CN114367681A - 橡胶垫加工工具及加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及弹性材料加工领域，解决了加工弹性和弯曲性较好的材料的装夹和加工难题，具体为一种橡胶垫加工工具及加工方法。所述橡胶垫加工工具，包括车用夹具和车用刀具，车用夹具包括本体、木塞和压板；所述本体呈中心开有通孔的筒状结构，本体上端口左右两侧设有凸台，凸台之间形成前后方向贯通的定位槽，两侧凸台上开有螺孔；木塞顶部与本体的定位槽底部平齐；压板中心开有安装孔且压板通过压紧螺钉安装在凸台上。本发明通过设计车用夹具，保证工件有装夹和定位基准，并能够压紧、定位工件，解决弹性和可弯曲性较好材料难装夹、不易定位的加工难题。通过设计专用车刀，解决了顺利切削厚度较厚的橡胶垫内外圆或内外锥的难题。

Description

橡胶垫加工工具及加工方法
技术领域
本发明涉及弹性材料加工领域，解决了加工弹性和弯曲性较好的材料的装夹和加工难题，具体为一种橡胶垫加工工具及加工方法。
背景技术
目前，橡胶垫在多型产品中应用比较多，尤其在某产品保护辅具中应用最为广泛，且生产批量特别大，经常是加工一批工件时，厚度尺寸、内外孔（或是加工内外锥）尺寸不同的各种型号，每种型号数量超过200件，且总件数以至于超过上千件。
但因为橡胶垫具有较高的弹性和可弯曲性，如果对其稍加外力，就能使它发生伸长、压缩、弯曲和扭转等变形，因此不易装夹，加工难度较大。而目前该类橡胶垫传统的加工方法有两种：车床上车内外圆（或内外锥）和模具压制成型。
1、在普通车床上的加工方法是：1）在整投的橡胶板上，划出大于零件外形轮廓φd1+20mm的四方块；2）按线把橡胶板裁成大于零件外形轮廓φd1+20mm的四方料；3）用钉子把下好的料钉在木板上；4）在车床上找正工件，车内孔、外圆。
该加工方法存在以下问题：
1）装夹和拆卸都比较麻烦，加工效率低下，不适合批量生产；
2）材料浪费比较大，加工成本比较高。
2、使用模具压制成型的方法是：根据加工工件的形状要求，设计尺寸不同的专用模具，随后使用专用模具将工件压制成型。但每加工一批工件时，根据所加工工件的尺寸和形状，制造的专用模具种类比较多，制造周期较长，制造费用也比较高，严重影响着工件的生产进度和生产成本。
为了适应批量生产，提高产品的加工效率，降低加工成本，急需寻找一种操作方便、经济、安全、高效、可靠的加工方案。
发明内容
本发明为解决目前弹性和可弯曲性材料加工中存在的装夹、加工效率低、加工成本较高的技术问题，提供一种橡胶垫加工工具及加工方法。
本发明所述橡胶垫加工工具是采用以下技术方案实现的：一种橡胶垫加工工具，包括车用夹具，所述车用夹具包括本体、木塞和压板；所述本体呈中心开有通孔的筒状结构，通孔中下部呈限位台阶；本体上端口左右两侧设有凸台，凸台之间形成前后方向贯通且深度为H、宽度为L的定位槽，两侧凸台顶部开有螺孔；所述木塞能够塞入本体通孔内且木塞底部卡在限位台阶上，木塞顶部与本体的定位槽底部平齐；压板中心开有安装孔且压板通过压紧螺钉安装在凸台上。
将工件夹在定位槽内，用压板压住固定，然后用车刀通过压板上的安装孔对工件进行内外锥/圆的加工。木塞有一定的弹性，对车刀的切削起到支撑的作用，有利于对橡胶垫的切削加工作业。
进一步的，橡胶垫外轮廓为圆柱形时，木塞直径较橡胶垫直径大2-3mm；橡胶垫外轮廓为圆台形时，木塞直径较橡胶垫小端直径大2-3mm；本体的定位槽深H比橡胶垫厚度小2-3mm，定位槽宽度L与橡胶垫最大外径相符，压板上的安装孔孔径大于橡胶垫最大外径。
本发明所述夹具适用于圆柱形橡胶垫和圆台形（锥形）橡胶垫的加工。夹具各个参数按照上述记载进行设计，能够确保加工过程顺利进行，保证加工精度。
