CN112453402B - 一种偏心斜轴套的加工方法及其专用模具、夹具 - Google Patents

一种偏心斜轴套的加工方法及其专用模具、夹具 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种偏心斜轴套的加工方法及其专用模具、夹具，加工方法包括压制毛胚：利用模具及冲压设备，将原材料压制成带偏心孔的斜柱体结构的毛胚，所述毛胚的两个端面相互平行，所述毛胚的偏心孔的轴线与毛胚的轴线平行，所述毛胚的轴线与端面夹角呈β°，β°＝90°‑α°；车削毛胚：利用夹具和车床对毛胚侧部进行车削加工，将斜柱体结构的毛胚车削成直柱体结构的偏心斜轴套。模具包括上模具、中模具、下模具和芯棒。夹具包括头部夹具、销钉和尾部顶针。本发明能够降低偏心斜轴套生产难度且提高生产效率。

Description

一种偏心斜轴套的加工方法及其专用模具、夹具
技术领域
本发明属于粉末冶金加工技术领域，尤其涉及一种偏心斜轴套的加工方法及其专用模具、夹具。
背景技术
偏心斜轴套为偏心电机上的一个用量很大的偏心轴套，由于中间的孔为偏心，并且与轴套的轴心成一定角度偏心，常规的加工方法为先加工圆柱体，然后在圆柱体的基础上线切割中间的偏心斜孔。
原有的加工生产工艺为：车削圆柱体—切割高度—线切割偏心斜孔。
该加工工艺问题：1、成本高。2、产量低效率低。3、材料利用率低。
一台车床加一台线切割机每天只能生产50-100个偏心斜轴套。
上述的加工方法成本高，效率低，不适合批量生产。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种能够降低生产难度且提高生产效率的偏心斜轴套的加工方法及其专用模具、夹具。
为解决上述技术问题，本发明第一方面公开了一种偏心斜轴套的加工方法，所述偏心斜轴套的孔为偏心孔，且孔的轴线且与轴套的轴线成α°的夹角；包括以下步骤：
压制毛胚：利用模具及冲压设备，将原材料压制成带偏心孔的斜柱体结构的毛胚，所述毛胚的两个端面相互平行，所述毛胚的偏心孔的轴线与毛胚的轴线平行，所述毛胚的轴线与端面夹角呈β°，β°＝90°-α°；
车削毛胚：利用夹具和车床对毛胚侧部进行车削加工，将斜柱体结构的毛胚车削成直柱体结构的偏心斜轴套。
进一步地，还包括烧结毛胚：将压制好的毛胚置入高温中烧结。
进一步地，所述车削毛胚包括以下步骤：
S30：对毛胚的两个端面的中心点进行标记，获得第一个端面中心点和第二个端面中心点；
S31：通过车床上的夹具对毛胚的两个端面进行夹持；
S32：以垂直于毛胚的第一个端面且贯穿第一个端面中心点的轴线为回转轴线，对毛胚的侧部进行车削；
S33：当刀具的切割点与回转轴线间的距离为R，且刀具在该位置对毛胚的侧部车削完成时，停止车削，所述R为毛胚端面的半径；
S34：调整毛胚的位置，以垂直毛胚的第二个端面中心点的轴线为回转轴线，对毛胚的侧部进行车削；
S35：当刀具的切割点与回转轴线间的距离为R，且刀具在该位置对毛胚的侧部车削完成时，停止车削；
S36：调整毛胚的位置，以垂直于毛胚的第二个端面且贯穿此时的第二个端面的中心点的轴线为回转轴线，对毛胚的侧部进行车削；
S37：当刀具的切割点与回转轴线间的距离为R'，且刀具在该位置对毛胚的侧部车削完成时，停止车削；所述R'为所需偏心斜轴套端面的半径。
进一步地，所述车削毛胚包括以下步骤：
