CN110280978A - 一种细长杆精加工装置和细长杆加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种细长杆精加工装置和细长杆加工方法，细长杆精加工装置包括三爪卡盘和活动顶头，三爪卡盘与机床主轴固定连接在一起，活动顶头与切削刀具均安装于机床刀座之上并且对称地分列于工件的两侧，机床刀座之上设置有空槽，空槽以内放置有弹性构件，活动顶头与弹性构件活动链接；细长杆加工方法包括)配制低熔点合金，并校直工件、对工件进行热处理、钳加工、工件预热、熔化合金、浇注合金、工件冷却、拆卸、工件精加工、合金溶解、熔合金、清理工件、合金回收和钳加工的步骤。采用本发明的技术方案，操作方便，增强了细长杆在加工过程中的刚性，提高了加工精度和加工质量，并且合金的配制及浇熔工艺过程简便、快捷，降低了企业的生产成本。
Description
技术领域
本发明属于机械加工工艺技术领域，尤其涉及一种细长杆精加工装置和细长杆加工方法。
背景技术
在机械加工技术领域中，对于细长杆选档阀类零件，其轴向偏心泄油孔与径向油槽垂直交叉，该类零件长径比大，在精加工过程中常因刚性不足而产生挠性变形，影响零件的加工精度要求。根据现有技术可采用浇注合金的方法增加细长杆零件的加工刚性，但其合金浇注方法仅适用于管类零件，对于轴向偏心孔与径向油槽接通的零件进行合金浇熔方法及合金配制均未涉及。因为，配制合金的熔点及膨胀系数直接关系到细长杆选档阀的尺寸精度和形位公差，从而产生废品。精加工后合金的溶解温度对于零件的变形影响较大，如合金的配制不当会直接影响零件的尺寸及形位公差，且影响合金的回收利用率和合金溶解时的能耗成本，不利于企业降本增效。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种细长杆精加工装置和细长杆加工方法。
本发明通过以下技术方案得以实现。
本发明提供一种细长杆精加工装置和细长杆加工方法，所述细长杆精加工装置包括三爪卡盘和活动顶头，所述三爪卡盘与机床主轴固定连接在一起，用于夹持工件并且在活动顶头的作用力下保持平稳，活动顶头与切削刀具均安装于机床刀座之上并且对称地分列于工件的两侧，所述机床刀座之上设置有空槽，所述空槽以内放置有弹性构件，所述空槽槽口处螺接有顶丝，所述活动顶头一端置于机床刀座以内并且与所述弹性构件的一端活动链接，所述弹性构件的另一端与所述顶丝活动连接。
所述活动顶头暴露于所述机床刀座外部部分外形形状与所述切削刀具的外形形状按照以下两种方式匹配：
方式一：所述切削刀具为直杆状刀具时，所述活动顶头暴露于所述机床刀座外部部分外形形状为圆柱体形；
方式二：所述切削刀具为圆盘状刀具时，所述活动顶头暴露于所述机床刀座外部部分外形形状为圆盘形滚轮。
所述的活动顶头一端设有台阶，该活动顶头的台阶端容置于机床刀座的空槽中。
所述的顶丝外端面设置有内六角盲孔，便于拧紧或松开顶丝。
所述的弹性构件为圆柱螺旋压缩弹簧。
所述机床为车床或磨床。
此外，本发明还提供了一种细长杆加工方法，包括以下步骤：
(1)配制低熔点合金，并校直工件；
(2)热处理：待工件油槽和油孔加工后进行低温回火，加热到150℃±10℃保温2小时，随炉空冷，消除工件内应力；
(3)钳加工：对工件径向开口油槽进行密封包扎；
(4)工件预热：将工件放于烘箱中预热并保温，加热温度至110℃±10℃，保温30分钟；
(5)熔化合金：合金加热溶解，撇去浮渣及杂物，保温待浇注；
(6)浇注合金：测量并控制液态合金温度，从烘箱中取出工件进行合金浇注，浇注过程中保证工件油孔和油槽处浇足；
(7)冷却：工件浇注后进行空冷降温，直至合金冷凝为固态；
(8)拆卸：拆卸工件上的包扎附属物，用保护套对工件进行保护；
(9)对工件进行精加工：使用所述的细长杆精加工装置，将工件夹持于所述三爪卡盘(2)之上，取下保护套，在车床或磨床上，根据工艺要求对工件进行精加工，保证工件的尺寸要求和形位公差；
