頂桿加工工藝及安裝分析

王紅錦

摘要：頂桿零件要按照工藝要求進行加工，并保證各部分尺寸精度;零件材料應具較高的力學性能，確保在使用過程中的穩定性。安裝頂桿時，頂桿應與機床主軸保持同軸，以滿足加工鋁管的需要。

關鍵詞：頂桿;精度;材料;同軸

0? 引言

鋁管通常采用無心磨床加工，如果直接磨削會造成它的跳動大，直線度差[1]，切削液沖刷下的鋁沫沉積到水箱里最終變成泥狀，不能回收利用，而且污染環境。如果采用先車削鋁管留一定余量，再磨削的方法，則能提高鋁管的直線度，減小跳動量，降低環境污染，而且鋁屑還能產生一定的經濟效益，與直接磨削相比更加合理。因此筆者結合生產實際設計一頂桿，采用兩端頂壓的方式加工鋁管，有效地提高了鋁管的加工質量。下面就頂桿的主要零件進行工藝分析：

1? 軸套加工工藝過程

如圖1所示，軸套由臺階軸、通孔、螺紋孔、倒角四部分組成，其中Φmm外圓粗糙度為3.2μm，與端面的垂直度為0.03mm，故加工精度要求較高。在鉆削M8的內螺紋時，須先用臺虎鉗固定Φmm軸，再進行攻絲。在安裝頂桿時，要用液壓卡盤夾持Φmm軸進行固定，所以軸套材料應具有較高的強度、塑性、韌性和綜合力學性能[2]，經分析選用45#鋼較為適宜，因為是單件生產，所以應使用普通車床加工，并保證各部分的尺寸要求。

軸套加工工藝過程：

①下料：毛坯尺寸為Φ35mm*60mm。

②粗加工。

用三角卡盤夾持毛坯長度45mm，車端面，鉆中心孔，然后夾持毛坯左端長度5mm，用頂針支撐右端面，車外圓使其達到尺寸要求：Φ30mm*50mm。

③半精加工。

車外圓Φ20mm*30mm，留精車余量0.05mm。

④精加工。

車外圓Φ20mm*30mm，使其達到尺寸要求。

⑤倒角C2、C1。

⑥用Φ10mm麻花鉆，鉆通孔。

⑦車端面Φ30mm，控制總長50mm。

⑧倒角C1。

⑨用Φ7mm麻花鉆鉆孔至軸套中心。

⑩用M8絲錐攻絲。

2? 套加工工藝過程

如圖2所示，套由螺紋孔和通孔組成，此零件不受外力影響，僅起固定和支撐作用，故材料應具有良好的塑性和耐腐蝕性，且加工和鑄造性能較好[3]，經分析選用普通黃銅較為適宜，因為是單件生產，所以應使用普通車床加工，并保證各部分的尺寸要求。

①下料：毛坯尺寸為Φ20mm*25mm;

②精車一端面，倒角C1;

③精車另一端面，倒角C1，達到尺寸要求：Φ20mm*20mm;

④用Φ10mm麻花鉆，鉆通孔;

⑤用Φ7mm麻花鉆鉆孔至銅套中心;

⑥用M8絲錐攻絲;

⑦鉆盲孔Φ2mm*4mm。

3? 軸加工工藝

如圖3所示，軸由倒角、軸、圓錐和2處锪口組成，锪口需用螺釘固定，mm*8mm的軸要插入鋁管孔中，受孔壁的摩擦，根部受孔端的擠壓，故材料應具有較強的機械強度和耐磨性，經分析選用45鋼較為適宜。因為軸起固定和支撐作用，且對跳動量要求很高，所以選用液壓卡盤的數控車床加工比較合適。

①下料：毛坯尺寸為Φ10mm*85mm;

②在距端面22mm和20mm處各磨一半圓弧，以達到尺寸要求;

③mm*8mm的軸和錐面待頂桿安裝到數控機床后再加工。

4? 頂桿的組裝

如圖4所示，把軸1插入軸套2和銅套4中，然后用2*M8螺釘3固定軸1，銷軸5插入銅套4的盲孔中，在加工鋁管時，把銷軸5插入到壁孔中，防止鋁管在車削過程中發生轉動。

5? 頂桿安裝工藝分析

頂桿的裝夾特別重要，其跳動大小，直接影響著鋁管的加工質量。所以頂桿要與機床主軸保持同軸，經分析應采用液壓卡盤，通過鏜削軟爪[3]的方法夾持頂桿較為合適。根據圖樣分析軸套的夾持面為Φ20mm*30mm，那么軟爪的行程量應選擇30mm。

首先根據軸套2的尺寸Φ20mm*30mm，確定軟爪的安裝位置，在液壓卡盤軟爪內側25mm處夾持一個圓柱形支柱支撐卡盤（加緊鏜），再對軟爪的夾持面進行鏜削，使軟爪夾持面直徑與軸套被夾持部位直徑接近相等，達到Φ20.05mm;然后取出支撐柱，接著車削軟爪內側面25mm以外長度（空鏜），使其達到Φ21mm，把頂桿塞入液壓卡盤中，啟動液壓開關夾緊頂桿，用數控車床車削軸1，使其達到尺寸要求，最后用百分表檢測軸1的跳動量。

6? 結論

頂桿與機床主軸同軸，使其跳動量在0.001～0.005mm之間，采用兩端頂壓的方式固定鋁管。在加工鋁管過程中使其裝卸方便，生產效率高，鋁管的加工質量有保障。

參考文獻：

[1]董廣計.一種中孔座面加工的工藝方法[J].現代車用動力，2001（02）：44-48.

[2]鄭建發.異種鋼（Q235B與45號鋼）焊接技術研究[J].廣東化工，2019，46（13）：172-174.

[3]王霞，李占君.金屬材料與熱處理[M].廣州：華南理工大學出版社，2015：187.

[4]吳鐵志.數控車削異形件組合軟爪設計與應用[J].機械工程師，2019（05）：151-153，157.