CN107030598A - 镀硬铬的梯形螺纹零件及其加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种镀硬铬的梯形螺纹零件及其加工方法，梯形螺纹零件的加工装置包括两种磨头、导套、弹簧、刀柄，磨头为油石的一端，按梯形螺纹或凹槽的宽度加工成合适尺寸，磨头固定镶嵌在导套中，磨头与刀杆之间安装一个弹簧，作为缓冲器，导套与刀柄通过螺纹结构连接在一体，将磨头装夹固定在车床刀架上。选用与磨床砂轮材质类似的油石作为磨料，将磨料与车床有机结合，用车床代替磨床加工，将油石作为车刀，在车床上进行凹槽的研磨加工工作，完成镀硬铬后零件的研磨加工。本发明加工方法简单、方便，加工出的产品质量稳定，满足使用要求。
Description
技术领域
本发明属于机械加工技术领域，涉及一种镀硬铬的梯形螺纹零件及其加工方法。
背景技术
带梯形螺纹零件镀硬铬后的研磨及抛光加工，一直以来都是影响生产效率制约生产的难题。因硬铬层坚硬耐磨的特性，使其成为一些零件结构的首选特性，但却给加工带来了难度。例如很多千斤顶中作动筒的结构采用的多是梯形螺纹镀硬铬的结构，作动筒的精度等级通常为9级精度，粗糙度为Ra0.2，通常作动筒的镀铬厚度在30-50μm，梯形螺纹的螺距大约在6-7mm，对于外圆的9级精度的公差值在0.074-0.087mm之间，在镀硬铬前使用螺纹车刀加工出作动筒上的梯形螺纹，预留出铬层厚度余量，再进行零件内外表面镀硬铬工艺，由于镀硬铬很难达到精确的尺寸，只能保证一个区间范围的尺寸，且镀铬后零件的表面粗糙度会提高1-2级，即如果零件镀前的表面粗糙度为Ra0.2，镀后的表面粗糙度在Ra0.4-0.8之间，所以要想满足零件的精度及表面粗糙度就必须通过加大铬层厚度，镀硬铬后通过机械加工的方法去除多余硬铬层，从而保证零件的最终尺寸精度和表面粗糙度与图纸要求一致。
由于硬铬的表面硬度较高，车刀已无法加工，普通磨床仅能加工零件的内、外表面，无法加工梯形螺纹，若为此零件单独购置专用的螺纹磨床成本极高不经济。以前的加工方法是：将零件装夹在车床上，用窄木条包裹上不同粗细等级的砂纸，通过车工手工按压的方式完成去量、磨精、抛光的过程，达到图纸要求的精度和表面粗糙度。可此种方法不但耗时、费力，生产效率低下，产品质量不稳定，加工中还存在以下质量和安全隐患：(1)车工将包裹着砂纸的窄木条按压在高速转动的零件上，按压不稳很容易造成安全事故；(2)车工手工按压无法保证打磨的力度均匀一致，这样既无法保证零件的尺寸精度也无法保证硬铬层的均匀；(3)木料和砂纸在高速摩擦中产生大量粉尘及有毒气体，由于工人近距离接触工件，会吸入大量粉尘，对工人的健康极为不利；(4)由于木条和砂纸不能接触水，所以打磨和抛光过程中无法使用冷却液降温，产生的大量热量无法冷却，会使零件产生变形，影响尺寸精度；(5)由于工人手工加工，体力消耗极大，无法长时间的加工零件。因此，要完成1件外圆约为长约800mm左右的工件的镀后抛光工作大约需要一周的时间。
因此，找到一种适合的加工方法是解决该问题的关键。通常不带梯形螺纹或凹槽的零件，镀硬铬后的加工方法是通过在内孔或外圆磨床上磨削加工，通过磨料与零件表面的高速摩擦去除多余的硬铬余量。但对于带螺纹或凹槽的零件，普通磨床的砂轮过宽，无法磨削窄小的凹槽，更无法加工梯形螺纹，而车刀虽窄小灵活但硬度却不及硬铬，无法加工硬铬层，如果能将二者有机的结合，就能解决这一加工难题。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供一种镀硬铬的梯形螺纹零件及其加工方法，解决梯形螺纹镀硬铬后的加工问题。
为了达到上述目的，本发明的技术方案为：
一种镀硬铬的梯形螺纹零件，其加工装置包括磨头、导套2、弹簧3、刀柄4，所述的磨头包括外圆磨头1和内孔磨头5，二者可以进行互换，外圆磨头1用于加工外圆，内孔磨头5用于加工内孔。