S31：通过车床上的夹具对毛胚的两个端面进行夹持；
S32：以垂直于毛胚的第一个端面且贯穿第一个端面中心点的轴线为回转轴线，对毛胚的侧部进行车削；
S33：当刀具的切割点与回转轴线间的距离为R，且刀具在该位置对毛胚的侧部车削完成时，停止车削，所述R为毛胚第一个端面的半径；
S34：调整毛胚的位置，以垂直于毛胚第二个端面且贯穿此时的第二个端面的中心点的轴线为回转轴线，对毛胚的侧部进行车削；
S35：当刀具的切割点与回转轴线间的距离为R'，且刀具在该位置对毛胚的侧部车削完成时，停止车削；所述R'为所需偏心斜轴套端面的半径。
进一步地，所述车削毛胚包括以下步骤：
S30：在毛胚的至少一个端面的标记出所需偏心斜轴套端面的中心点；
S31：通过车床上的夹具对毛胚的两个端面进行夹持；
S32：以垂直于毛胚的第一个端面且贯穿所需偏心斜轴套端面的中心点的轴线为回转轴线，对毛胚的侧部进行车削；
S33：当刀具的切割点与回转轴线间的距离为R'，且刀具在该位置对毛胚的侧部车削完成时，停止车削；所述R'为所需偏心斜轴套端面的半径。
本发明第二方面公开了一种实现如上述加工方法的专用模具，包括上模具、中模具和下模具，所述中模具具有成型通道，所述成型通道为直线通道，所述上模具的下端插设在成型通道内，所述下模具的上端插设在成型通道内，所述上模具的下端面与下模具的上端面平行且均与水平面呈α°的夹角，所述上模具的下端与下模具的上端均与成型通道的大小和形状相适配，所述上模具上开设有供芯棒穿设的第一穿设通道，所述芯棒的轴线与成型通道的轴线平行且有间距，所述芯棒安装于下模具上，所述芯棒的上端穿入第一穿设通道内且与第一穿设通道横截面的大小和形状相适配，所述上模具的下端面、下模具的上端面、芯棒的侧面和成型通道内壁围成毛胚的成型腔。
进一步地，所述下模具上开设有供芯棒穿设的第二穿设通道，所述第二穿设通道横截面的大小和形状与芯棒相适配，所述芯棒的上端自第二穿设通道上端穿出伸入至第一穿设通道内。
进一步地，所述芯棒的下端布设有限位块。
本发明第三方面公开了一种实现如上述加工方法的专用夹具，包括头部夹具、尾部顶针和销钉，所述销钉为斜柱体结构，所述销钉的轴线与端面呈夹角呈β°，β°＝90°-α°；所述头部夹具上有供销钉穿过的通孔，所述通孔的大小和形状与销钉相适配，所述尾部顶针上开设有盲孔，所述盲孔的大小和形状与销钉相适配。
本发明与现有技术相比具有以下优点：本发明通过先压制毛胚，然后切割毛胚外侧部形成偏心斜轴套，避免了镗孔加工，降低了加工难度，减少了切除的材料量，即降低了加工材料浪费。相比现有的加工方法，本发明所述加工方法成本更低，效率更快。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为偏心斜轴套的结构示意图。
图2为图1的俯视图。
图3为压制毛胚过程中加粉过程时模具的结构示意图。
图4为压制毛胚过程中压制过程时模具的结构示意图。
图5为压制毛胚过程中脱模过程时模具的结构示意图。
图6为毛胚的结构示意图。
图7为车削部分的结构示意图。
图8为实施例1中待车削的毛胚的结构示意图。
图9为实施例1中第一次车削完成后毛胚的结构示意图。
图10为实施例1中第二次车削完成后毛胚的结构示意图。
图11为实施例1中待第三次车削的毛胚的结构示意图。
图12为实施例1中第三次车削的完成后偏心斜轴套的结构示意图。
图13为实施例2车削过程的示意图。
