细小盲方孔成型工艺初探

1引言

我们在研制SD-95型磁电式速度里程表时,遇到了加工细小盲方孔的特殊问题.零件如图1所示,工作时仪表与传感器采用软轴联接,为传递转矩,需在主轴内加工出边长仅为2.75mm(7/64英寸)作用长度为8mm的正方形盲孔。而且要求方孔的后部深处有一段大于方孔外接圆直径的过渡圆孔,以适应软轴头部的轴向窜动和径向摆动并储存润滑油。由于该轴批量较大,不可能采用特种加工方法,所以一度成为该产品的制约因素,影响经济效益。为此,我们对该孔的加工工艺进行了探索和研究,今介绍如下:

2思路和加工方法

由于该孔为盲孔,直径又小,无法预制退刀槽且排屑困难,故不能采用插削、冲切等常规的有屑加工方法。因此我们考虑采用先打底孔,然后对轴施加径向压力,使其塑性变形从而由圆成方的无屑成型工艺。基于以上思路,我们先后构思、实践了多种加压成型方法,以下介绍的是几种经种经实践检验较为实用的典型加工方法,本文只介绍方孔的成型工艺部分。

1.冲压成型法

工艺步骤为:粗车f6mm段外圆至f7.2mm,钻内孔f4mm深20mm。卸下工件,在孔内插入2.75mm正方芯棒,找正方位后在冲床上用上下模均呈90度的V型模具压制成内外均呈方形,长度为8mm,然后抽出芯棒后即成(图2)。

该方法的优点是工艺步骤简单、模具制造方便、生产周期短。缺点是冲压时工件轴向呈无约束自由状态,故在冲压力的作用下主轴易发生弯曲变形。使方孔与外圆的同轴度难以保证。同时使芯棒容易折断,取出也较困难,工人劳动强度大。此外,工件局部外圆变方后,对后续工序精车外圆等带来不便。实用中正方芯棒采用白钢刀材料,用线切割直接制成,使其有较好的强度。为便于取芯,在长度方向制成1:100的斜度,同时要求冲压时注意随时加油润滑,并采用专用工具抽芯。该方法正品率小于85%,只适用于小批量生产。

2.滚压成型法

工艺步骤:粗车f6mm段外圆至f7.2mm,钻内孔f4mm深20mm,加工出孔f5mm深3mm。不卸工件,在车床尾架的专用活顶尖上夹持2.75mm正方芯棒,伸入孔内,以f5mm孔定位。然后开动车床,用滚轮辗压方芯段,使该段变形缩孔,并在方芯的约束作用下形成方孔,滚压到位后停车抽出芯棒即成(图3)。

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