所述的磨头为油石的一端，按梯形螺纹或凹槽的宽度加工成合适尺寸，磨头固定镶嵌在导套2中，能够增强磨头的刚性，加工中可以加大磨削力。
所述的磨头与刀杆之间安装一个弹簧，作为缓冲器，能够减少并消除零件因圆度、圆柱度、直线度等形位误差对研磨造成的影响，保证油石可以随着零件的转动始终贴紧零件并与零件表面形成一定的压紧力，同时在机床的高速运转中不会因机械抖动而使零件与油石之间产生碰撞。
所述的导套2与刀柄4通过螺纹结构连接在一体，将磨头装夹固定在车床刀架上。
一种镀硬铬的梯形螺纹零件的加工方法，包括以下步骤：
分以下四个步骤安装加工装置：
(1)将油石的一端按梯形螺纹或凹槽的宽度加工成合适尺寸的磨头，磨头为外圆磨头1或内孔磨头5，根据情况确定，外圆磨头1用于加工外圆，内孔磨头5用于加工内孔；
(2)将磨头镶嵌在导套2中。
(3)加工中，将导套2与刀杆4通过螺纹结构连接在一体，使磨头装夹固定在普通车床刀架上；
(4)油石与刀杆4之间安装了一个弹簧3，作为缓冲器。
选用与磨床砂轮材质类似的油石作为磨料，将磨料与车床有机结合，用车床代替磨床加工，将油石作为车刀，在车床上进行凹槽的研磨加工工作，完成镀硬铬后零件的研磨加工；在加工过程中根据零件余量的大小，先进行粗加工去除大部分余量，再进行精加工达到尺寸精度要求，最后再进行超精研磨最终加工出满足图纸精度和粗糙度要求的零件。
在粗加工去除余量阶段选取240#的棕刚玉油石作为磨料。为了既能保证图纸要求的精度和表面粗糙度，又能提高加工效率，粗加工参数为：切削深度ap＝0.005mm；进给量f＝0.5mm/r；转速n＝150r/min；
在精加工和抛光阶段选用500#棕刚玉超精油石制作刀头。为了既能保证图纸要求的精度和表面粗糙度，又能提高加工效率，精加工参数为：切削深度ap＝0.001mm；进给量f＝0.1mm/r；转速n＝200r/min。
本发明加工出的作动筒零件，经尺寸检测、粗糙度检测及装配验证，完全符合图纸要求，满足使用要求，产品的加工效率提高了80％以上，零件的优良品率提高40％以上。
本发明的有益效果为：
(1)安全性：本发明将在高速运转的车床上的手工加工改为了刀具加工，避免了生产中的安全隐患。
(2)质量：通过机床加工，能够保证形成的尺寸均匀一致。油石的选用，解决了砂纸抛光怕水的问题，在加工中可以使用冷却液对零件进行降温冷却，避免高温带来的变形问题，同时，冷却液在零件的加工中还能起到润滑作用，降低零件的表面粗糙度，且使用冷却液后，大大减少了粉尘的产生，在进行零件抛光时不会因粉尘而影响工人的身体健康。
(3)效率：采用方法来加工零件，可通过车床的自动走刀来完成粗、精加工、研磨及抛光工作，减少了加工者的体力消耗，将1件零件的加工时间由原来的一周缩短为2天。通过更换不同硬度和粒度的油石以及在刀头上涂抹研磨膏的方法，可轻松完成零件的粗、精加工、研磨及抛光等全部工作。
(4)通用性：本发明不但可以解决带外螺纹或凹槽零件镀铬后的加工问题，通过更改油石端头的形状更可以完成其它轴类零件不同形状的抛光工作，通用性及推广性极强。加工中不但大大的提高了产品的加工效率，且加工出的产品质量稳定，满足使用要求
(5)经济性：该加工方法成本低廉，“刀具”结构简单，制造快捷，使用操作简单、方便，适合各等级操作工人的使用。加工方法简单、方便，通用性及推广性极强，配合加工参数适合各等级操作工人的使用。
附图说明
图1为本发明的装置结构图；
图中：1外圆磨头；2导套；3弹簧；4刀杆；5内孔磨头。
最佳实施方式
以下根据具体实施方式对本发明最进一步说明。
一种镀硬铬的梯形螺纹零件，其加工装置包括磨头、导套2、弹簧3、刀柄4，所述的磨头包括外圆磨头1和内孔磨头5，二者可以进行互换，外圆磨头1用于加工外圆，内孔磨头5用于加工内孔。
所述的磨头为油石的一端，按梯形螺纹或凹槽的宽度加工成合适尺寸，磨头固定镶嵌在导套2中，能够增强磨头的刚性，加工中可以加大磨削力。