图14为实施例3车削过程的示意图。
图15为实施例5中头部夹具的结构示意图。
图16为图15的俯视图。
图17为实施例5中尾部顶针的结构示意图。
图18为图17的仰视图。
图19为实施例5中销钉的结构示意图。
图20为实施例5中夹具的使用状态图。
图21为实施例3中模具的使用状态图。
附图标记说明:
1—上模具； 2—混料； 3—中模具；
4—芯棒； 5—下模具； 6—毛胚；
7—偏心斜轴套； 8—车削部分； 9—尾部顶针；
10—头部夹具； 11—销钉。
具体实施方式
实施例1
一种偏心斜轴套的加工方法，所述偏心斜轴套7的孔为偏心孔，且孔的轴线且与轴套的轴线成α°的夹角，偏心斜轴套7如图1、图2所示；所述加工方法包括以下步骤：
S1、压制毛胚6：利用模具及冲压设备，将原材料压制成带偏心孔的斜柱体结构的毛胚6，所述毛胚6的两个端面相互平行，所述毛胚6的偏心孔的轴线与毛胚6的轴线平行，所述毛胚6的轴线与端面夹角呈β°，β°＝90°-α°；如图7所示；
本实施例中，所述原材料为合金粉末添加润滑剂后的混料2，压制毛胚6的过程如图3至图5所示，包括加粉、压制和脱模过程；压制完成的毛胚6如图6所示；
S2、烧结毛胚6：将压制好的毛胚6置入高温中烧结；
本实施例中，所述合金粉末为碳铁铜合金，压制出的毛胚6在高温1070℃的高温中烧结45分钟，烧结完成后毛胚6的性能可达到MPIF35FC-0205-70的标准；烧结完成后毛胚6的性能如下表：
Figure BDA0002744511010000051
Figure BDA0002744511010000061
S3、车削毛胚6：利用夹具和车床对毛胚6侧部进行车削加工，将斜柱体结构的毛胚6车削成直柱体结构的偏心斜轴套7，车削部分8如图7所示。
本实施例中，所述车削毛胚包括以下步骤：
S30：对毛胚6的两个端面的中心点进行标记，获得第一个端面中心点和第二个端面中心点；如图8所示；
S31：通过车床上的夹具对毛胚6的两个端面进行夹持；
S32：以垂直于毛胚6的第一个端面且贯穿第一个端面中心点的轴线为回转轴线，对毛胚6的侧部进行车削；
S33：当刀具的切割点与回转轴线间的距离为R，且刀具在该位置对毛胚6的侧部车削完成时，停止车削，所述R为毛胚6端面的半径；如图9所示；
S34：调整毛胚6的位置，以垂直毛胚6的第二个端面中心点的轴线为回转轴线，对毛胚6的侧部进行车削；
S35：当刀具的切割点与回转轴线间的距离为R，且刀具在该位置对毛胚6的侧部车削完成时，停止车削；如图10所示；
S36：调整毛胚6的位置，如图11所示，以垂直于毛胚6的第二个端面且贯穿此时的第二个端面的中心点的轴线为回转轴线，对毛胚6的侧部进行车削；
S37：当刀具的切割点与回转轴线间的距离为R'，且刀具在该位置对毛胚6的侧部车削完成时，停止车削；如图12所示，所述R'为所需偏心斜轴套7端面的半径。
实施例2
一种偏心斜轴套的加工方法，所述偏心斜轴套7的孔为偏心孔，且孔的轴线且与轴套的轴线成α°的夹角，偏心斜轴套7如图1、图2所示；所述加工方法包括以下步骤：
S1、压制毛胚6：利用模具及冲压设备，将原材料压制成带偏心孔的斜柱体结构的毛胚6，所述毛胚6的两个端面相互平行，所述毛胚6的偏心孔的轴线与毛胚6的轴线平行，所述毛胚6的轴线与端面夹角呈β°，β°＝90°-α°；
