CN107511489A - 制动盘盘毂内孔的加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种制动盘盘毂内孔的加工方法，通过车床加工制动盘盘毂的内孔，所述加工方法包括如下步骤：步骤S1：粗车内孔，通过所述车床的车刀在制动盘盘毂上加工出粗车内孔，所述粗车内孔的直径与实际加工内孔的直径的差值为D；步骤S2：初精车内孔，对所述粗车内孔进行第一次精车处理，以形成初精车内孔，所述车刀进行第一次精车处理的切深为D1；步骤S3：再精车内孔，对所述初精车内孔进行第二次精车处理，以形成所述实际加工内孔，所述车刀进行第二次精车处理的切深为D2，其中(D1+D2)≤D/2。本发明的制动盘盘毂内孔的加工方法，通过车床加工制动盘盘毂的内孔，其加工精度和成品率高，且提高了制动盘盘毂内孔的加工效率。
Description
技术领域
本发明有关于一种盘毂内孔的加工方法，尤其有关于一种机车车辆领域中的制动盘盘毂内孔的加工方法。
背景技术
盘毂是轴装制动盘的一个核心部件，起到连接制动盘和车轴的作用。由于盘毂与车轴的装配需要，标准动车组设计选用的盘毂材料为40CrA，硬度为200HBW～265HBW，盘毂内孔直径为加工后内孔直径的公差需满足(0，+0.029)mm，该公差的级别相当于机加工H6级的要求，对于车削加工而言是十分严苛的，不仅如此，图纸还要求内孔在满足尺寸公差的同时还要保证内孔粗糙度Ra在0.8um～1.6um的范围，这就对机加工的工艺技术和工艺稳定性提出了非常高的要求。
现有技术中，对这样高精度的零件加工一般都采用磨床进行加工，因为，对于这样大直径的内孔零件，用车床加工保证此公差和粗糙度要求是很困难的。但是，磨床的加工效率较低，且磨床的采购成本较高。
发明内容
本发明的目的是提供一种制动盘盘毂内孔的加工方法，通过车床加工制动盘盘毂内孔，其加工精度和成品率高，提高了加工效率。
本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现：
本发明提供一种制动盘盘毂内孔的加工方法，通过车床加工制动盘盘毂的内孔，所述加工方法包括如下步骤：
步骤S1：粗车内孔，通过所述车床的车刀在制动盘盘毂上加工出粗车内孔，所述粗车内孔的直径与实际加工内孔的直径的差值为D；
步骤S2：初精车内孔，对所述粗车内孔进行第一次精车处理，以形成初精车内孔，所述车刀进行第一次精车处理的切深为D1；
步骤S3：再精车内孔，对所述初精车内孔进行第二次精车处理，以形成所述实际加工内孔，所述车刀进行第二次精车处理的切深为D2，其中(D1+D2)≤D/2。
在本发明的实施方式中，所述粗车内孔的直径与所述实际加工内孔的直径的差值D为1.9mm～2.1mm；所述车刀进行第一次精车处理的切深D1为0.5mm～0.7mm，所述车刀进行第二次精车处理的切深D2为0.3mm～0.5mm。
在本发明的实施方式中，在所述步骤S2和所述步骤S3中，所述车刀的转速为370r/min～390r/min，所述车刀的进给量为0.12mm/rev～0.15mm/rev。
在本发明的实施方式中，在所述步骤S1至所述步骤S3中：在20℃～26℃的环境温度下对所述制动盘盘毂进行内孔加工。
在本发明的实施方式中，在所述步骤S1和所述步骤S2之间还包括步骤S4：通过杠杆千分尺检测所述粗车内孔的直径。
在本发明的实施方式中，所述车刀为W型车刀刀片。
在本发明的实施方式中，在所述步骤S1中还包括：在加工所述粗车内孔的过程中，通过所述车刀在所述粗车内孔中加工出环槽并在所述粗车内孔的两端分别加工出弧形倒角。
在本发明的实施方式中，在所述步骤S2中还包括：在加工所述初精车内孔的过程中，通过所述车刀对所述环槽及所述弧形倒角进行第一次精车处理。
在本发明的实施方式中，在所述步骤S3中还包括：在加工所述再精车内孔的过程中，通过所述车刀对第一次精车处理后的环槽及弧形倒角进行第二次精车处理。
