[发明专利]一种内键槽表面硬拉削精加工工艺及设备

说明书

技术领域

本发明公开了一种内键槽表面硬拉削精加工工艺及设备；属于机械加工技术领域。

背景技术

高端机械零件在进行粗机加工后，都需要进行热处理，以提高其综合性能和使用寿命；热处理以后，对零件进行精车削、精铣削或磨削加工，使零件尺寸达到设计标准要求。对于内键槽，热处理后，因为零件的硬度太高，通常达到HRC 50，只能进行磨削加工。传统的方法，对于内键槽进行磨削加工是采用与被加工内键槽形状相同的磨削刀具，沿内键槽轴向往复运动，对内键槽的内表面进行磨削加工，以使内键槽尺寸满足设计要求。这种加工方法，效率非常低，成本较高；这是由于一方面每次磨削的进刀量有限，导致其磨削效率较低，另一方面，由于磨削刀具在使用过程中尺寸、形状均会发生改变，因此，需要适时的进行形状修整，导致磨削过程不能连续进行，影响磨削效率。如汽车用CVT带轮的内球道，通常需要8分钟才能磨削好。目前，业内未见报道其他对内键槽的快速、高效精加工方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种工艺方法简单、设备结构合理、对内键槽加工精度高、效率高、成本低、能耗低的内键槽表面硬拉削精加工工艺及设备。

本发明一种内键槽表面硬拉削精加工工艺是采用下述方案实现的：

将零件的内键槽套装在外形与内键槽相同的刀具一端，将所述刀具两端固定，使所述零件以4-10米/秒的速度沿所述刀具轴向运动；运动过程中，保持所述零件中内键槽的中心与所述刀具轴线的偏差小于等于0.01毫米，所述刀具为段差阶梯式结构，刀刃硬度大于等于HRC67。

本发明一种内键槽表面硬拉削精加工工艺中，所述刀具相邻段之间刀口直径相差0.02mm，同一段内设有刀口直径相同的2级刀刃。

本发明一种内键槽表面硬拉削精加工设备，包括床身、工作台、工作台驱动装置、刀具、上刀座、下刀座、导向定位装置、刀具驱动装置，所述工作台安装在设于床身上的导向轨道上，通过工作台驱动装置驱动沿所述导向轨道运动；在所述工作台的上方及下方的床身上，分别设置有上刀座、下刀座，所述上刀座、下刀座同轴线安装；所述刀具两端分别固定在所述上刀座、下刀座中；在所述床身上还设置有驱动所述上刀座作轴向直线运动的刀具驱动装置；在所述工作台上分别设有沿径向固定被加工工件的夹具及沿轴向固定被加工工件的导向定位装置。

本发明一种内键槽表面硬拉削精加工设备中，所述工作台驱动装置由第一伺服电机与第一丝杆组成，所述第一丝杆为多头高精度滚珠丝杆，其轴线与所述上刀座、下刀座轴线平行。

本发明一种内键槽表面硬拉削精加工设备中，所述刀具为段差阶梯式结构，刀刃硬度大于等于HRC-67，相邻段之间的刀口直径相差0.02mm，同一段内设有刀口直径相同的2级刀刃。

本发明一种内键槽表面硬拉削精加工设备中，所述刀具驱动装置由第二伺服电机、第二丝杆、拖板组成，所述拖板安装在所述床身上设置的导向轨道上并通过第二伺服电机、第二丝杆驱动沿所述导向轨道作轴向直线运动；在所述拖板上还安装有所述上刀座。

本发明一种内键槽表面硬拉削精加工设备中，所述上刀座包括第一气缸、第二气缸、退刀推杆、上夹刀钳口，所述退刀推杆一端与所述第一气缸连接，另一端处于所述上夹刀钳口上方，通过第一气缸驱动进入或退出所述上夹刀钳口，实现退刀；所述第二气缸通过第一连杆机构控制所述上夹刀钳口的开启与锁闭。

本发明一种内键槽表面硬拉削精加工设备中，所述下刀座包括第三气缸、下夹刀钳口、弹性垫，所述第三气缸通过第二连杆机构控制所述下夹刀钳口的开启与锁闭；在所述下夹刀钳口内设有所述弹性垫。

本发明一种内键槽表面硬拉削精加工设备中，所述导向定位装置包括第四汽缸、导向支撑杆、导向定位板，所述导向支撑杆轴线垂直于所述工作台表面固装在所述工作台上，所述导向定位板一端套装在所述导向支撑杆，且与导向支撑杆垂直，另一端设有一通孔，所述通孔的中心与所述刀具轴线重合，其内嵌装有一弹性环，所述弹性环内弧面轮廓与所述刀具外表面轮廓相匹配；所述第四汽缸安装在所述工作台上，其活塞端部与所述导向定位板连接；在所述工作台上还安装有第八气缸、压板导向杆，一压板一端套装在设于所述工作台上的压板导向杆上并与所述第八气缸的活塞端部连接，另一端压装在所述导向定位板表面。