本实施例中，所述原材料为合金粉末添加润滑剂后的混料2，压制毛胚6的过程如图3至图5所示，包括加粉、压制和脱模过程；压制完成的毛胚6如图6所示；
S2、烧结毛胚6：将压制好的毛胚6置入高温中烧结；
本实施例中，所述合金粉末为碳铁铜合金，压制出的毛胚6在高温1070℃的高温中烧结45分钟，烧结完成后毛胚6的性能可达到MPIF35FC-0205-70的标准；烧结完成后毛胚6的性能如下表：
Figure BDA0002744511010000071
S3、车削毛胚6：利用夹具和车床对毛胚6侧部进行车削加工，将斜柱体结构的毛胚6车削成直柱体结构的偏心斜轴套7，车削部分8如图7所示。
本实施例中，所述车削毛胚6过程如图13所示，包括以下步骤：
S31：通过车床上的夹具对毛胚6的两个端面进行夹持；
S32：以垂直于毛胚6的第一个端面且贯穿第一个端面中心点的轴线为回转轴线，对毛胚6的侧部进行车削；
S33：当刀具的切割点与回转轴线间的距离为R，且刀具在该位置对毛胚6的侧部车削完成时，停止车削，所述R为毛胚6第一个端面的半径；
S34：调整毛胚6的位置，以垂直于毛胚6第二个端面且贯穿此时的第二个端面的中心点的轴线为回转轴线，对毛胚6的侧部进行车削；
S35：当刀具的切割点与回转轴线间的距离为R'，且刀具在该位置对毛胚6的侧部车削完成时，停止车削；所述R'为所需偏心斜轴套7端面的半径。
本实施例中，车削毛胚6的方法相比实施例1中的车削毛胚6的方法，工序更少，但在执行步骤34和步骤35时，毛胚6的一端质量大，一端质量小，相比实施例1中的车削毛胚6的方法，本实施例中的车削毛胚6的方法加工出的偏心斜轴套7精度会有所下降。
实施例3
一种偏心斜轴套的加工方法，所述偏心斜轴套7的孔为偏心孔，且孔的轴线且与轴套的轴线成α°的夹角，偏心斜轴套7如图1、图2所示；所述加工方法包括以下步骤：
S1、压制毛胚6：利用模具及冲压设备，将原材料压制成带偏心孔的斜柱体结构的毛胚6，所述毛胚6的两个端面相互平行，所述毛胚6的偏心孔的轴线与毛胚6的轴线平行，所述毛胚6的轴线与端面夹角呈β°，β°＝90°-α°；
本实施例中，所述原材料为合金粉末添加润滑剂后的混料2，压制毛胚6的过程如图3至图5所示，包括加粉、压制和脱模过程；压制完成的毛胚6如图6所示；
S2、烧结毛胚6：将压制好的毛胚6置入高温中烧结；
本实施例中，所述合金粉末为碳铁铜合金，压制出的毛胚6在高温1070℃的高温中烧结45分钟，烧结完成后毛胚6的性能可达到MPIF35FC-0205-70的标准；烧结完成后毛胚6的性能如下表：
Figure BDA0002744511010000091
S3、车削毛胚6：利用夹具和车床对毛胚6侧部进行车削加工，将斜柱体结构的毛胚6车削成直柱体结构的偏心斜轴套7，车削部分8如图7所示。
本实施例中，所述车削毛胚6过程如图14所示，包括以下步骤：
S30：在毛胚6的至少一个端面的标记出所需偏心斜轴套7端面的中心点；
S31：通过车床上的夹具对毛胚6的两个端面进行夹持；
S32：以垂直于毛胚6的第一个端面且贯穿所需偏心斜轴套7端面的中心点的轴线为回转轴线，对毛胚6的侧部进行车削；
S33：当刀具的切割点与回转轴线间的距离为R'，且刀具在该位置对毛胚6的侧部车削完成时，停止车削；所述R'为所需偏心斜轴套7端面的半径。
本实施例中，车削毛胚6的方法相比实施例1和实施例2中的车削毛胚6的方法，工序更少，但在毛胚6上定位所需偏心斜轴套7端面的中心点时，需要通过数学计算该点与毛胚6端面中心点的距离，以及偏心斜轴套7端面的中心点与偏心孔的距离，以此定位出偏心斜轴套7端面的中心点。