(10)合金溶解：在金属容器中注入机油，油液深度应能没过工件；
(11)熔合金：把工件放入油液中加热，严控油液温度使其合金充分溶解；
(12)清理工件：取出工件，清除残存在细长杆选档阀油孔及油槽表面上的合金，用煤油清洗工件；
(13)合金回收：分离金属容器中的合金与机油，保存合金并备用；
(14)钳加工：清除精加工后工件表面产生的锐边毛刺。
所述步骤(1)中低熔点合金由铋、铅、锡、镉组成，其中，铋、铅、锡、镉的质量百分比含量分别为：铋50％、铅26.7％、锡13.3％、镉10％；其配制方法为：将铋、铅、锡、镉四种材料按比例配制后放于金属容器中加热，待各种金属溶解后搅拌均匀，然后进行冷却凝固便可配制成低熔点合金，该合金熔点为138.5℃，冷凝时膨胀系数为0.05％。
步骤(5)中所述保温温度为230℃。
步骤(6)中所述测量并控制液态合金温度的方法是：用不锈钢料勺盛装合金溶液，并测量其温度，控制在210℃±10℃待浇，偏高时空冷降温。
本发明的有益效果在于：采用本发明的技术方案，相比现有技术，本发明有效解决了细长杆选档阀轴向偏心油孔与径向油槽结构对零件刚性不足而产生变形的问题；操作方便，增强了细长杆选档阀的加工刚性，加工出来的细长杆选档阀质量稳定，并且合金的配制及浇熔工艺过程简便、快捷，合金熔点低，能耗少，极大地降低了企业的生产成本，可推广运用于其它类式细长杆选档阀零件的加工。特别是在对工件进行精加工的工序中，本发明通过将活动顶头与切削刀具对称地分列于工件的两侧，使切削刀具作用于工件上的切削力与活动顶头作用于工件上的作用力保持大小相等，方向相反的状态，两个作用力相互抵消，使工件在切削加工过程中不受外部作用力的干扰，有效防止工件出现跳动，从而提高了工件的加工精度，提升了加工质量。
附图说明
图1为本发明细长杆精加工装置的结构示意图；
图2为图1中A处的放大示意图；
图3是本发明待加工细长杆选档阀的结构示意图；
图4是图3的I处放大示意图；
图5是图3的A-A向视图；
图6是图3的B-B向视图；
图7是本发明中保护套的结构示意图；
图8是本发明中选档阀顶针的结构示意图。
图中：1-工件，2-三爪卡盘，3-切削刀具，4-活动顶头，5-弹性构件，6-顶丝，7-刀座。
具体实施方式
下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
如图1、图2所示，本发明的一种细长杆精加工装置和细长杆加工方法，细长杆精加工装置包括三爪卡盘2和活动顶头4，三爪卡盘2与机床主轴固定连接在一起，用于夹持工件1并且在活动顶头4的作用力下保持平稳，活动顶头4与切削刀具均安装于机床刀座7之上并且对称地分列于工件1的两侧，机床刀座7之上设置有空槽，空槽以内放置有弹性构件5，空槽5槽口处螺接有顶丝6，活动顶头4一端置于机床刀座7以内并且与弹性构件5的一端活动链接，弹性构件5的另一端与顶丝6活动连接。
采用本发明的技术方案，相比现有技术，本发明有效解决了细长杆选档阀轴向偏心油孔与径向油槽结构对零件刚性不足而产生变形的问题；操作方便，增强了细长杆选档阀的加工刚性，加工出来的细长杆选档阀质量稳定，并且合金的配制及浇熔工艺过程简便、快捷，合金熔点低，能耗少，极大地降低了企业的生产成本，可推广运用于其它类式细长杆选档阀零件的加工。特别是在对工件进行精加工的工序中，本发明通过将活动顶头与切削刀具对称地分列于工件的两侧，使切削刀具作用于工件上的切削力与活动顶头作用于工件上的作用力保持大小相等，方向相反的状态，两个作用力相互抵消，使工件在切削加工过程中不受外部作用力的干扰，有效防止工件出现跳动，从而提高了工件的加工精度，提升了加工质量。
进一步地，活动顶头4暴露于机床刀座7外部部分外形形状与切削刀具的外形形状按照以下两种方式匹配：
方式一：切削刀具为直杆状刀具时，活动顶头4暴露于机床刀座7外部部分外形形状为圆柱体形；
方式二：切削刀具为圆盘状刀具时，活动顶头4暴露于机床刀座7外部部分外形形状为圆盘形滚轮。
