罐體脹形模的芯軸推桿加工技術(shù)

徐成武，馬寶順

（盤起工業(yè)（大連）有限公司，遼寧大連 116600）

1 引言

罐體脹形模具是生產(chǎn)制罐的模具，脹形模顧名思義是通過模具的型芯徑向膨脹運(yùn)動(dòng)使制件成形。型芯是通過芯軸推桿的軸向運(yùn)動(dòng)使型芯產(chǎn)生徑向運(yùn)動(dòng)的。罐體脹形模主要是用于生產(chǎn)奶粉、蛋白粉等罐制品（見圖1）的鐵質(zhì)品罐體生產(chǎn)。芯軸推桿的形狀結(jié)構(gòu)和加工精度關(guān)系到制件質(zhì)量，其會(huì)直接影響型芯脹出來的制件內(nèi)腔形狀及精度，同時(shí)也會(huì)影響芯軸的使用壽命，因此芯軸推桿的加工方法、加工精度及工裝治具的制造使用對(duì)制件的質(zhì)量起著至關(guān)重要的作用。

圖1 罐體脹形模制品

2 工藝分析

2.1 芯軸推桿零件分析

如圖2所示，芯軸推桿的材料是Cr12MoV硬度58～62HRC。錐體是18°～9.97°，對(duì)稱度要求0.01mm以內(nèi)，大端尺寸值是100.60-0.01mm，大端直段長度是1.5±0.02mm，粗糙度值要求Ra0.8μm。型芯是通過芯軸推桿的軸向運(yùn)動(dòng)使型芯產(chǎn)生徑向運(yùn)動(dòng)。型芯的內(nèi)錐面與芯軸推桿的外錐面滑動(dòng)產(chǎn)生推力將型芯沿徑向移動(dòng)，推桿沿軸向移動(dòng)，推桿錐面的紋路和粗糙度影響型芯的運(yùn)動(dòng)靈敏度和磨損壽命。推桿的錐面對(duì)稱度好壞直接影響罐體脹形模制件的圓度和制件的封閉效果，是否能達(dá)到技術(shù)要求。

2.2 芯軸推桿加工的難點(diǎn)分析

芯軸推桿的錐度面角度要求18～9.97°±1.8'等分，對(duì)稱度要求0.01mm，在機(jī)械加工中，一般都是加工中心機(jī)床加工或磨床加工。加工中心加工由于推桿是錐面刀具加工產(chǎn)生的刀紋不與軸線同向，使用中流暢性不好，再者錐面對(duì)中心線的對(duì)稱度滿足不了制件使用要求，刀具磨損需要頻繁更換產(chǎn)生誤差，加工效率降低，制件質(zhì)量下降。磨床加工定位基準(zhǔn)不統(tǒng)一，需要以外圓錐體為基準(zhǔn)加工錐面，加工時(shí)分度不準(zhǔn)及對(duì)稱度也不準(zhǔn)所以保證不了對(duì)稱度及18等分的精度。

2.3 解決方法

根據(jù)芯軸推桿的外形及精度要求，設(shè)計(jì)一種專用分度研磨器，用于加工芯軸推桿的錐度面，保證推桿的裝夾定位精度，輪廓精度，加工的精度。推桿的兩端孔為基準(zhǔn)在研磨器裝夾定位，與外圓磨床加工時(shí)的裝夾定位保持一致，通過分度盤進(jìn)行18等分的分度加工，此方法及研磨器裝夾簡(jiǎn)單方便快捷，提高零件的生產(chǎn)效率。

3 專用分度研磨器的設(shè)計(jì)

（1）專用分度研磨器原理是根據(jù)兩點(diǎn)確定直線，兩端定位及專用分度盤（見圖3）。推桿的定位桿左端面加工頂尖孔及錐體的右端孔口做為兩端定位孔，粗、精加工都是以兩端定位為基準(zhǔn)保證基準(zhǔn)統(tǒng)一。專用分度盤是根據(jù)推桿分度要求而加工的分度盤，分度盤安裝在推桿的定位基準(zhǔn)桿上進(jìn)行分度加工錐面。這樣就能很好的保證推桿的精度及公差要求。專用分度研磨器在平面磨床上使用，實(shí)現(xiàn)降低成本提高質(zhì)量和效率等問題。

圖2 芯軸推桿視圖

圖3 專用分度研磨器結(jié)構(gòu)

