2 思路和加工方法

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)。
   
   图2 冲压成型法
   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)。
   
   图3 滚压成型法
   该方法的优点是所有工步均在车床上不卸工件完成，故成型后的方孔能与外圆保持较高的同轴度，质量容易保证。且对设备要求低，只需普通车床即可，特别适合小型企业。缺点是滚压时径向力较大，会使工件发热并引起振动，此外，对工人的操作技术要求较高。实用中为克服径向力较大的问题，采用了前后双滚轮同时相向进给滚压的方法，并用液压传动，使径向力基本上互相抵消，也加快了滚压速度，效果很好。但此种方法使刀架的进给机构较复杂，常用于批量较大时。该工艺成败的关键在于滚压速度和进给量的掌握，不但要滚压到位，使方孔形状饱满，而且不能过度，以免失去外圆精加工的余量。具体参数如滚压前毛坯外径、滚压速度、滚压进给量等可通过工艺试验获得。
3. 模具成型法
   为适应大批量生产的需要，我们研制出专用模具，使生产率大大提高。
   工艺步骤为：在车床上先粗车后精车f6mm段外圆，留磨削余量。钻内孔f4mm深 20mm，并加工出孔f5mm深3mm，用作定位基准。然后在冲床上用专用模具在方孔段对应直径处压出四条凹槽，使材料向孔内转移，在芯棒的共同作用下形成方孔，具体成型过程如图4所示，专用成型模具如图5所示。
   
   图4 模具成型法
   模具的工作情况是这样的：工件9以精车后的外圆定位放入凹模体6内。冲床带动上模板8下行时，首先由上顶杆12将工件压紧在定位面上。楔柱17则推动滑块18沿水平导轨19左移，通过销钉16带动移动凸轮15同时左移。凸轮斜面与滚轮2共同作用，迫使方芯3向上运动进入工件内孔，并由f5mm孔定心。上模板继续下移，此时楔柱处于空行程，上顶杆在弹簧10作用下保持顶紧状态，使工件可靠定位。此后环楔14开始进入工作行程，推动四个成型冲头4一起向心同步移动，在工件上压出凹槽使孔内形成内凸，在方芯的共同作用下完成方孔的定型。回程时，上模板上行，环楔14首先脱开成型冲头，使后者在复位弹簧5的作用下回到原始位置。然后楔柱17推动滑块18向右移动，相应地移动凸轮右行，通过斜面和滚轮使方芯退出内孔。最后，上顶杆12松开工件，即可取出工件，至此完成一个工作循环。
   
   1、7、13.联接螺钉 2.滚轮 3.方芯 4.成型冲头5、10.复位弹簧 6.凹模体 8.上模板 9.工件11.调节螺钉 12.上顶杆 14.环楔 15移动凸轮16.销钉 17.楔柱 18.滑块 19.导轨 20.模具座
   图5 方孔成型模
   该方法的优点是工件外圆经精车后，在模具内的定位精度较高，同时实际壁厚减少，使变形容易，因此能获得较高的质量。由于压凹量较小(单边0.6mm)，又在局部范围内进行，所以作用于工件上的冲压力相对较小，故冲压后工件变形也很小，可直接进入下道磨削工序，使生产率大大提高。此外，该方法操作非常方便省力，深受工人欢迎。缺点是成型后会在工件外圆表面留下4条宽2mm深0.6mm的纵向凹槽，磨削后也不能去除。显然，这不符合图纸要求。对此，我们这样认为：由于该凹槽在理论上对下道磨削工序不利，但实际上，由于该凹槽是局部范围的，影响不是很大，而对使用则影响更小，实践证明，反而有助于润滑，因为槽内恰好用于存储一定的润滑油。所以我们对图纸作了适当的修改，允许这些凹槽存在。如果一定要消除这些凹槽以完全符合图纸要求，则可采用加大毛坯外径，在成型后车去的方法，但我们建议还是不这样做为好。

   3 结束语

   本文介绍的3种速度里程表主轴细小盲方孔的成型方法，具有原理正确、构思新颖、加工方便、成本低廉的特点。采用以上方法，只需使用普通机床，就能较好地解决这一特殊加工难题。3种方法均很实用，特别是模具成型法，能收到优质高产低消耗的效果，具有良好的经济效益，值得推广应用。