提升細(xì)長(zhǎng)軸類零件螺紋加工效率的工藝
2019-10-22 來(lái)源：北華航天工業(yè)學(xué)院 作者：楊俊學(xué) 蘇艷杰 程磊 劉一飛 豐志良
摘要: 在普通車床上對(duì)細(xì)長(zhǎng)軸類零件進(jìn)行螺紋加工時(shí)，采用螺紋刀一夾一頂?shù)募庸し椒庸ば实停入y以保證。本文設(shè)計(jì)了一種針對(duì)細(xì)長(zhǎng)軸類零件的螺紋加工工裝，應(yīng)用加工工裝不僅保證了螺紋的加工精度和表面粗糙度，還極大提高了加工效率。
1、引言
普通車床在加工細(xì)長(zhǎng)軸時(shí)很難達(dá)到較高的精度要求，無(wú)論是鉗工還是車工在面對(duì)精度要求較高的細(xì)長(zhǎng)軸螺紋加工時(shí)都存在一定的困難。通常情況下，在普通車床上加工細(xì)長(zhǎng)軸類零件螺紋有兩種方法: 采用一夾一頂?shù)姆椒ㄓ寐菁y刀進(jìn)行車削加工，這種加工方法對(duì)刀具與裝夾方式有嚴(yán)格要求; 采用人工板牙套扣的方法，這種加工方法不易掌握平衡，容易出現(xiàn)螺紋攻歪的情況，而且加工效率低，精度難以保證。
2、細(xì)長(zhǎng)軸類零件的螺紋加工工裝設(shè)計(jì)
針對(duì)以上加工技術(shù)難點(diǎn)設(shè)計(jì)了一種專門用于細(xì)長(zhǎng)軸類零件的螺紋加工工裝。該工裝主要由尾端錐柄、配合套、定位銷和緊固螺釘組成(見(jiàn)圖1)。在使用螺紋加工工裝時(shí)，需要在配合套的前端臺(tái)階孔處安裝如圖2所示的各種規(guī)格板牙，需要做多個(gè)配合套以便不同規(guī)格的板牙配合使用。
圖1 細(xì)長(zhǎng)軸類工件的螺紋加工工裝
圖2 各種規(guī)格板牙
(1) 螺紋加工工裝尾端錐柄設(shè)計(jì)
錐柄主要根據(jù)尾座錐孔的配合而設(shè)計(jì)，由于工裝主要安裝在車床尾座上用于攻螺紋使用，所以在尾端處為長(zhǎng)約100mm 的錐體，該錐度與車床尾座的內(nèi)孔錐度匹配，能夠保證較高的配合精度(見(jiàn)圖3)。
錐柄前端是外徑34mm、內(nèi)徑23mm、長(zhǎng)75mm的圓筒，其中內(nèi)徑尺寸的公差上限尺寸為23.0mm，下限尺寸22.97mm，此公差是為了與配合套緊密配合，從而保證螺紋加工后的直線度要求。在前端圓筒處有一個(gè)直徑6mm的孔，孔公差與23mm的內(nèi)孔公差一致，該孔主要是為了插入與之配合的配合套的定位銷，防止兩者之間發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，并提供螺紋加工時(shí)的徑向力。
圖3 尾端錐柄
圖4 配合套
(2)螺紋加工工裝配合套設(shè)計(jì)
配合套的外形如圖4所示，其中間槽的寬度為6mm，主要用于和定位銷的緊密配合。公差上限尺寸6.0mm，下限尺寸 5.97mm，長(zhǎng)度約69mm，主要作用是與定位銷產(chǎn)生相對(duì)移動(dòng)，在進(jìn)行螺紋加工時(shí)實(shí)現(xiàn)板牙的前進(jìn)與后退。
尾端直徑為23mm的圓柱，外表面尺寸為22.97mm－23.0mm，與錐柄孔尺寸形成間隙配合。此設(shè)計(jì)是為了讓車床在進(jìn)行螺紋加工的移動(dòng)不會(huì)發(fā)生偏差，保證螺紋的加工精度要求。
前端臺(tái)階孔用來(lái)安裝板牙。端面上設(shè)有M5的螺紋孔，用來(lái)對(duì)安裝的板牙進(jìn)行緊固，防止板牙松動(dòng)影響螺紋加工。
對(duì)于M10以下的細(xì)長(zhǎng)螺紋，由于板牙的外徑尺寸不一致，在進(jìn)行設(shè)計(jì)制作配合套時(shí)，可以在其頭部設(shè)計(jì)多種適合不同規(guī)格的板牙孔徑，從而實(shí)現(xiàn)多種規(guī)格螺紋加工(見(jiàn)圖5)。
圖5 多種規(guī)格配合套
圖6 裝配使用圖
(3)螺紋加工工裝附件
工裝設(shè)計(jì)有兩個(gè)工裝附件，分別為定位銷和緊固螺釘。定位銷安裝在錐柄小孔和配合套的槽內(nèi)，為間隙配合，以實(shí)現(xiàn)配合套與錐柄的相對(duì)移動(dòng)，并且提供螺紋加工時(shí)的徑向力。緊固螺釘尺寸規(guī)格為M5，安裝在配合套的螺紋孔內(nèi)，在配合套前端安裝上板牙后，擰緊緊固螺釘固定板牙，使其相對(duì)于板牙不發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。壓緊力應(yīng)高于攻螺紋的轉(zhuǎn)動(dòng)力。
3、螺紋加工工裝的應(yīng)用實(shí)例
工裝的裝配體如圖6所示。使用時(shí)尾端錐柄放入尾座錐孔內(nèi)，安裝相對(duì)應(yīng)的板牙后，由主軸夾持細(xì)長(zhǎng)軸工件，調(diào)整好位置后使主軸正轉(zhuǎn)，板牙靠近工件刃扣后加適量切削液，配合套自動(dòng)沿直線向前運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)細(xì)長(zhǎng)軸類工件的螺紋加工。
對(duì)材質(zhì)為45號(hào)鋼、長(zhǎng)度100mm的細(xì)長(zhǎng)軸進(jìn)行實(shí)際加工(見(jiàn)圖7)，加工后的零件如圖8所示。
圖7 加工實(shí)例
圖8 加工后的零件
4、結(jié)語(yǔ)
細(xì)長(zhǎng)軸類工件的螺紋加工需要考慮多方面的因素，如提高工作效率、保證加工精度要求等。在實(shí)際螺紋加工中，采用普通的外螺紋加工方法無(wú)法保證精度，且效率較低。采用此工裝進(jìn)行攻螺紋大大提高了加工效率，同時(shí)也能保證螺紋精度的要求。經(jīng)過(guò)實(shí)際批量生產(chǎn)，驗(yàn)證了這種工藝的正確性和可行性，為同類型的零件螺紋加工提供了較好的借鑒。
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