罐體脹形模的芯軸推桿加工技術

徐成武，馬寶順

（盤起工業（大連）有限公司，遼寧大連 116600）

1 引言

罐體脹形模具是生產制罐的模具，脹形模顧名思義是通過模具的型芯徑向膨脹運動使制件成形。型芯是通過芯軸推桿的軸向運動使型芯產生徑向運動的。罐體脹形模主要是用于生產奶粉、蛋白粉等罐制品（見圖1）的鐵質品罐體生產。芯軸推桿的形狀結構和加工精度關系到制件質量，其會直接影響型芯脹出來的制件內腔形狀及精度，同時也會影響芯軸的使用壽命，因此芯軸推桿的加工方法、加工精度及工裝治具的制造使用對制件的質量起著至關重要的作用。

圖1 罐體脹形模制品

2 工藝分析

2.1 芯軸推桿零件分析

如圖2所示，芯軸推桿的材料是Cr12MoV硬度58～62HRC。錐體是18°～9.97°，對稱度要求0.01mm以內，大端尺寸值是100.60-0.01mm，大端直段長度是1.5±0.02mm，粗糙度值要求Ra0.8μm。型芯是通過芯軸推桿的軸向運動使型芯產生徑向運動。型芯的內錐面與芯軸推桿的外錐面滑動產生推力將型芯沿徑向移動，推桿沿軸向移動，推桿錐面的紋路和粗糙度影響型芯的運動靈敏度和磨損壽命。推桿的錐面對稱度好壞直接影響罐體脹形模制件的圓度和制件的封閉效果，是否能達到技術要求。

2.2 芯軸推桿加工的難點分析

芯軸推桿的錐度面角度要求18～9.97°±1.8'等分，對稱度要求0.01mm，在機械加工中，一般都是加工中心機床加工或磨床加工。加工中心加工由于推桿是錐面刀具加工產生的刀紋不與軸線同向，使用中流暢性不好，再者錐面對中心線的對稱度滿足不了制件使用要求，刀具磨損需要頻繁更換產生誤差，加工效率降低，制件質量下降。磨床加工定位基準不統一，需要以外圓錐體為基準加工錐面，加工時分度不準及對稱度也不準所以保證不了對稱度及18等分的精度。

2.3 解決方法

根據芯軸推桿的外形及精度要求，設計一種專用分度研磨器，用于加工芯軸推桿的錐度面，保證推桿的裝夾定位精度，輪廓精度，加工的精度。推桿的兩端孔為基準在研磨器裝夾定位，與外圓磨床加工時的裝夾定位保持一致，通過分度盤進行18等分的分度加工，此方法及研磨器裝夾簡單方便快捷，提高零件的生產效率。

3 專用分度研磨器的設計

（1）專用分度研磨器原理是根據兩點確定直線，兩端定位及專用分度盤（見圖3）。推桿的定位桿左端面加工頂尖孔及錐體的右端孔口做為兩端定位孔，粗、精加工都是以兩端定位為基準保證基準統一。專用分度盤是根據推桿分度要求而加工的分度盤，分度盤安裝在推桿的定位基準桿上進行分度加工錐面。這樣就能很好的保證推桿的精度及公差要求。專用分度研磨器在平面磨床上使用，實現降低成本提高質量和效率等問題。

圖2 芯軸推桿視圖

圖3 專用分度研磨器結構

（2）專用分度研磨器結構。如圖3所示，分度研磨器包括底座定位組、可動定位組、分度組3部分：可動定位組安裝在底座定位組的右側，根據推桿的長度不同在制件裝夾時進行位置的調整，分度組安裝在底座定位組的左前側，對推桿進行分度。

a.底座定位組。如圖3所示包括主板底座14、左端定位座1、左頂尖2。左端定位座安裝在主板底座的左端通過螺栓及銷釘定位緊固，左頂尖安裝在左端定位座的頂尖固定孔內。

b.可動定位組。如圖3所示，包括T形鍵13、右端可動定位座12、右側頂尖滑塊8、右側滑塊板10、右頂尖松緊調整塊9、右頂尖7、換位銷11。右側滑塊板安裝在右側頂尖滑塊的下方，右頂尖松緊調整塊安裝在右端可動定位座的右側，右側頂尖滑塊安裝在右端可動定位座上方，T形鍵安裝右端可動定位座的下方，換位銷安裝在右端可動定位座的移動定位孔內，起移位后定位作用。

c.分度組。如圖3所示，包括專用分度盤3、分度定位銷座15、分度銷4、分度銷內簧5、分度銷帽6、銷釘16。分度銷內簧安裝在分度銷內部，作用是在制件加工中分度時分度銷有彈性收縮，起到自動鎖緊作用。分度銷安裝在分度定位座上的銷定位孔內，在孔內作伸縮運動對分度盤進行鎖緊定位。專用分度盤安裝在芯軸推桿的基準定位部，起到鏈接芯軸推桿的作用，分度時帶動芯軸推桿進行分度。

4 推桿加工方法

（1）根據圖4所示，加工18等分平面大端扁100.6mm，專用分度研磨器放到機床工作臺上，研磨器底座平行于機床工作臺的縱向軌道即X軸方向。將專用分度盤安裝到芯軸推桿的定位圓桿φ40mm準桿上找正鎖緊。再將芯軸推桿安裝到專用分度研磨器上通過專用分度盤進行旋轉分度加工各平面，粗加工、半精加工和精加工。粗加工時要對大端扁100.6mm面都粗加工然后再半精加工和精加工，這樣對制件的對稱度精度能夠很好控制。一般粗加工給半精加工留量0.05～0.08mm左右，半精加工給精加工留量0.005～0.01mm。砂輪選擇粗磨用80#的CBN砂輪，半精磨用230#的CBN砂輪，精磨用800#的CBN砂輪。

圖4 加工錐面的大端直段D值尺寸示意圖

（2）根據圖5所示，加工錐面角度9.97°及大端扁長度1.5mm值尺寸：將正弦磁臺17按錐面角度9.97°的角度調整然后安裝到機床工作臺上，再將專用分度研磨器放到正弦磁臺上。正弦磁臺和專用分度研磨器都要平行于機床工作臺即X軸方向。錐面角度9.97°及大端扁長度1.5mm值尺寸加工，首先檢驗磁臺角度是否正確，先任意選擇兩個對稱面進行粗磨再半精磨加工留量0.1mm，同時計算1.5mm值尺寸的留量是：0.1/sin9.97°=E留量值。然后進行三次圓檢測兩對稱面錐面角度9.97°是否在公差內及大端扁長度1.5mm值尺寸的留量是否正確，如錐面角度9.97°不在公差內，進行正弦磁臺的角度調整塊高度從新調整。正弦磁臺的角度進行校正后再進行其它錐面粗磨加工，再進行半精磨加工和精磨加工，加工錐度面的同時保證大端扁長度E值尺寸公差。砂輪選擇及留量加工過程同上。磨削方式要求也是對芯軸推桿的所有錐度全部粗磨完，再全部半精磨再全部精磨，這樣才能保證對稱度和尺寸的一致性。

圖5 加工錐面F和E值尺寸示意圖

5 結論

在機械加工中，芯軸推桿的專用分度研磨器通過專用分度盤實現芯軸推桿的各角度的分度調整。分度精度高能夠輕易保證分度的精度，由于專用分度盤是對單獨一種產品專用分度，結構簡單可快速變換角度位置的定位。通過驗證，專用分度研磨器操作方便，在機床上能夠很好保證制件形位公差的精度，結構符合使用要求。實踐證明工作原理符合機械制造工藝學的要求。