在本发明的实施方式中，在所述步骤S3完成后，所述环槽的槽深为0.4mm～0.6mm，所述弧形倒角的弧度半径为2.5mm。
本发明的制动盘盘毂内孔的加工方法的特点及优点是：本发明采用车床以车削加工的方式生产标准动车组制动盘盘毂的内孔，有效提高了加工制动盘盘毂内孔的精度及成品率，实现了车削加工标准动车组制动盘盘毂内孔的目标，显著提高了该类产品的加工效率，实现了批量、稳定的车削加工生产标准动车组制动盘盘毂内孔的目的。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的制动盘盘毂内孔的加工方法的流程图。
图2为本发明的制动盘盘毂在完成各步骤后的剖视结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明的制动盘盘毂内孔的加工方法，通过车床加工制动盘盘毂的内孔，所述加工方法包括如下步骤：
步骤S1：粗车内孔，通过所述车床的车刀在制动盘盘毂1上加工出粗车内孔11，所述粗车内孔11的直径d1与实际加工内孔13的直径d的差值为D；
步骤S2：初精车内孔，对所述粗车内孔11进行第一次精车处理，以形成初精车内孔12，所述车刀进行第一次精车处理的切深为D1；
步骤S3：再精车内孔，对所述初精车内孔12进行第二次精车处理，以形成所述实际加工内孔13，所述车刀进行第二次精车处理的切深为D2，其中(D1+D2)≤D/2。
该制动盘盘毂1为铁道机车车辆应用的制动盘盘毂，该制动盘盘毂的材料为40CrA，硬度为200HBW～265HBW，该制动盘盘毂的最大外径为333.5mm～334mm，其内径为190mm～202mm。本发明采用车床以车削加工的方式生产标准动车组制动盘盘毂的内孔，能够有效提高加工该制动盘盘毂内孔的精度及成品率，实现了车削加工标准动车组制动盘盘毂内孔的目标，显著提高了该类产品的加工效率，实现了批量、稳定的车削加工生产标准动车组制动盘盘毂内孔的目的。
具体是，如图2所示，从左至右依次为完成步骤S1、步骤S2和步骤S3后的制动盘盘毂1、制动盘盘毂1’和制动盘盘毂1”。其中，在步骤S1中，将待加工的制动盘盘毂放置在车床的夹具上，在本发明中，该车床可选用车铣中心DMG(CTX GAMMA 1250TC)或相近功能的车床，在此不对车床进行限制。请参见图2中位于左侧的制动盘盘毂1的视图，通过车床上的车刀在待加工的制动盘盘毂上加工出粗车内孔11，该粗车内孔11的直径为d1，在本发明中，定义制动盘盘毂的实际加工内孔13的直径为d，则有d-d1＝D(在图2位于左侧的制动盘盘毂1的视图中，分别标出了两个D/2，两个D/2之和即为差值D)。在本实施例中，该粗车内孔11的直径d1与实际加工内孔13的直径d的差值D为1.9mm～2.1mm。
当完成步骤S1且进行步骤S2前，在本发明的实施例中，还包括步骤S4：通过杠杆千分尺检测该粗车内孔11的直径。具体的，沿制动盘盘毂1的粗车内孔11的轴心方向上，在距离制动盘盘毂1的端面约20mm、70mm、130mm的三个不同位置上，分别用杠杆千分尺检测对应该三个位置处的粗车内孔11的直径，在检测各对应位置处的粗车内孔11的直径时，采用在各自的位置上以120°角为测量点做圆周旋转，分别选取三个不同角度处的直径并最终取平均值，这样可以精确的检测粗车内孔11的直径，使其符合加工要求。
在完成步骤S1，且通过步骤S4检测后的粗车内孔11的直径符合加工要求后，进行步骤S2，通过车刀对该粗车内孔11进行第一次精车处理，以形成初精车内孔12，该车刀进行第一次精车处理的切深为D1。
如图2中位于中间的制动盘盘毂1’的视图所示，当车刀在该粗车内孔11内以切深D1加工形成初精车内孔12后，该初精车内孔12的直径为d2。在本实施例中，该车刀进行第一次精车处理的切深D1为0.5mm～0.7mm，优选的，切深D1＝0.6mm。