所述橡胶垫加工工具还包括车刀，车刀的楔角β=8°～10°，前后刀面设计成圆弧面。
车刀的刀头长度为20±4mm；刀头材料为W18Cr4V。
该车刀适用于橡胶垫这种弹性材料的切削加工，能保证刀具扎入橡胶垫内顺利切下工件的内外圆（或内外锥）。
加工橡胶类零件时，利用该车用夹具和专用车刀加工工件，是一种操作方便，经济、安全、高效、可靠的加工方法，特别适合整投材料的批量生产。
本发明所述的橡胶垫加工方法采用如下技术方案实现：该方法包括如下步骤：1）加工橡胶垫时，待加工橡胶垫外轮廓为圆台形时，根据工件按橡胶垫大端外径φd1将工件下成宽L=φd1+5mm的长条；当待加工橡胶垫外轮廓为圆柱形时，根据工件按橡胶垫通径尺寸φd将工件下成宽L=φd+5mm长条；
2）橡胶垫外轮廓为圆柱形时，木塞直径较橡胶垫直径大2-3mm；橡胶垫外轮廓为圆台形时，木塞直径较橡胶垫小端直径大2-3mm；将木塞塞入本体通孔内，然后将长条形工件装在车用夹具本体深为H宽L的定位槽中，然后用压板压紧且力量适中即可；定位槽深H小于工件厚度h 2到3mm；
3）利用车刀通过压板上的安装孔车工件的内外圆或内外锥；
4）每加工完一件橡胶垫，则松开压板和压紧螺钉，将长条形工件沿定位槽移动，加工下一件橡胶垫；
5）加工完成一组尺寸的工件后，无需更换夹具，便可直接使用该车用夹具加工另一型号的工件。
经过实践证明，按此技术方案加工工件，与现有技术方案加工工件相比较，具有以下加工优点：
1）完全能够满足产品工艺的技术要求，保证了产品的加工质量；
2）不仅可完成工件内外圆的加工，同时还可以完成内外锥的加工；
3）降低了工人加工工件时的技术难度，并且使产品的加工效率提高了60%以上；
4）利用此方案加工工件，制造一种专用夹具，可以完成多组尺寸工件的加工；
5）此加工方案也为其它弹性和弯曲性较好的材料的车削加工，提供了一种较好地可借鉴的加工方案。
附图说明
图1 橡胶垫产品外形图。
图2车用夹具剖视图。
图3为图2去掉压板后的侧视图。
图4为图3的A-A剖视图。
图5车刀结构示意图。
图6为图5中B-B剖视图。
图7为图5的俯视图。
1-本体，2-木塞，3-压板，4-压紧螺钉，5-工件。
具体实施方式
现以加工某产品厚橡胶垫为例进行说明，外形轮廓见附图1（圆台形或锥形），设计的车用夹具见附图2、3、4。本发明是从这方面考虑的：设计一种专用工装，保证其有装夹和定位基准，使其能够压紧、定位工件，以便解决弹性和可弯曲性较好材料难装夹、不易定位的加工难题，于是便设计出了附图2、3、4所示的车用夹具；另外需设计一种专用车刀，便于顺利切削厚度较厚的橡胶垫内外圆，于是便设计出了附图5、6、7的专用车刀。
橡胶垫具体加工方案如下：
一、车用夹具的组成
如图附图2、3、4所示：车用夹具由本体、木塞、压板、及压紧螺钉组成。
二、车用夹具设计时需注意以下两点：
1）为了加工时使工件顺利切出，夹具本体中压入木塞，其直径φD根据工件小端直径φd2而定，一般大于2mm即可。经过实践证明，如果没有木塞，本体中心加工出孔，则加工时切削力失去支撑点，工件很难切下；或木塞处如果采用实心结构，加工过程中极易出现打刀现象，使加工无法顺利进行。如图2所示。
2）夹具本体槽深H小于工件厚度h大约2到3mm，宽度与橡胶垫宽度相符即可。如图3、4所示。图4中可见凸台。
三、工件的装夹与定位
1）加工时，先根据工件按φd1尺寸将橡胶板下成宽：L=φd1+5长条，下料长度根据加工工件数及工件尺寸而定。
2）将橡胶垫装在夹具本体深为H宽的槽中，然后用压板压紧且力量适中，即可加工工件。
3）每加工完一件，则松开压板和压紧螺钉，将橡胶板沿定位槽前后向移动，加工下一件工件即可。工件小端口朝向木塞。
4）加工完成一组尺寸的工件后，无需更换夹具，便可直接使用该车用夹具加工另一型号的工件。
