、螺纹连接段及刀架安装段。本发明全程采用CNC加工，本方法中，半精车、车槽及滚丝能同在一台CNC车床上完成，半精车过程中先装夹加工刀架安装段、螺纹连接段、输出连接段及阶梯轴段的固定轴的各外圆后直接换刀对上述各段滚丝、车槽，再调头装夹加工输入螺纹段、输入连接轴段、主轴段及阶梯轴段的锁紧轴的各外圆后直接对上述各段换刀滚丝、车槽，这一过程比原来的工艺过程中节省了装夹次数，一方面可以节省装卸待加工工件的时间，另一方面减少装夹次数的同时可以提高定位精度，降低生产的工艺成本，提高良率。
Description
技术领域
本发明涉及一种结构合理，刚性强的刀架轴，其加工工艺优良，加工步骤简化，加工精度及生产效率高。
背景技术
中国专利申请号：201310382602.3，公开了一种凸轮轴的加工工艺。本发明的凸轮轴的加工工艺包括：A、下料，按每件毛坯两个成品下料；B、数控车床对毛坯粗加工，粗车外圆，平毛坯端面，加工偏心圆；C、调质处理，使硬度满足26～31HRC；D、数控车床对毛坯半精车加工；E、外圆磨床对毛坯精磨加工；F、对毛坯进行线切割割断加工，切割为两个相同产品；G、数控车床平端面加工；H、加工中心打孔加工，对两个产品进行打孔，倒角；I、热处理加工。
中国专利申请号：201510048880.4，公开了一种曲轴加工工艺，其特征在于，包括如下步骤，铣端面打中心孔专机→毛坯上线、检查→车止推轴颈外圆专机或数控车→粗磨止推轴颈外圆外圆磨床→主轴颈粗加工专机或数控车→两端轴颈粗加工专机或数控车→连杆颈粗加工万能设备配偏心夹具、专机、外铣或内铣机床→油孔加工万能设备或专机→中间清洗清洗机→热处理专机或专用工装→校直专机→止推面磨削专机→轴颈磨削专机→两端螺纹孔、定位销孔加工专机或加工中心→铣键槽万能设备或专机→动平衡专机→探伤专机→抛光专机→清洗清洗机→下线检查。
上述发明创造加工步骤复杂，频繁更换工件容易导致工件加工精度过差，生产效率低，工艺成本高。
发明内容
本发明的目的在于，克服现有技术的上述缺陷，提供一种结构合理，刚性强的刀架轴，其加工工艺优良，加工步骤简化，加工精度及生产效率高。
为实现上述目的，本发明提供的技术方案如下：一种刀架轴，包括轴本体，所述轴本体包括首尾依次连接的输入螺纹段、输入连接轴段、主轴段、阶梯轴段、输出连接轴段、螺纹连接段及刀架安装段，所述输入螺纹段的轴长L1＝22mm，大径D1＝20mm，输入螺纹段与驱动装置螺接固定；所述输入连接轴段的轴长L2＝42mm，直径D2＝20mm、公差为0～-0.02mm，输入连接轴段穿插于驱动装置的驱动连接轴套内，在轴本体转动的时，输入连接轴段的外侧壁与驱动连接轴套的内侧壁摩擦；所述主轴段的轴长L3＝88mm、公差为0～0.5mm，直径D3＝26mm、公差为-0.005～-0.025mm，主轴段设有两端为弧面槽壁的花键，花键的槽长h1＝25mm、槽宽w1＝5mm、槽深d1＝2mm、圆弧半径r1＝2.5mm；所述阶梯轴段包括轴长L4＝8mm、直径D4＝40mm的锁紧轴及轴长L5＝10mm、直径D5＝30mm公差为0～-0.013mm的固定轴组成；所述输出连接轴段的轴长L6＝42mm，直径D6＝25mm、公差为0～-0.013mm；所述螺纹连接段的轴长L7＝25mm，大径D7＝25mm，螺纹连接段的径面开有一排屑槽，排屑槽的一端部与螺纹连接段的外缘贯通、另一端部具有半径r2＝2.5mm的弧面槽壁，该排屑槽的槽长h2＝22.5mm、槽宽w2＝5mm、槽深d2＝3mm；所述刀架安装段的轴长L8＝28mm，直径D8＝20mm，刀架安装段的径面开有两个轴向对称的长槽，长槽的槽长h3＝25.5mm、槽宽w3＝5mm公差为+0.03～0mm、槽深d3＝2.5mm，刀架安装段的径面还开设有两个轴向对称的沉孔，沉孔的半径r3＝3.5mm、孔深d4＝3mm。