进一步的，在完成步骤S2后，进行步骤S3，通过该车刀对该初精车内孔12进行第二次精车处理，以形成实际加工内孔13，该车刀进行第二次精车处理的切深为D2，且(D1+D2)≤D/2。
如图2中位于右侧的制动盘盘毂1”的视图所示，当车刀在该初精车内孔12内以切深D2加工形成再精车内孔后，该再精车内孔即为实际加工内孔13，该再精车内孔的直径即为实际加工内孔13的直径d。在本实施例中，该车刀进行第二次精车处理的切深D2为0.3mm～0.5mm，优选的，切深D2＝0.4mm。
在本发明的实施方式中，在步骤S2和步骤S3中，在进行精车时，该车刀的转速为370r/min～390r/min，且该车刀的进给量为0.12mm/rev～0.15mm/rev。该车刀通过以上转速及进给量进行第一次精车加工和第二次精车加工，能够使加工后的制动盘盘毂1”的内孔符合加工后的要求，即，实际加工内孔13的粗糙度Ra在0.8μm～1.6μm之间，且能够有效保障实际加工内孔13的直径尺寸，也即，使最后加工后的实际加工内孔13的直径的公差满足(0，+0.029)mm的要求，该公差的级别相当于机加工H6级的要求。
根据本发明的一个实施方式，在步骤S1至步骤S3中：在20℃～26℃的环境温度下对该制动盘盘毂进行内孔加工。本发明通过车间的中央空调控制加工环境的温度，以使在该环境温度下对制动盘盘毂的内孔进行加工，能够有效保证加工工艺的稳定性和准确性。
进一步的，在步骤S4中以及后续完成步骤S2、步骤S3之后，在测量该制动盘盘毂1、制动盘盘毂1’和该制动盘盘毂1”的内孔尺寸时，需要在20℃～26℃的环境温度下，将各制动盘盘毂放置至少24小时后再进行测量，这样测量后的尺寸更加准确，为后续切削加工提供准确的数据支持。
在本发明中，上述各步骤中所用的车刀为W型车刀刀片。该车刀为硬质合金刀具，其型号为WNMG080404-MF2TP2500；或者，在另外的实施例中，该车刀可选用与型号为WNMG080404-MF2TP2500的车刀相近类型的耐磨刀具等，在此不做限制。本发明的W型车刀刀片，在车刀的刀尖圆角的半径r＝0.4mm的情况下，且车刀的进给量分别为0.08mm/rev、0.10mm/rev和0.11mm/rev时，所对应的实际加工内孔13的粗糙度分别为0.8μm、1.2μm和1.6μm。当然，下述表1中也列出了刀尖圆角的半径r为其他值时，根据不同的车刀进给量所对应的实际加工内孔13的粗糙度的情况。
表1理论上不同粗糙度对应刀尖圆角与进给量的关系
从上表中可以看出，实际加工内孔13的不同的粗糙度与车刀的刀尖圆角和车刀的进给量存在一定的理论关系，即，在车刀的刀尖圆角一定的情况下，车刀的进给量越大，则最终形成的实际加工内孔13的粗糙度越大；若车刀的刀尖圆角增大，则要获得同样的粗糙度值，则车刀的进给量也要随之增大。
当选择刀尖圆角r＝0.4mm的车刀时，则应该尽量将车刀的进给量控制在0.1mm/rev左右，这样可以基本保证车削后的制动盘盘毂内孔的粗糙度理论值在1.2左右，即控制在粗糙度要求区域的中差范围内。
根据本发明的实施方式，在步骤S1中还包括：在加工粗车内孔11的过程中，通过车刀在粗车内孔11中加工出环槽111并在粗车内孔11的两端分别加工出弧形倒角112。
进一步的，在步骤S2中还包括：在加工初精车内孔12的过程中，通过车刀对该环槽111及该弧形倒角112进行第一次精车处理；之后，在步骤S3中还包括：在加工再精车内孔的过程中，通过车刀对第一次精车处理后的环槽111及弧形倒角112进行第二次精车处理。
本发明完成步骤S3精车后的环槽111及两个弧形倒角112分别与实际加工内孔13的孔壁光滑连接。在本实施例中，经过步骤S3精车后的环槽111的槽深为0.4mm～0.6mm，该环槽111与实际加工内孔13的孔壁之间形成有弧形倒角，该弧形倒角的弧度半径R1为10mm，另外，实际加工内孔13两端分别形成的弧形倒角112的弧度半径R2为2.5mm。
