[发明专利]锥形螺杆加工方法

说明书

技术领域

本发明涉及机械加工领域，具体涉及锥形螺杆加工方法。

背景技术

锥形螺杆属于特殊形状结构工件，加工难度大，涉及到特种材料、特种加工方法、热处理工序的特殊安排和氮化后的特殊校直方法等一系列复杂工艺问题，螺杆是挤出机的核心部件，螺杆的特殊结构设计决定了加工的难度。螺杆外圆及螺槽底面为锥形，各段螺槽为变螺距，螺杆的每段头数也不一样，牙型尺寸均不相同，而且螺杆中问为一细长盲孔，加工难度相当大；螺杆大端设计带有花键，同时螺杆需进行调质及氮化处理，通用钻头无法保证，钻此孔不可避免会出现偏斜，由于在小端为盲孔，偏斜量无法测量；花键位于螺杆大端，工件较长，无法采用常规滚齿机装夹定位滚制加工；由于螺杆牙型较复杂，螺棱为锥形变螺距，螺距较大，每段头数各不同，无法采用常用的铣床、车床加工；由于螺杆形状复杂，表面粗糙度值要求低，无法采用常规抛光工具抛光或常用磨床砂轮磨削；氮化工序考虑减少氮化变形措施，氮化参数是螺杆性能的关键指标，如何保证氮化层深度、硬度及脆性要求，在工艺上应采取哪些措施也是难点；氮化后工件硬度及脆性较大，采用压力校直方式易出现脆断情况，同时校直合格后的工件会出现慢性反弹现象。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种可保证工件的加工质量和尺寸精度，提高生产效率，降低生产成本和加工难度的锥形螺杆加工方法。

本发明锥形螺杆加工方法，包括以下步骤：

第一步，车外圆及两端面，在CW6163车床上装夹工件，车外圆时必须保证两端外圆定位基准面要同轴；加工预钻孔端时，要求一次定位将外圆、端面及导向孔加工完成，保证内孔与外圆同轴；

 第二步，钻内孔，在深孔钻床T2120上装夹工件，螺杆一端用深孔钻床的三爪自定心卡盘固定，另一端用车出的锥面定位顶紧，深孔钻头前端的两切削刃要磨削对称；

第三步，车锥外圆，在CK6163数控车床上装夹工件，车外圆保证外圆与内孔的同轴，在车锥外圆时应以内孔定位，通常是夹带导向孔一端外圆，另一端用顶尖顶住内孔，车出锥外圆，保证内孔与外圆的同轴度要求，修正钻内孔时的偏心误差；

第四步，粗铣螺旋槽，在专用铣床上，以铣出的花键及螺杆大头端面为基准编程加工，不同螺旋槽选用不同规格锥立铣刀，铣刀锥度可用专用工具磨床实现；

第五步，热处理，采用调质处理工件；

第六步，精铣螺旋槽，同粗铣螺旋槽加工方法一样，各段螺旋槽靠编程来保证，加工基准力求准确，保证各段螺纹与花键的相对位置精度；

第七步，车、焊螺杆头，CW6163车床上采用专用工装装夹工件，车螺杆头，保证螺杆头与螺杆外圆同轴； 选用氩弧焊焊接方式，为防止出现焊接裂纹，焊接时应进行预热处理，通常用气焊火焰预热便可；

第八步，试压，螺杆中间孔装有循环导热油，孔内装一定量导热油，螺杆大端孔配加密封塞，通以1MPa压缩空气，保压15min内不出现渗漏即可；

第九步，磨外圆，工件较长、较重，为防止磨削振动产生纹痕，工件中间位置需在底面及砂轮对面增加支撑架，支撑块与工件接触面的尺寸应大于两倍最宽螺槽尺寸；

第十步，抛光，在抛光机床上将各段螺旋槽的有效抛光；

第十一步，氮化，螺杆在氮化炉内必须采用竖直悬挂的方式，可借用螺杆大端的中间孔配专用吊钩实现吊挂；

第十二步，校直，采用热校直的方法进行校直。

本发明可保证工件的加工质量和尺寸精度，提高生产效率，降低生产成本和加工难度。

具体实施方式

本发明锥形螺杆加工方法，包括以下步骤：

第一步，车外圆及两端面，在CW6163车床上装夹工件，车外圆时必须保证两端外圆定位基准面要同轴；加工预钻孔端时，要求一次定位将外圆、端面及导向孔加工完成，保证内孔与外圆同轴；

 第二步，钻内孔，在深孔钻床T2120上装夹工件，螺杆一端用深孔钻床的三爪自定心卡盘固定，另一端用车出的锥面定位顶紧，深孔钻头前端的两切削刃要磨削对称；

第三步，车锥外圆，在CK6163数控车床上装夹工件，车外圆保证外圆与内孔的同轴，在车锥外圆时应以内孔定位，通常是夹带导向孔一端外圆，另一端用顶尖顶住内孔，车出锥外圆，保证内孔与外圆的同轴度要求，修正钻内孔时的偏心误差；

第四步，粗铣螺旋槽，在专用铣床上，以铣出的花键及螺杆大头端面为基准编程加工，不同螺旋槽选用不同规格锥立铣刀，铣刀锥度可用专用工具磨床实现；

第五步，热处理，采用调质处理工件；