刀架轴的加工工艺，包括以下步骤：
A、下料：按每件毛胚一个成品下料，毛胚尺寸：Φ42mm*L＝280mm，圆钢；
B、初车：车床车两端面，控制总长265mm，同时在两端面打中心孔，孔径2.5mm，并对孔口倒角；
C、粗车a：用三爪卡盘和顶尖装夹外圆伸出长度120mm，分别粗车刀架安装段、螺纹连接段及输出连接段至Φ28mm L＝95mm；
D、粗车b：调头用三爪卡盘和顶尖装夹外圆伸出长度180mm，分别粗车输入螺纹段、输入连接轴段、主轴段及阶梯轴段至Φ40.5mmL＝170mm；
E、热处理:调质处理HRC；
F、半精车a：用二顶装夹外圆，车Φ20mm的刀架安装段至Φ20.2mm，留0.2mm的精加工余量；车Φ25mm的螺纹连接段至Φ25.2mm，留0.2mm的精加工余量；车Φ25mm的输出连接轴段至Φ25.2mm，留0.2mm的精加工余量；车Φ30mm的阶梯轴段的固定轴至Φ30.2mm，留0.2mm的精加工余量；
G、车槽：从刀架安装段往螺纹连接段方向L2.5mm处相互轴向对称车槽两个至尺寸槽宽w5mm、槽深d2.5mm、槽长h25.5mm；从螺纹连接段车槽至尺寸槽宽w5mm、槽深d3mm、槽长h22.5mm，远端车弧面槽壁Φ5mm；
H、滚丝a：对螺纹连接段滚丝，M25*1.5；
I、半精车b：调头用二顶装夹外圆，车Φ20mm的输入螺纹段至Φ20.2mm，留0.2mm的精加工余量；车Φ20mm的输入连接轴段至Φ20.2mm，留0.2mm的精加工余量；车Φ26mm的主轴段至Φ26.2mm，留0.2mm的精加工余量；车Φ40mm的阶梯轴段的锁紧轴至Φ40.2mm，留0.2mm的精加工余量；对输入连接轴段与主轴段的连接端面倒角；对锁紧轴与主轴段的连接端面倒角；对锁紧轴与固定轴的连接端面倒角；
J、滚丝b：对输入螺纹段滚丝，M20*1.5；
K、铣花键：从主轴段往阶梯轴段方向L68mm处铣花键至尺寸槽宽w5mm、槽深d2mm、槽长h25mm，花键两端车弧面槽壁Φ5mm；
L、钻孔：对刀架安装段往螺纹连接段方向L14mm处钻孔至尺寸Φ6.8mm、孔深3mm；
M、锪孔：对步骤Ⅻ的孔进行锪孔至尺寸Φ7mm、孔深3mm；
N、热处理:淬火；
O、钳:修磨两中心孔；
P、精车a:用二顶装夹外圆，车L＝28的刀架安装段至尺寸；车Φ25L＝25的螺纹连接段至尺寸；车L＝42的输出连接轴段至尺寸；车L＝10的阶梯轴段的固定轴至尺寸；
Q、精车b：调头用二顶尖装夹外圆，车Φ20L＝22的输入螺纹段至尺寸；车L＝42的输入连接轴段至尺寸；车 的主轴段至尺寸；车Φ40L＝8的阶梯轴段的锁紧轴至尺寸；
R、检验。
本发明的有益之处是：全程采用CNC加工，在半精加工和精加工过程中，由于车削用量较小，对机床的磨损较小，CNC的自动化程度比普通机床高，本方法中，半精车、车槽及滚丝能同在一台CNC车床上完成，半精车过程中先装夹加工刀架安装段、螺纹连接段、输出连接段及阶梯轴段的固定轴的各外圆后直接换刀对上述各段滚丝、车槽，再调头装夹加工输入螺纹段、输入连接轴段、主轴段及阶梯轴段的锁紧轴的各外圆后直接对上述各段换刀滚丝、车槽，这一过程比原来的工艺过程中节省了装夹次数，一方面可以节省装卸待加工工件的时间，另一方面减少装夹次数的同时可以提高定位精度，半精车、车槽及滚丝部分的加工内容在CNC上通过程序控制，整个过程能在保证质量的前提下，提高加工效率，充分使用发挥CNC的优势，使CNC利用率达到最高，从而降低零件生产的工艺成本，提高良率。