另外需要注意的是：加工过程中要掌握橡胶零件的弹性变形规律，控制好压紧力，这样才能保证工件的加工精度。
四、专用车刀的设计
由于橡胶材料强度低，弹性大、易变性，因此该车刀角度与普通刀具有很大区别，经过多次实践和摸索，设计了专用车刀，刀头结构一般如附图5、6、7所示，且刀头刃部由手工刃磨而成。
车刀的刀头材料采用W18Cr4V，刀具的楔角较小，β约为8°～10°，刀尖刃部应平整锋利，且具有刀片般的刃口，这样的设计才能保证刀具扎入橡胶垫内顺利切下工件的内外圆（或内外锥）；为了增强刀头的刚性，前后刀面没有设计成斜面而是圆弧面；刀头的长度决定所加工工件的厚度尺寸，因此为了能够加工较厚的工件，刀头长度采用了较为合理的尺寸：大约20mm左右；刀具刃磨时要充分冷却，防止刃磨过程中，由于磨削温度较高，发生刀刃崩裂或烧伤现象；刀刃部位成型后还需对刃部和前后刀面进行精修，保证其刃部足够的锋利，刀头更好的刚性。加工过程中，切削速度较高，一般为：v=40～60m/min；进给量为：f=0.1～0.5mm/r。
本发明有以下技术特点：1、通过设计车用夹具，保证工件有装夹和定位基准，并能够压紧、定位工件，解决弹性和可弯曲性较好材料难装夹、不易定位的加工难题。
2、通过设计专用车刀，解决了顺利切削厚度较厚的橡胶垫内外圆（或内外锥）的难题。

Claims (6)

1.一种橡胶垫加工工具，其特征在于，包括车用夹具，所述车用夹具包括本体（1）、木塞（2）和压板（3）；所述本体（1）呈中心开有通孔的筒状结构，通孔中下部呈限位台阶；本体（1）上端口左右两侧设有凸台，凸台之间形成前后方向贯通且深度为H、宽度为L的定位槽，两侧凸台顶部开有螺孔；所述木塞（2）能够塞入本体（1）通孔内且木塞（2）底部卡在限位台阶上，木塞（2）顶部与本体（1）的定位槽底部平齐；压板（3）中心开有安装孔且压板（3）通过压紧螺钉（4）安装在凸台上。
2.如权利要求1所述的橡胶垫加工工具，其特征在于，待加工橡胶垫外轮廓为圆柱形时，木塞（2）直径较橡胶垫直径大2-3mm；待加工橡胶垫外轮廓为圆台形时，木塞（2）直径较橡胶垫小端直径大2-3mm；本体（1）的定位槽深H比橡胶垫厚度小2-3mm，定位槽宽度L与橡胶垫最大外径相符，压板（3）上的安装孔孔径大于橡胶垫最大外径。
3.如权利要求2所述的橡胶垫加工工具，其特征在于，还包括车刀，车刀的楔角β=8°～10°，前后刀面设计成圆弧面。
4.如权利要求3所述的橡胶垫加工工具，其特征在于，车刀的刀头长度为20±4mm；刀头材料为W18Cr4V。
5.一种橡胶垫加工方法，其特征在于，包括如下步骤：1）加工橡胶垫时，待加工橡胶垫外轮廓为圆台形时，根据工件按橡胶垫大端外径φd1将工件下成宽L=φd1+5mm的长条；当待加工橡胶垫外轮廓为圆柱形时，根据工件按橡胶垫通径尺寸φd将工件下成宽L=φd+5mm长条；
2）橡胶垫外轮廓为圆柱形时，木塞（2）直径较橡胶垫直径大2-3mm；橡胶垫外轮廓为圆台形时，木塞（2）直径较橡胶垫小端直径大2-3mm；将木塞塞入本体通孔内，然后将长条形工件装在车用夹具本体深为H宽L的定位槽中，然后用压板（3）压紧且力量适中即可；定位槽深H小于工件厚度（2）到3mm；
3）利用车刀通过压板（3）上的安装孔车工件的内外圆或内外锥；
4）每加工完一件橡胶垫，则松开压板（3）和压紧螺钉（4），将长条形工件沿定位槽移动，加工下一件橡胶垫；
5）加工完成一组尺寸的工件后，无需更换夹具，便可直接使用该车用夹具加工另一型号的工件。
6.如权利要求5所述的橡胶垫加工方法，其特征在于，加工过程中，切削速度为：v=40～60m/min；进给量为：f=0.1～0.5mm/r。
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