一种弹簧钢细长杆件加工方法与流程

本发明涉及细长杆件加工领域，特别涉及一种弹簧钢细长杆件加工方法。

背景技术：

弹簧钢，是一种特殊的钢材，在机械领域运用很广，其根据需求，被加工成各种形状以及尺寸；

如今需要加工一种直径在3mm-5mm之间的弹簧钢细长杆件，杆件长度在200-300mm之间；

但是在加工中遇到一系列问题，通过传统的机床，采用传统的顶尖加车削的加工方式，由于需加工的成品直径较小同时直径与长度的比值较小，所以加工过程中，特别是车削过程中，会形成两种作用力，一是切削自身所带的切削力，二是来自顶尖向前的推力，当车削直径越小时，受此切削力和顶尖推力，极易使杆件弯曲变形，直径越小，弯曲越明显，影响加工效果，同时杆件产生的振动很大，所加工的成品不符合标准（尺寸不精确或加工过程断裂），但是目前的情况又无法像大型杆件那样在杆件中段的底部增加支撑，因为尺寸太小了，增加支撑很容易在加工过程中造成干涉；

所以急需一种新的加工方式克服这种细长杆件加工中振动的问题，完成这种特殊杆件的加工。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术中所存在的上述不足，提供一种有效克服弹簧钢细长杆件加工中弯曲和振动的问题、使弹簧钢细长杆件加工成型效果更好、精度更高的弹簧钢细长杆件加工方法。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

一种弹簧钢细长杆件加工方法，其步骤包括：

A、加工50CrVA(即弹簧钢)坯料，使其形成杆件；

B、对杆件进行调质热处理；

C、对进行步骤B后的杆件进行张拉并保持其张拉状态；

D、对张拉状态下的杆件进行车铣加工，最终形成的杆件的小径段直径在3mm-5mm之间，杆件长度在200-300mm之间。

本方案是在背景技术的前提下，进行研发的过程中得到的可以解决具体问题的工艺，最初的方案是想到对50CrVA弹簧钢进行张拉后进行车削或铣削加工，这样可以有效地减少其在加工过程中的弯曲和振动发生，但是在中途发现这种情况不是很稳定，在对50CrVA弹簧钢进行这种加工方式后，加工过程依然不稳定，依然会因为弯曲和振动（相比以前少了很多）和张拉状态下杆件本身的转动（杆件两端不可能完全地同步，会有一定程度的形变）而断裂，而后经过研发，在杆件加工前先对其进行调质热处理，在调质热处理到一定的HRC要求后，再进行后续的张拉，再进行加工（杆件因为张拉产生的应力能够有效抵消掉背景技术中所述的切削力，有效解决弯曲和振动的问题），同时因为进行了调质热处理，再未出现断裂的情况，可以按照设计要求，使弹簧钢细长杆件加工成型，有效克服弹簧钢细长杆件加工中振动的问题、使弹簧钢细长杆件加工成型效果更好、精度更高。

作为本发明的优选方案，步骤B中，调质热处理满足条件HRC:40-45，（HRC是洛氏硬度），所述调质热处理按照这个硬度的要求进行，可以使进行完步骤B的杆件的机械性能更好，使后续的步骤C和步骤D的加工效果更稳定更好。

作为本发明的优选方案，步骤A中，通过加工形成杆件时，杆件两端预留用于后续夹持的部分，夹持部分的口径面积比杆件中部的口径面积大，使夹持跟稳定，同时使夹持部件也不用做太小，降低加工成本。

作为本发明的优选方案，步骤A中，所述杆件两端预留的用于后续夹持的部分横截面为非圆形，使杆件旋转进行车削加工时夹持部分受力更稳定，夹持效果更好。

作为本发明的优选方案，步骤C中，通过在机床主轴端部同轴安装夹套结构，实现对所述杆件一端的夹持，杆件的另一端被夹持在一反向回转装置上，该反向回转装置安装于机床上并能够在主轴轴向上移动或锁定其在主轴轴向上的自由度，实现对所述杆件的张拉，如果采用全新的机床对这种弹簧钢细长杆件进行加工则成本太高，所以需要在现有的传统机床上进行改造，节约成本，改造主轴处，使在主轴端部同轴安装夹套结构对杆件一端实现夹持，而原本机床的顶尖端则设置所述反向回转装置，所述杆件另一端夹持在所述反向回转装置内并与主轴轴线同轴且能够饶主轴轴线旋转，夹持后反向回转装置移动实现对杆件的张拉，加工时主轴旋转带动杆件旋转即可按照要求完成车削加工。