附图说明
图1是本发明刀架轴的结构示意图；
图2是本发明图1中A-A剖面示意图；
图3是本发明图1中B-B剖面示意图；
图4是本发明图1中C-C剖面示意图。
具体实施方式
下面结合附图及较佳实施例就本发明的技术方案作进一步的说明。
如图1-图4所示，本发明所述的一种刀架轴，包括总长L＝265mm的轴本体，所述轴本体包括首尾依次连接的输入螺纹段、输入连接轴段、主轴段、阶梯轴段、输出连接轴段、螺纹连接段及刀架安装段，所述输入螺纹段的轴长L1＝22mm，大径D1＝20mm，输入螺纹段与驱动装置螺接固定；所述输入连接轴段的轴长L2＝42mm，直径D2＝20mm、公差为0～-0.02mm，输入连接轴段穿插于驱动装置的驱动连接轴套内，在轴本体转动的时，输入连接轴段的外侧壁与驱动连接轴套的内侧壁摩擦；所述主轴段的轴长L3＝88mm、公差为0～0.5mm，直径D3＝26mm、公差为-0.005～-0.025mm，主轴段设有两端为弧面槽壁的花键，花键的槽长h1＝25mm、槽宽w1＝5mm、槽深d1＝2mm、圆弧半径r1＝2.5mm；所述阶梯轴段包括轴长L4＝8mm、直径D4＝40mm的锁紧轴及轴长L5＝10mm、直径D5＝30mm公差为0～-0.013mm的固定轴组成；所述输出连接轴段的轴长L6＝42mm，直径D6＝25mm、公差为0～-0.013mm；所述螺纹连接段的轴长L7＝25mm，大径D7＝25mm，螺纹连接段的径面开有一排屑槽，排屑槽的一端部与螺纹连接段的外缘贯通、另一端部具有半径r2＝2.5mm的弧面槽壁，该排屑槽的槽长h2＝22.5mm、槽宽w2＝5mm、槽深d2＝3mm；所述刀架安装段的轴长L8＝28mm，直径D8＝20mm，刀架安装段的径面开有两个轴向对称的长槽，长槽的槽长h3＝25.5mm、槽宽w3＝5mm公差为+0.03～0mm、槽深d3＝2.5mm，刀架安装段的径面还开设有两个轴向对称的沉孔，沉孔的半径r3＝3.5mm、孔深d4＝3mm。
刀架轴的加工工艺，包括以下步骤：
A、下料：按每件毛胚一个成品下料，毛胚尺寸：Φ42mm*L＝280mm，圆钢；
B、初车：车床车两端面，控制总长265mm，同时在两端面打中心孔，孔径2.5mm，并对孔口倒角；
C、粗车a：用三爪卡盘和顶尖装夹外圆伸出长度120mm，分别粗车刀架安装段、螺纹连接段及输出连接段至Φ28mm L＝95mm；
D、粗车b：调头用三爪卡盘和顶尖装夹外圆伸出长度180mm，分别粗车输入螺纹段、输入连接轴段、主轴段及阶梯轴段至Φ40.5mmL＝170mm；
E、热处理:调质处理HRC；
F、半精车a：用二顶装夹外圆，车Φ20mm的刀架安装段至Φ20.2mm，留0.2mm的精加工余量；车Φ25mm的螺纹连接段至Φ25.2mm，留0.2mm的精加工余量；车Φ25mm的输出连接轴段至Φ25.2mm，留0.2mm的精加工余量；车Φ30mm的阶梯轴段的固定轴至Φ30.2mm，留0.2mm的精加工余量；
G、车槽：从刀架安装段往螺纹连接段方向L2.5mm处相互轴向对称车槽两个至尺寸槽宽w5mm、槽深d2.5mm、槽长h25.5mm；从螺纹连接段车槽至尺寸槽宽w5mm、槽深d3mm、槽长h22.5mm，远端车弧面槽壁Φ5mm；