实施例4
一种实现如上述加工方法的专用模具，如图3至图5所示，包括上模具1、中模具3和下模具5，所述中模具3具有成型通道，所述成型通道为直线通道，所述上模具1的下端插设在成型通道内，所述下模具5的上端插设在成型通道内，所述上模具1的下端面与下模具5的上端面平行且均与水平面呈α°的夹角，所述上模具1的下端与下模具5的上端均与成型通道的大小和形状相适配，所述上模具1上开设有供芯棒4穿设的第一穿设通道，所述芯棒4的轴线与成型通道的轴线平行且有间距，所述芯棒4安装于下模具5上，所述芯棒4的上端穿入第一穿设通道内且与第一穿设通道横截面的大小和形状相适配，所述上模具1的下端面、下模具5的上端面、芯棒4的侧面和成型通道内壁围成毛胚6的成型腔。
本实施例中，所述下模具5上开设有供芯棒4穿设的第二穿设通道，所述第二穿设通道横截面的大小和形状与芯棒4相适配，所述芯棒4的上端自第二穿设通道上端穿出伸入至第一穿设通道内。
本实施例中，所述芯棒4的下端布设有限位块。
实际使用时，如图21所示，中模具3和下模具5固定于压制机工作台，所述上模具1固定于压制机的冲压头部，上模具1在压制机的液压单元的作用下向下对成型腔内的合金粉末进行压制，合金粉末在所述上模具1的下端面、下模具5的上端面、芯棒4的侧面和成型通道内壁的作用下形成毛胚6。
实施例5
如图15至图20所示，一种实现如上述加工方法的专用夹具，包括头部夹具10、尾部顶针9和销钉11，所述销钉11为斜柱体结构，所述销钉11的轴线与端面呈夹角呈β°，β°＝90°-α°；所述头部夹具10上有供销钉11穿过的通孔，所述通孔的大小和形状与销钉11相适配，所述尾部顶针9上开设有盲孔，所述盲孔的大小和形状与销钉11相适配。
实际使用时，如图20所示，将销钉11的尾部依次穿过头部夹具10的通孔和毛胚6的偏心孔，销钉11的尾部伸入尾部顶针9内的盲孔内，然后将头部夹具10伸入车床的三爪卡盘内夹紧，头部夹具10的端部顶在三爪卡盘中心的转轴端部，尾部顶针9受车床尾座顶紧，毛胚6夹紧在头部夹具10和尾部顶针9之间。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (8)

1.一种偏心斜轴套的加工方法，所述偏心斜轴套的孔为偏心孔，且孔的轴线且与轴套的轴线成α°的夹角；其特征在于：包括以下步骤：
压制毛胚：利用模具及冲压设备，将原材料压制成带偏心孔的斜柱体结构的毛胚，所述毛胚的两个端面相互平行，所述毛胚的偏心孔的轴线与毛胚的轴线平行，所述毛胚的轴线与端面夹角呈β°，β°＝90°-α°；
车削毛胚：利用夹具和车床对毛胚侧部进行车削加工，将斜柱体结构的毛胚车削成直柱体结构的偏心斜轴套；
所述车削毛胚包括以下步骤：
S30：对毛胚的两个端面的中心点进行标记，获得第一个端面中心点和第二个端面中心点；
S31：通过车床上的夹具对毛胚的两个端面进行夹持；
S32：以垂直于毛胚的第一个端面且贯穿第一个端面中心点的轴线为回转轴线，对毛胚的侧部进行车削；
S33：当刀具的切割点与回转轴线间的距离为R，且刀具在该位置对毛胚的侧部车削完成时，停止车削，所述R为毛胚端面的半径；
S34：调整毛胚的位置，以垂直毛胚的第二个端面中心点的轴线为回转轴线，对毛胚的侧部进行车削；
