罐体胀形模的芯轴推杆加工技术
时间：2022-12-07 09:40:06 来源：柠檬阅读网 本文已影响 人 
徐成武，马宝顺
（盘起工业（大连）有限公司，辽宁大连 116600）
罐体胀形模具是生产制罐的模具，胀形模顾名思义是通过模具的型芯径向膨胀运动使制件成形。型芯是通过芯轴推杆的轴向运动使型芯产生径向运动的。罐体胀形模主要是用于生产奶粉、蛋白粉等罐制品（见图1）的铁质品罐体生产。芯轴推杆的形状结构和加工精度关系到制件质量，其会直接影响型芯胀出来的制件内腔形状及精度，同时也会影响芯轴的使用寿命，因此芯轴推杆的加工方法、加工精度及工装治具的制造使用对制件的质量起着至关重要的作用。
图1 罐体胀形模制品
2.1 芯轴推杆零件分析
如图2所示，芯轴推杆的材料是Cr12MoV硬度58～62HRC。锥体是18°～9.97°，对称度要求0.01mm以内，大端尺寸值是100.60-0.01mm，大端直段长度是1.5±0.02mm，粗糙度值要求Ra0.8μm。型芯是通过芯轴推杆的轴向运动使型芯产生径向运动。型芯的内锥面与芯轴推杆的外锥面滑动产生推力将型芯沿径向移动，推杆沿轴向移动，推杆锥面的纹路和粗糙度影响型芯的运动灵敏度和磨损寿命。推杆的锥面对称度好坏直接影响罐体胀形模制件的圆度和制件的封闭效果，是否能达到技术要求。
2.2 芯轴推杆加工的难点分析
芯轴推杆的锥度面角度要求18～9.97°±1.8"等分，对称度要求0.01mm，在机械加工中，一般都是加工中心机床加工或磨床加工。加工中心加工由于推杆是锥面刀具加工产生的刀纹不与轴线同向，使用中流畅性不好，再者锥面对中心线的对称度满足不了制件使用要求，刀具磨损需要频繁更换产生误差，加工效率降低，制件质量下降。磨床加工定位基准不统一，需要以外圆锥体为基准加工锥面，加工时分度不准及对称度也不准所以保证不了对称度及18等分的精度。
2.3 解决方法
根据芯轴推杆的外形及精度要求，设计一种专用分度研磨器，用于加工芯轴推杆的锥度面，保证推杆的装夹定位精度，轮廓精度，加工的精度。推杆的两端孔为基准在研磨器装夹定位，与外圆磨床加工时的装夹定位保持一致，通过分度盘进行18等分的分度加工，此方法及研磨器装夹简单方便快捷，提高零件的生产效率。
（1）专用分度研磨器原理是根据两点确定直线，两端定位及专用分度盘（见图3）。推杆的定位杆左端面加工顶尖孔及锥体的右端孔口做为两端定位孔，粗、精加工都是以两端定位为基准保证基准统一。专用分度盘是根据推杆分度要求而加工的分度盘，分度盘安装在推杆的定位基准杆上进行分度加工锥面。这样就能很好的保证推杆的精度及公差要求。专用分度研磨器在平面磨床上使用，实现降低成本提高质量和效率等问题。
图2 芯轴推杆视图
图3 专用分度研磨器结构
（2）专用分度研磨器结构。如图3所示，分度研磨器包括底座定位组、可动定位组、分度组3部分：可动定位组安装在底座定位组的右侧，根据推杆的长度不同在制件装夹时进行位置的调整，分度组安装在底座定位组的左前侧，对推杆进行分度。
a.底座定位组。如图3所示包括主板底座14、左端定位座1、左顶尖2。左端定位座安装在主板底座的左端通过螺栓及销钉定位紧固，左顶尖安装在左端定位座的顶尖固定孔内。
b.可动定位组。如图3所示，包括T形键13、右端可动定位座12、右侧顶尖滑块8、右侧滑块板10、右顶尖松紧调整块9、右顶尖7、换位销11。右侧滑块板安装在右侧顶尖滑块的下方，右顶尖松紧调整块安装在右端可动定位座的右侧，右侧顶尖滑块安装在右端可动定位座上方，T形键安装右端可动定位座的下方，换位销安装在右端可动定位座的移动定位孔内，起移位后定位作用。
c.分度组。如图3所示，包括专用分度盘3、分度定位销座15、分度销4、分度销内簧5、分度销帽6、销钉16。分度销内簧安装在分度销内部，作用是在制件加工中分度时分度销有弹性收缩，起到自动锁紧作用。分度销安装在分度定位座上的销定位孔内，在孔内作伸缩运动对分度盘进行锁紧定位。专用分度盘安装在芯轴推杆的基准定位部，起到链接芯轴推杆的作用，分度时带动芯轴推杆进行分度。
（1）根据图4所示，加工18等分平面大端扁100.6mm，专用分度研磨器放到机床工作台上，研磨器底座平行于机床工作台的纵向轨道即X轴方向。将专用分度盘安装到芯轴推杆的定位圆杆φ40mm准杆上找正锁紧。再将芯轴推杆安装到专用分度研磨器上通过专用分度盘进行旋转分度加工各平面，粗加工、半精加工和精加工。粗加工时要对大端扁100.6mm面都粗加工然后再半精加工和精加工，这样对制件的对称度精度能够很好控制。一般粗加工给半精加工留量0.05～0.08mm左右，半精加工给精加工留量0.005～0.01mm。砂轮选择粗磨用80#的CBN砂轮，半精磨用230#的CBN砂轮，精磨用800#的CBN砂轮。
图4 加工锥面的大端直段D值尺寸示意图
（2）根据图5所示，加工锥面角度9.97°及大端扁长度1.5mm值尺寸：将正弦磁台17按锥面角度9.97°的角度调整然后安装到机床工作台上，再将专用分度研磨器放到正弦磁台上。正弦磁台和专用分度研磨器都要平行于机床工作台即X轴方向。锥面角度9.97°及大端扁长度1.5mm值尺寸加工，首先检验磁台角度是否正确，先任意选择两个对称面进行粗磨再半精磨加工留量0.1mm，同时计算1.5mm值尺寸的留量是：0.1/sin9.97°=E留量值。然后进行三次圆检测两对称面锥面角度9.97°是否在公差内及大端扁长度1.5mm值尺寸的留量是否正确，如锥面角度9.97°不在公差内，进行正弦磁台的角度调整块高度从新调整。正弦磁台的角度进行校正后再进行其它锥面粗磨加工，再进行半精磨加工和精磨加工，加工锥度面的同时保证大端扁长度E值尺寸公差。砂轮选择及留量加工过程同上。磨削方式要求也是对芯轴推杆的所有锥度全部粗磨完，再全部半精磨再全部精磨，这样才能保证对称度和尺寸的一致性。
图5 加工锥面F和E值尺寸示意图
在机械加工中，芯轴推杆的专用分度研磨器通过专用分度盘实现芯轴推杆的各角度的分度调整。分度精度高能够轻易保证分度的精度，由于专用分度盘是对单独一种产品专用分度，结构简单可快速变换角度位置的定位。通过验证，专用分度研磨器操作方便，在机床上能够很好保证制件形位公差的精度，结构符合使用要求。实践证明工作原理符合机械制造工艺学的要求。
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