H、滚丝a：对螺纹连接段滚丝，M25*1.5；
I、半精车b：调头用二顶装夹外圆，车Φ20mm的输入螺纹段至Φ20.2mm，留0.2mm的精加工余量；车Φ20mm的输入连接轴段至Φ20.2mm，留0.2mm的精加工余量；车Φ26mm的主轴段至Φ26.2mm，留0.2mm的精加工余量；车Φ40mm的阶梯轴段的锁紧轴至Φ40.2mm，留0.2mm的精加工余量；对输入连接轴段与主轴段的连接端面倒角；对锁紧轴与主轴段的连接端面倒角；对锁紧轴与固定轴的连接端面倒角；
J、滚丝b：对输入螺纹段滚丝，M20*1.5；
K、铣花键：从主轴段往阶梯轴段方向L68mm处铣花键至尺寸槽宽w5mm、槽深d2mm、槽长h25mm，花键两端车弧面槽壁Φ5mm；
L、钻孔：对刀架安装段往螺纹连接段方向L14mm处钻孔至尺寸Φ6.8mm、孔深3mm；
M、锪孔：对步骤Ⅻ的孔进行锪孔至尺寸Φ7mm、孔深3mm；
N、热处理:淬火；
O、钳:修磨两中心孔；
P、精车a:用二顶装夹外圆，车L＝28的刀架安装段至尺寸；车Φ25L＝25的螺纹连接段至尺寸；车L＝42的输出连接轴段至尺寸；车L＝10的阶梯轴段的固定轴至尺寸；
Q、精车b：调头用二顶尖装夹外圆，车Φ20L＝22的输入螺纹段至尺寸；车L＝42的输入连接轴段至尺寸；车 的主轴段至尺寸；车Φ40L＝8的阶梯轴段的锁紧轴至尺寸；
R、检验。
以上，全程采用CNC加工，在半精加工和精加工过程中，由于车削用量较小，对机床的磨损较小，CNC的自动化程度比普通机床高，本方法中，半精车、车槽及滚丝能同在一台CNC车床上完成，半精车过程中先装夹加工刀架安装段、螺纹连接段、输出连接段及阶梯轴段的固定轴的各外圆后直接换刀对上述各段滚丝、车槽，再调头装夹加工输入螺纹段、输入连接轴段、主轴段及阶梯轴段的锁紧轴的各外圆后直接对上述各段换刀滚丝、车槽，这一过程比原来的工艺过程中节省了装夹次数，一方面可以节省装卸待加工工件的时间，另一方面减少装夹次数的同时可以提高定位精度，半精车、车槽及滚丝部分的加工内容在CNC上通过程序控制，整个过程能在保证质量的前提下，提高加工效率，充分使用发挥CNC的优势，使CNC利用率达到最高，从而降低零件生产的工艺成本，提高良率。
以上所述的仅是本发明的原理和较佳实施例。应当指出，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还能做出若干的变型和改进，也应视为属于本发明的保护范围。
Claims (2)
1.一种刀架轴，包括轴本体，其特征在于：所述轴本体包括首尾依次连接的输入螺纹段、输入连接轴段、主轴段、阶梯轴段、输出连接轴段、螺纹连接段及刀架安装段，所述输入螺纹段的轴长L1＝22mm，大径D1＝20mm，输入螺纹段与驱动装置螺接固定；所述输入连接轴段的轴长L2＝42mm，直径D2＝20mm、公差为0～-0.02mm，输入连接轴段穿插于驱动装置的驱动连接轴套内，在轴本体转动的时，输入连接轴段的外侧壁与驱动连接轴套的内侧壁摩擦；所述主轴段的轴长L3＝88mm、公差为0～0.5mm，直径D3＝26mm、公差为-0.005～-0.025mm，主轴段设有两端为弧面槽壁的花键，花键的槽长h1＝25mm、槽宽w1＝5mm、槽深d1＝2mm、圆弧半径r1＝2.5mm；所述阶梯轴段包括轴长L4＝8mm、直径D4＝40mm的锁紧轴及轴长L5＝10mm、直径D5＝30mm公差为0～-0.013mm的固定轴组成；所述输出连接轴段的轴长L6