此外，优选的活动顶头4一端设有台阶，该活动顶头4的台阶端容置于机床刀座7的空槽中。的顶丝6外端面设置有内六角盲孔，便于拧紧或松开顶丝6。的弹性构件5为圆柱螺旋压缩弹簧。机床为车床或磨床。
本发明提供的细长杆精加工装置的工作原理为，在车床或磨床上精加工细长杆的过程中，先用三爪卡盘2装夹工件1，即细长杆，细长杆的加工处与机床的切削刀具3相接触，该加工处还与活动顶针4相接触，活动顶针4的位置可以通过无头螺丝6调整，拧紧无头螺丝6则弹性构件5受压，活动顶针4被顶出，无头螺丝6根据细长杆的大小进行适当的调节，进而调整弹性构件5的力度，防止细长杆出现跳动的现象，从而达到提高细长杆切削加工精度的目的。本发明中间，切削刀具3可以是直杆状车刀，也可以是圆盘形的砂轮，并且切削刀具3、三爪卡盘2和弹性构件5均为现有技术或材料，所属的技术人员根据所需的产品型号和规格，可以直接从市面购买或者订做，有利于降低制作成本。
此外，本发明还提供了一种细长杆加工方法，如图3、图4、图5、图6、图7和图8所示，包括以下步骤：
(1)配制低熔点合金，并校直工件1；进一步地，所述步骤(1)中低熔点合金由铋、铅、锡、镉组成，其中，铋、铅、锡、镉的质量百分比含量分别为：铋50％、铅26.7％、锡13.3％、镉10％；其配制方法为：将铋、铅、锡、镉四种材料按比例配制后放于金属容器中加热，待各种金属溶解后搅拌均匀，然后进行冷却凝固便可配制成低熔点合金，该合金熔点为138.5℃，冷凝时膨胀系数为0.05％。
(2)热处理：待工件1油槽和油孔加工后进行低温回火，加热到150℃±10℃保温2小时，随炉空冷，消除工件1内应力；
(3)钳加工：对工件1径向开口油槽进行密封包扎；
(4)工件1预热：将工件1放于烘箱中预热并保温，加热温度至110℃±10℃，保温30分钟；
(5)熔化合金：合金加热溶解，撇去浮渣及杂物，保温待浇注；优选步骤(5)中所述保温温度为230℃。
(6)浇注合金：测量并控制液态合金温度，从烘箱中取出工件1进行合金浇注，浇注过程中保证工件1油孔和油槽处浇足；步骤(6)中所述测量并控制液态合金温度的方法是：用不锈钢料勺盛装合金溶液，并测量其温度，控制在210℃±10℃待浇，偏高时空冷降温。
(7)冷却：工件1浇注后进行空冷降温，直至合金冷凝为固态；
(8)拆卸：拆卸工件1上的包扎附属物，用保护套对工件1进行保护；
(9)对工件1进行精加工：使用所述的细长杆精加工装置，将工件1夹持于所述三爪卡盘(2)之上，取下保护套，在车床或磨床上，根据工艺要求对工件1进行精加工，保证工件1的尺寸要求和形位公差；
(10)合金溶解：在金属容器中注入机油，油液深度应能没过工件1；
(11)熔合金：把工件1放入油液中加热，严控油液温度使其合金充分溶解；
(12)清理工件1：取出工件1，清除残存在细长杆选档阀油孔及油槽表面上的合金，用煤油清洗工件1；
(13)合金回收：分离金属容器中的合金与机油，保存合金并备用；
(14)钳加工：清除精加工后工件1表面产生的锐边毛刺。
采用本发明的技术方案，相比现有技术，本发明有效解决了细长杆选档阀轴向偏心油孔与径向油槽结构对零件刚性不足而产生变形的问题；操作方便，增强了细长杆选档阀的加工刚性，加工出来的细长杆选档阀质量稳定，并且合金的配制及浇熔工艺过程简便、快捷，合金熔点低，能耗少，极大地降低了企业的生产成本，可推广运用于其它类式细长杆选档阀零件的加工。特别是在对工件进行精加工的工序中，本发明通过将活动顶头与切削刀具对称地分列于工件的两侧，使切削刀具作用于工件上的切削力与活动顶头作用于工件上的作用力保持大小相等，方向相反的状态，两个作用力相互抵消，使工件在切削加工过程中不受外部作用力的干扰，有效防止工件出现跳动，从而提高了工件的加工精度，提升了加工质量。
Claims (10)