所述的磨头与刀杆之间安装一个弹簧，作为缓冲器，能够减少并消除零件因圆度、圆柱度、直线度等形位误差对研磨造成的影响，保证油石可以随着零件的转动始终贴紧零件并与零件表面形成一定的压紧力，同时在机床的高速运转中不会因机械抖动而使零件与油石之间产生碰撞。
所述的导套2与刀柄4通过螺纹结构连接在一体，将磨头1装夹固定在车床刀架上。
一种镀硬铬的梯形螺纹零件的加工方法，包括以下步骤：
分以下四个步骤安装加工装置：
(1)将油石的一端按梯形螺纹或凹槽的宽度加工成合适尺寸的磨头；
(2)将磨头镶嵌在导套2中，一来可以固定磨头，二来可以增强磨头的刚性，加工中可以加大磨削力。
(3)加工中，将导套与刀杆通过螺纹结构连接在一体，使油石(磨头)装夹固定在普通车床刀架上；
(4)为减少并消除零件因圆度、圆柱度、直线度等形位误差对研磨造成的影响，使油石可以随着零件的转动始终贴紧零件并与零件表面形成一定的压紧力，而在机床的高速运转中又不会因机械抖动而使零件与油石产生碰撞，在油石与刀杆之间安装了一个缓冲器—弹簧。完成镀硬铬后零件的研磨加工。
选用与磨床砂轮材质类似的油石作为磨料，将磨料与车床有机结合，用车床代替磨床加工，将油石作为车刀，在车床上进行凹槽的研磨加工工作，完成镀硬铬后零件的研磨加工；在加工过程中根据零件余量的大小，先进行粗加工去除大部分余量，再进行精加工达到尺寸精度要求，最后再进行超精研磨最终加工出满足图纸精度和粗糙度要求的零件。
在粗加工去除余量阶段选取240#的棕刚玉油石作为磨料。为了既能保证图纸要求的精度和表面粗糙度，又能提高加工效率，粗加工参数为：切削深度ap＝0.005mm；进给量f＝0.5mm/r；转速n＝150r/min；
在精加工和抛光阶段选用500#棕刚玉超精油石制作刀头。为了既能保证图纸要求的精度和表面粗糙度，又能提高加工效率，精加工参数为：切削深度ap＝0.001mm；进给量f＝0.1mm/r；转速n＝200r/min。
Claims (2)
1.一种镀硬铬的梯形螺纹零件，其特征在于，其加工装置包括磨头、导套(2)、弹簧(3)、刀柄(4)，所述的磨头包括外圆磨头(1)和内孔磨头(5)，外圆磨头(1)用于加工外圆，内孔磨头(5)用于加工内孔；
所述的磨头为油石的一端，按梯形螺纹或凹槽的宽度加工成合适尺寸，磨头固定镶嵌在导套(2)中，能够增强磨头的刚性，加工中加大磨削力；
所述的磨头与刀杆之间安装一个弹簧(3)，作为缓冲器，保证油石随着零件的转动始终贴紧零件并与零件表面形成压紧力，在机床的高速运转中不会因机械抖动而使零件与油石之间产生碰撞；
所述的导套(2)与刀柄(4)通过螺纹结构连接在一体，将磨头装夹固定在车床刀架上。
2.权利要求1所述的镀硬铬的梯形螺纹零件的加工方法，其特征在于以下步骤：
安装加工装置：
1)将油石的一端按梯形螺纹或凹槽的宽度加工成合适尺寸的磨头，磨头为外圆磨头(1)或内孔磨头(5)，根据情况确定，外圆磨头(1)用于加工外圆，内孔磨头(5)用于加工内孔；
2)将磨头镶嵌在导套(2)中；
3)加工中，将导套(2)与刀杆(4)通过螺纹结构连接在一体，使磨头装夹固定在普通车床刀架上；
4)油石与刀杆(4)之间安装了一个弹簧(3)，作为缓冲器；
选用与磨床砂轮材质类似的油石作为磨料，将磨料与车床有机结合，用车床代替磨床加工，将油石作为车刀，在车床上进行凹槽的研磨加工工作，完成镀硬铬后零件的研磨加工；在加工过程中根据零件余量的大小，先进行粗加工去除大部分余量，再进行精加工达到尺寸精度要求，最后再进行超精研磨最终加工出满足图纸精度和粗糙度要求的零件；
在粗加工去除余量阶段选取240#的棕刚玉油石作为磨料；为了既能保证图纸要求的精度和表面粗糙度，又能提高加工效率，粗加工参数为：切削深度ap＝0.005mm；进给量f＝0.5mm/r；转速n＝150r/min；
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