＝42mm，直径D6＝25mm、公差为0～-0.013mm；所述螺纹连接段的轴长L7＝25mm，大径D7＝25mm，螺纹连接段的径面开有一排屑槽，排屑槽的一端部与螺纹连接段的外缘贯通、另一端部具有半径r2＝2.5mm的弧面槽壁，该排屑槽的槽长h2＝22.5mm、槽宽w2＝5mm、槽深d2＝3mm；所述刀架安装段的轴长L8＝28mm，直径D8＝20mm，刀架安装段的径面开有两个轴向对称的长槽，长槽的槽长h3＝25.5mm、槽宽w3＝5mm公差为+0.03～0mm、槽深d3＝2.5mm，刀架安装段的径面还开设有两个轴向对称的沉孔，沉孔的半径r3＝3.5mm、孔深d4＝3mm。
2.根据权利要求1所述的刀架轴的加工工艺，其特征在于：包括以下步骤：
A、下料：按每件毛胚一个成品下料，毛胚尺寸：Φ42mm*L＝280mm，圆钢；
B、初车：车床车两端面，控制总长265mm，同时在两端面打中心孔，孔径2.5mm，并对孔口倒角；
C、粗车a：用三爪卡盘和顶尖装夹外圆伸出长度120mm，分别粗车刀架安装段、螺纹连接段及输出连接段至Φ28mm L＝95mm；
D、粗车b：调头用三爪卡盘和顶尖装夹外圆伸出长度180mm，分别粗车输入螺纹段、输入连接轴段、主轴段及阶梯轴段至Φ40.5mm L＝170mm；
E、热处理:调质处理HRC；
F、半精车a：用二顶装夹外圆，车Φ20mm的刀架安装段至Φ20.2mm，留0.2mm的精加工余量；车Φ25mm的螺纹连接段至Φ25.2mm，留0.2mm的精加工余量；车Φ25mm的输出连接轴段至Φ25.2mm，留0.2mm的精加工余量；车Φ30mm的阶梯轴段的固定轴至Φ30.2mm，留0.2mm的精加工余量；
G、车槽：从刀架安装段往螺纹连接段方向l1＝2.5mm处相互轴向对称车槽两个至尺寸槽宽w5mm、槽深d2.5mm、槽长h25.5mm；从螺纹连接段车槽至尺寸槽宽w5mm、槽深d3mm、槽长h22.5mm，远端车弧面槽壁Φ5mm；
H、滚丝a：对螺纹连接段滚丝，M25*1.5；
I、半精车b：调头用二顶装夹外圆，车Φ20mm的输入螺纹段至Φ20.2mm，留0.2mm的精加工余量；车Φ20mm的输入连接轴段至Φ20.2mm，留0.2mm的精加工余量；车Φ26mm的主轴段至Φ26.2mm，留0.2mm的精加工余量；车Φ40mm的阶梯轴段的锁紧轴至Φ40.2mm，留0.2mm的精加工余量；对输入连接轴段与主轴段的连接端面倒角；对锁紧轴与主轴段的连接端面倒角；对锁紧轴与固定轴的连接端面倒角；
J、滚丝b：对输入螺纹段滚丝，M20*1.5；
K、铣花键：从主轴段往阶梯轴段方向l2＝68mm处铣花键至尺寸槽宽w5mm、槽深d2mm、槽长h25mm，花键两端车弧面槽壁Φ5mm；
L、钻孔：对刀架安装段往螺纹连接段方向l3＝14mm处钻孔至尺寸Φ6.8mm、孔深3mm；
M、锪孔：对步骤Ⅻ的孔进行锪孔至尺寸Φ7mm、孔深3mm；
N、热处理:淬火；
O、钳:修磨两中心孔；
P、精车a:用二顶装夹外圆，车L＝28的刀架安装段至尺寸；车Φ25L＝25的螺纹连接段至尺寸；车L＝42的输出连接轴段至尺寸；车L＝10的阶梯轴段的固定轴至尺寸；
Q、精车b：调头用二顶尖装夹外圆，车Φ20L＝22的输入螺纹段至尺寸；车L＝42的输入连接轴段至尺寸；车 的主轴段至尺寸；车Φ40L＝8的阶梯轴段的锁紧轴至尺寸；
R、检验。
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