（2）專用分度研磨器結(jié)構(gòu)。如圖3所示，分度研磨器包括底座定位組、可動(dòng)定位組、分度組3部分：可動(dòng)定位組安裝在底座定位組的右側(cè)，根據(jù)推桿的長度不同在制件裝夾時(shí)進(jìn)行位置的調(diào)整，分度組安裝在底座定位組的左前側(cè)，對(duì)推桿進(jìn)行分度。

a.底座定位組。如圖3所示包括主板底座14、左端定位座1、左頂尖2。左端定位座安裝在主板底座的左端通過螺栓及銷釘定位緊固，左頂尖安裝在左端定位座的頂尖固定孔內(nèi)。

b.可動(dòng)定位組。如圖3所示，包括T形鍵13、右端可動(dòng)定位座12、右側(cè)頂尖滑塊8、右側(cè)滑塊板10、右頂尖松緊調(diào)整塊9、右頂尖7、換位銷11。右側(cè)滑塊板安裝在右側(cè)頂尖滑塊的下方，右頂尖松緊調(diào)整塊安裝在右端可動(dòng)定位座的右側(cè)，右側(cè)頂尖滑塊安裝在右端可動(dòng)定位座上方，T形鍵安裝右端可動(dòng)定位座的下方，換位銷安裝在右端可動(dòng)定位座的移動(dòng)定位孔內(nèi)，起移位后定位作用。

c.分度組。如圖3所示，包括專用分度盤3、分度定位銷座15、分度銷4、分度銷內(nèi)簧5、分度銷帽6、銷釘16。分度銷內(nèi)簧安裝在分度銷內(nèi)部，作用是在制件加工中分度時(shí)分度銷有彈性收縮，起到自動(dòng)鎖緊作用。分度銷安裝在分度定位座上的銷定位孔內(nèi)，在孔內(nèi)作伸縮運(yùn)動(dòng)對(duì)分度盤進(jìn)行鎖緊定位。專用分度盤安裝在芯軸推桿的基準(zhǔn)定位部，起到鏈接芯軸推桿的作用，分度時(shí)帶動(dòng)芯軸推桿進(jìn)行分度。

4 推桿加工方法

（1）根據(jù)圖4所示，加工18等分平面大端扁100.6mm，專用分度研磨器放到機(jī)床工作臺(tái)上，研磨器底座平行于機(jī)床工作臺(tái)的縱向軌道即X軸方向。將專用分度盤安裝到芯軸推桿的定位圓桿φ40mm準(zhǔn)桿上找正鎖緊。再將芯軸推桿安裝到專用分度研磨器上通過專用分度盤進(jìn)行旋轉(zhuǎn)分度加工各平面，粗加工、半精加工和精加工。粗加工時(shí)要對(duì)大端扁100.6mm面都粗加工然后再半精加工和精加工，這樣對(duì)制件的對(duì)稱度精度能夠很好控制。一般粗加工給半精加工留量0.05～0.08mm左右，半精加工給精加工留量0.005～0.01mm。砂輪選擇粗磨用80#的CBN砂輪，半精磨用230#的CBN砂輪，精磨用800#的CBN砂輪。

圖4 加工錐面的大端直段D值尺寸示意圖

（2）根據(jù)圖5所示，加工錐面角度9.97°及大端扁長度1.5mm值尺寸：將正弦磁臺(tái)17按錐面角度9.97°的角度調(diào)整然后安裝到機(jī)床工作臺(tái)上，再將專用分度研磨器放到正弦磁臺(tái)上。正弦磁臺(tái)和專用分度研磨器都要平行于機(jī)床工作臺(tái)即X軸方向。錐面角度9.97°及大端扁長度1.5mm值尺寸加工，首先檢驗(yàn)磁臺(tái)角度是否正確，先任意選擇兩個(gè)對(duì)稱面進(jìn)行粗磨再半精磨加工留量0.1mm，同時(shí)計(jì)算1.5mm值尺寸的留量是：0.1/sin9.97°=E留量值。然后進(jìn)行三次圓檢測(cè)兩對(duì)稱面錐面角度9.97°是否在公差內(nèi)及大端扁長度1.5mm值尺寸的留量是否正確，如錐面角度9.97°不在公差內(nèi)，進(jìn)行正弦磁臺(tái)的角度調(diào)整塊高度從新調(diào)整。正弦磁臺(tái)的角度進(jìn)行校正后再進(jìn)行其它錐面粗磨加工，再進(jìn)行半精磨加工和精磨加工，加工錐度面的同時(shí)保證大端扁長度E值尺寸公差。砂輪選擇及留量加工過程同上。磨削方式要求也是對(duì)芯軸推桿的所有錐度全部粗磨完，再全部半精磨再全部精磨，這樣才能保證對(duì)稱度和尺寸的一致性。

圖5 加工錐面F和E值尺寸示意圖

5 結(jié)論

在機(jī)械加工中，芯軸推桿的專用分度研磨器通過專用分度盤實(shí)現(xiàn)芯軸推桿的各角度的分度調(diào)整。分度精度高能夠輕易保證分度的精度，由于專用分度盤是對(duì)單獨(dú)一種產(chǎn)品專用分度，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可快速變換角度位置的定位。通過驗(yàn)證，專用分度研磨器操作方便，在機(jī)床上能夠很好保證制件形位公差的精度，結(jié)構(gòu)符合使用要求。實(shí)踐證明工作原理符合機(jī)械制造工藝學(xué)的要求。