作为本发明的优选方案，步骤C中，所述反向回转装置上包括轴承，所述杆件端部被夹持在轴承内并和主轴同轴，结构简单，使杆件能够更好地同时实现张拉和旋转的职能。

作为本发明的优选方案，步骤C中，通过所述反向回转装置对杆件进行张拉时，在杆件未张拉时在反向回转装置上安装压力表，该压力表能够测量反向回转装置在主轴轴向上移动时某一表面对压力表造成的压力，以此间接监控所述杆件的张拉程度，因为这是应用到这么细的弹簧钢杆件上的一种新的加工方法，所以最开始这个张拉的度不好把握，张拉不足和过度都无法达到预期的好的效果，但是又无法直接测量杆件的张拉状态，后来经过研发，发现了这种增加压力表间接测量的方式，不仅成本低，也更够很好地测量杆件的张拉效果，具体的，在杆件未张拉的正常状态下时，安装所述压力表，使压力表顶住被主轴轴线或与该轴线平行的线穿过的反向回转装置上的表面，反向回转装置平移的距离不同，则压力表测出的压力不同，进行多次加工，选择对应的加工效果最好的一次或几次采集其压力参数，取一个参数区间，以后的再次加工则控制这个压力表的数值在这个区间呢，且这个参数区间还可以随着加工次数的增加越来越优化，最终进一步提高杆件的加工效果。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

有效克服弹簧钢细长杆件加工中弯曲和振动的问题、使弹簧钢细长杆件加工成型效果更好、精度更高。

附图说明：

图1为本申请实施例中步骤A后的杆件形状示意图；

图2为本申请实施例中步骤B后的杆件形状示意图；

图3为本申请实施例中步骤C后的杆件形状示意图；

图4为本申请实施例中步骤D中的车铣加工后未切断前的杆件形状示意图；

图5为本申请实施例中步骤D中加工完成后的杆件形状示意图；

图中标记：1-夹持部分，2-小径段。

具体实施方式

下面结合实施例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。

实施例1

如图1-5，一种弹簧钢细长杆件加工方法，其步骤包括：

A、加工50CrVA坯料（具体的，本实施例中，坯料长度大于等于293mm，直径为13mm），使其形成杆件，通过加工形成杆件时，杆件两端预留用于后续夹持的部分，夹持部分1的口径面积比杆件中部的口径面积大，杆件中部的小径段2为10mm直径，两端的夹持部分1横截面内最长的截面线为12mm，单侧的夹持部分1段各长35mm，所述杆件两端预留的用于后续夹持的部分横截面为非圆形，如图1；

B、对杆件进行调质热处理，调质热处理满足条件HRC:40-45，热处理后对杆件进行再次切削，两端的夹持部分1横截面内最长的截面线为11mm，且一端夹持部分1被加工成和中部小径段2一样的尺寸，横截面也为圆形，用于步骤C中与反向回转装置的连接，如图2，此时两个夹持部分1中大口径的夹持部分1用于与主轴连接，可以减小主轴的改造成本，同时能够更方便工人的装夹过程（如图3中的A端的夹持部分1），而另一部分和杆件中部的小径段2尺寸一样的夹持部分1则直接被夹持在反向回转装置（的轴承）上（如图3中的B端部分），可以在主轴带动杆件绕自身轴线旋转时，杆件与反向回转装置连接的一端产生的扭力更小（匹配的轴承更小，则轴承产生的阻力更小），提高加工稳定性和精度，如图2；

C、对进行步骤B后的杆件进行张拉并保持其张拉状态，具体的，通过在机床主轴端部同轴安装夹套结构，实现对所述杆件一端的夹持，杆件的另一端被夹持在一反向回转装置上（也通过夹套结构进行夹持），如图3，反向拉紧方向如图中箭头所示，该反向回转装置安装于机床上并能够在主轴轴向上移动或锁定其在主轴轴向上的自由度，实现对所述杆件的张拉，所述反向回转装置上包括轴承，所述杆件端部被夹持在轴承内并和主轴同轴，通过所述反向回转装置对杆件进行张拉时，在杆件未张拉时在反向回转装置上安装压力表，该压力表能够测量反向回转装置在主轴轴向上移动时某一表面（该表面被主轴轴线或与该轴线平行的线穿过）对压力表造成的压力，以此间接监控所述杆件的张拉程度；

D、对张拉状态下的杆件进行车铣加工（车削加工和铣削加工），最终形成的杆件的小径段2直径在3mm-5mm之间（本实施例中为4mm，公差不超过0.03），如图4，随后按照需求切断杆件（切断后杆件长度在200-300mm之间，本实施例中为235mm，0.2mm公差），使小径段2和夹持部分1分离，如图5范围，再用磁粉探伤检测，合格的杆件则加工完毕。