1.一种细长杆精加工装置，其特征在于：包括三爪卡盘(2)和活动顶头(4)，所述三爪卡盘(2)与机床主轴固定连接在一起，用于夹持工件(1)并且在活动顶头(4)的作用力下保持平稳，活动顶头(4)与切削刀具均安装于机床刀座(7)之上并且对称地分列于工件(1)的两侧，所述机床刀座(7)之上设置有空槽，所述空槽以内放置有弹性构件(5)，所述空槽(5)槽口处螺接有顶丝(6)，所述活动顶头(4)一端置于机床刀座(7)以内并且与所述弹性构件(5)的一端活动链接，所述弹性构件(5)的另一端与所述顶丝(6)活动连接。
2.如权利要求1所述的细长杆精加工装置，其特征在于：所述活动顶头(4)暴露于所述机床刀座(7)外部部分外形形状与所述切削刀具的外形形状按照以下两种方式匹配：
方式一：所述切削刀具为直杆状刀具时，所述活动顶头(4)暴露于所述机床刀座(7)外部部分外形形状为圆柱体形；
方式二：所述切削刀具为圆盘状刀具时，所述活动顶头(4)暴露于所述机床刀座(7)外部部分外形形状为圆盘形滚轮。
3.如权利要求1所述的细长杆精加工装置，其特征在于：所述的活动顶头(4)一端设有台阶，该活动顶头(4)的台阶端容置于机床刀座(7)的空槽中。
4.如权利要求1所述的细长杆精加工装置，其特征在于：所述的顶丝(6)外端面设置有内六角盲孔，便于拧紧或松开顶丝(6)。
5.如权利要求1所述的细长杆精加工装置，其特征在于：所述的弹性构件(5)为圆柱螺旋压缩弹簧。
6.如权利要求1所述的细长杆精加工装置，其特征在于：所述机床为车床或磨床。
7.一种细长杆加工方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)配制低熔点合金，并校直工件(1)；
(2)热处理：待工件(1)油槽和油孔加工后进行低温回火，加热到150℃±10℃保温2小时，随炉空冷，消除工件(1)内应力；
(3)钳加工：对工件(1)径向开口油槽进行密封包扎；
(4)工件(1)预热：将工件(1)放于烘箱中预热并保温，加热温度至110℃±10℃，保温30分钟；
(5)熔化合金：合金加热溶解，撇去浮渣及杂物，保温待浇注；
(6)浇注合金：测量并控制液态合金温度，从烘箱中取出工件(1)进行合金浇注，浇注过程中保证工件(1)油孔和油槽处浇足；
(7)冷却：工件(1)浇注后进行空冷降温，直至合金冷凝为固态；
(8)拆卸：拆卸工件(1)上的包扎附属物，用保护套对工件(1)进行保护；
(9)对工件(1)进行精加工：使用如权利要求1至6任一项所述的细长杆精加工装置，将工件(1)夹持于所述三爪卡盘(2)之上，取下保护套，在车床或磨床上，根据工艺要求对工件(1)进行精加工，保证工件(1)的尺寸要求和形位公差；
(10)合金溶解：在金属容器中注入机油，油液深度应能没过工件(1)；
(11)熔合金：把工件(1)放入油液中加热，严控油液温度使其合金充分溶解；
(12)清理工件(1)：取出工件(1)，清除残存在细长杆选档阀油孔及油槽表面上的合金，用煤油清洗工件(1)；
(13)合金回收：分离金属容器中的合金与机油，保存合金并备用；
(14)钳加工：清除精加工后工件(1)表面产生的锐边毛刺。
8.如权利要求7所述的细长杆加工方法，其特征在于：所述步骤(1)中低熔点合金由铋、铅、锡、镉组成，其中，铋、铅、锡、镉的质量百分比含量分别为：铋50％、铅26.7％、锡13.3％、镉10％；其配制方法为：将铋、铅、锡、镉四种材料按比例配制后放于金属容器中加热，待各种金属溶解后搅拌均匀，然后进行冷却凝固便可配制成低熔点合金，该合金熔点为138.5℃，冷凝时膨胀系数为0.05％。
9.如权利要求7所述的细长杆加工方法，其特征在于：步骤(5)中所述保温温度为230℃。
10.如权利要求7所述的细长杆加工方法，其特征在于：步骤(6)中所述测量并控制液态合金温度的方法是：用不锈钢料勺盛装合金溶液，并测量其温度，控制在210℃±10℃待浇，偏高时空冷降温。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20190927 |