S35：当刀具的切割点与回转轴线间的距离为R，且刀具在该位置对毛胚的侧部车削完成时，停止车削；
S36：调整毛胚的位置，以垂直于毛胚的第二个端面且贯穿此时的第二个端面的中心点的轴线为回转轴线，对毛胚的侧部进行车削；
S37：当刀具的切割点与回转轴线间的距离为R'，且刀具在该位置对毛胚的侧部车削完成时，停止车削；所述R'为所需偏心斜轴套端面的半径。
2.按照权利要求1所述的一种偏心斜轴套的加工方法，其特征在于：还包括烧结毛胚：将压制好的毛胚置入高温中烧结。
3.按照权利要求1或2所述的一种偏心斜轴套的加工方法，其特征在于：所述车削毛胚还可以用以下步骤代替：
S31：通过车床上的夹具对毛胚的两个端面进行夹持；
S32：以垂直于毛胚的第一个端面且贯穿第一个端面中心点的轴线为回转轴线，对毛胚的侧部进行车削；
S33：当刀具的切割点与回转轴线间的距离为R，且刀具在该位置对毛胚的侧部车削完成时，停止车削，所述R为毛胚第一个端面的半径；
S34：调整毛胚的位置，以垂直于毛胚第二个端面且贯穿此时的第二个端面的中心点的轴线为回转轴线，对毛胚的侧部进行车削；
S35：当刀具的切割点与回转轴线间的距离为R'，且刀具在该位置对毛胚的侧部车削完成时，停止车削；所述R'为所需偏心斜轴套端面的半径。
4.按照权利要求1或2所述的一种偏心斜轴套的加工方法，其特征在于：所述车削毛胚还可以用以下步骤代替：
S30：在毛胚的至少一个端面的标记出所需偏心斜轴套端面的中心点；
S31：通过车床上的夹具对毛胚的两个端面进行夹持；
S32：以垂直于毛胚的第一个端面且贯穿所需偏心斜轴套端面的中心点的轴线为回转轴线，对毛胚的侧部进行车削；
S33：当刀具的切割点与回转轴线间的距离为R'，且刀具在该位置对毛胚的侧部车削完成时，停止车削；所述R'为所需偏心斜轴套端面的半径。
5.一种实现如权利要求1至权利要求4中任一权利要求所述加工方法的专用模具，其特征在于：包括上模具、中模具和下模具，所述中模具具有成型通道，所述成型通道为直线通道，所述上模具的下端插设在成型通道内，所述下模具的上端插设在成型通道内，所述上模具的下端面与下模具的上端面平行且均与水平面呈α°的夹角，所述上模具的下端与下模具的上端均与成型通道的大小和形状相适配，所述上模具上开设有供芯棒穿设的第一穿设通道，所述芯棒的轴线与成型通道的轴线平行且有间距，所述芯棒安装于下模具上，所述芯棒的上端穿入第一穿设通道内且与第一穿设通道横截面的大小和形状相适配，所述上模具的下端面、下模具的上端面、芯棒的侧面和成型通道内壁围成毛胚的成型腔。
6.按照权利要求5所述的专用模具，其特征在于：所述下模具上开设有供芯棒穿设的第二穿设通道，所述第二穿设通道横截面的大小和形状与芯棒相适配，所述芯棒的上端自第二穿设通道上端穿出伸入至第一穿设通道内。
7.按照权利要求6所述的专用模具，其特征在于：所述芯棒的下端布设有限位块。
8.一种实现如权利要求1至权利要求4中任一权利要求所述加工方法的专用夹具，其特征在于：包括头部夹具、尾部顶针和销钉，所述销钉为斜柱体结构，所述销钉的轴线与端面呈夹角呈β°，β°＝90°-α°；所述头部夹具上有供销钉穿过的通孔，所述通孔的大小和形状与销钉相适配，所述尾部顶针上开设有盲孔，所述盲孔的大小和形状与销钉相适配。
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