本发明通过改进车削加工的工艺实现用车削加工的方式加工制动盘盘毂的内孔，通过对车削加工工艺进行了一系列的工艺试制和工艺改进，优化了工艺参数、车刀、改进测量方法等，逐步提高了车床加工盘毂内孔的精度及成品率，实现了车削加工标准动车组盘毂内孔的目标，显著提高了该产品的加工效率，实现了批量、稳定的车削加工生产标准动车组盘毂内孔的目的。本发明解决了制动盘盘毂内孔在车加工时出现的尺寸超差、稳定性差以及粗糙度超差等问题，不需要再专门采购磨床，实现了用车床批量加工生产技术指标要求很高的动车组盘毂内孔的目标。
对于标准动车组盘毂或相近材质及技术要求的盘毂产品，可以采用本发明的上述工艺方法，按该工艺方法设定各项参数，进行车削加工盘毂内孔，即可实现用车削加工的方式生产该类产品，本工艺方法生产效率较高，且产品合格率可以保证在95％以上，其工艺稳定，废品率较低，能够满足产品进行批量、稳定生产的需要，且加工效率较高，具有显著的经济效益。
以上所述仅为本发明的几个实施例，本领域的技术人员依据申请文件公开的内容可以对本发明实施例进行各种改动或变型而不脱离本发明的精神和范围。
Claims (10)
1.一种制动盘盘毂内孔的加工方法，其特征在于，通过车床加工制动盘盘毂的内孔，所述加工方法包括如下步骤：
步骤S1：粗车内孔，通过所述车床的车刀在制动盘盘毂上加工出粗车内孔，所述粗车内孔的直径与实际加工内孔的直径的差值为D；
步骤S2：初精车内孔，对所述粗车内孔进行第一次精车处理，以形成初精车内孔，所述车刀进行第一次精车处理的切深为D1；
步骤S3：再精车内孔，对所述初精车内孔进行第二次精车处理，以形成所述实际加工内孔，所述车刀进行第二次精车处理的切深为D2，其中(D1+D2)≤D/2。
2.如权利要求1所述的制动盘盘毂内孔的加工方法，其特征在于，所述粗车内孔的直径与所述实际加工内孔的直径的差值D为1.9mm～2.1mm；所述车刀进行第一次精车处理的切深D1为0.5mm～0.7mm，所述车刀进行第二次精车处理的切深D2为0.3mm～0.5mm。
3.如权利要求1所述的制动盘盘毂内孔的加工方法，其特征在于，在所述步骤S2和所述步骤S3中，所述车刀的转速为370r/min～390r/min，所述车刀的进给量为0.12mm/rev～0.15mm/rev。
4.如权利要求1所述的制动盘盘毂内孔的加工方法，其特征在于，在所述步骤S1至所述步骤S3中：在20℃～26℃的环境温度下对所述制动盘盘毂进行内孔加工。
5.如权利要求1所述的制动盘盘毂内孔的加工方法，其特征在于，在所述步骤S1和所述步骤S2之间还包括步骤S4：通过杠杆千分尺检测所述粗车内孔的直径。
6.如权利要求1所述的制动盘盘毂内孔的加工方法，其特征在于，所述车刀为W型车刀刀片。
7.如权利要求1所述的制动盘盘毂内孔的加工方法，其特征在于，在所述步骤S1中还包括：在加工所述粗车内孔的过程中，通过所述车刀在所述粗车内孔中加工出环槽并在所述粗车内孔的两端分别加工出弧形倒角。
8.如权利要求7所述的制动盘盘毂内孔的加工方法，其特征在于，在所述步骤S2中还包括：在加工所述初精车内孔的过程中，通过所述车刀对所述环槽及所述弧形倒角进行第一次精车处理。
9.如权利要求8所述的制动盘盘毂内孔的加工方法，其特征在于，在所述步骤S3中还包括：在加工所述再精车内孔的过程中，通过所述车刀对第一次精车处理后的环槽及弧形倒角进行第二次精车处理。
10.如权利要求9所述的制动盘盘毂内孔的加工方法，其特征在于，在所述步骤S3完成后，所述环槽的槽深为0.4mm～0.6mm，所述弧形倒角的弧度半径为2.5mm。
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