轴的加工方法与流程

本发明涉及一种轴的加工方法。

背景技术：

轴是一种支承转动零件并与之一起回转以传递运动、扭矩或弯矩的机械零件，在各种机械产品中的应用均十分的广泛。

轴的加工一般可概括为三个阶段：粗加工阶段、半精加工阶段和精加工阶段，其中粗加工阶段主要包括毛坯处理和粗加工，该阶段的主要目的是用大的切削量来切除大部分的余量，把毛坯加工到接近轴的形状和尺寸，只留下少量的加工余量，通过该阶段还可以及时发现毛坯内部的裂痕等缺陷；半精加工阶段主要包括调质处理和半精加工，调质处理的目的是提高轴的硬度，半精加工主要是并对轴的两个端面和外圆进行半精车处理，同时对轴上的孔进行加工，该阶段主要是为精加工做准备，对于一些要求不高的表面，经该阶段加工后即可满足使用的需求。

现有的在对轴上的孔进行加工时，由于钻头钻孔时与轴之间不断的进行摩擦，故在钻头上将会产生大量的热量，为了加快该热量的散发，钻孔的时候会同时喷洒冷却液，但在加工一些较深的孔时，钻头的散热条件较差，此时需要加大冷却液的喷洒量才能满足要求，但目前的冷却液的喷洒速度都是恒定的，不能自动的根据钻孔深度的增加而加大冷却液的流量，现有的办法是钻头钻一段时间后，将钻头从孔内取出冷却一段时间，如此往复，这无疑将大大的降低钻孔的效率。

技术实现要素：

本发明意在提供一种轴的加工方法，以解决冷却液的流量不能自动根据钻孔深度增加而加大的问题。

本方案中的轴的加工方法，包括粗加工阶段、半精加工阶段和精加工阶段，在半精加工阶段中包括钻孔过程，钻孔过程使用一种钻孔机，包括安装机构、钻孔机构和冷却机构；

安装机构包括底座，在底座上开设有用于放置待加工轴的安装孔，在底座的两侧以安装孔为中心对称设置有第一支架和第二支架，第一支架的上端和第二支架的上端通过横杆进行连接；

钻孔机构包括两端分别滑动连接在第一支架和第二支架上的滑竿，滑竿上滑动连接有钻头，钻头包括切削部和安装部，还包括两个设置在横杆上并分布在钻头两侧的气缸，气缸与滑竿连接；

冷却机构包括安装在底座上部的滑动变阻器和底壁为弹性件的冷却箱，滑动变阻器的动片引脚与安装部之间铰接有连杆，钻头上还开设有冷却水道，冷却水道通过冷却管与冷却箱连接，冷却管内依次开设有与冷却箱相通的第一进水孔、与第一进水孔相通的第一锥度孔和与冷却水道相通的第二进水孔，第一锥度孔的大端与第一进水孔相通，第一锥度孔的小端与第二进水孔相通，在第一锥度孔内设有压簧和钢球，压簧两端分别与钢球和第一锥度孔的大端壁连接，在第一进水孔处的管壁上还设有电磁块，电磁块上设有励磁线圈，励磁线圈与滑动变阻器串联连接，还包括连接杆，连接杆上铰接有安装座，安装座固定在底座上，在连接杆的一端设有压杆，压杆与连杆连接，在连接杆的另一端设有与冷却箱的底壁相抵的顶杆，顶杆距安装座的距离与压杆距安装座的距离之比为1:3；

钻孔过程包括以下步骤：

（1）、将待加工的轴放置在安装孔内，滑动钻头在滑竿上的位置，使得切削部位于轴的正上方；

（2）、启动气缸，气缸的活塞杆伸出，带动滑竿的两端分别沿第一支架和第二支架向下移动，滑竿向下移动的同时带动钻头整体向下移动，钻头的切削部对轴进行孔的加工，在切削部与轴的摩擦作用下，切削部上将产生大量的热量；

（3）、滑竿在带动钻头向下移动的过程中，铰接在滑动变阻器的动片引脚和安装部之间的连杆也将向下移动，连杆向下移动的同时将推动滑动变阻器的动片引脚向远离轴的方向移动，此时滑动变阻器串联在励磁线圈回路的电阻逐渐减小，励磁线圈回路电流逐渐增大，电磁块对钢球的吸引力逐渐增大，钢球逐渐向第一锥度孔的大端移动，钢球与第一锥度孔之间的间隙逐渐增大；

（4）、连杆向下移动的同时，连杆带动压杆一起向下移动，压杆向下移动时作用在连接杆上，使得顶杆端的连接杆向上移动，顶杆向上移动的同时作用在冷却箱的底壁上，冷却箱的底壁在顶杆的作用下发生弹性变形，冷却箱的体积变小，冷却箱中的水进入到冷却管内，由于钢球与第一锥度孔之间的间隙逐渐增大，故经第二进水孔进入到冷却水道内的冷却液的流量也逐渐增大，即随着孔的逐渐加深，冷却液的流量越大，对钻头的冷却效果越好。

当滑动变阻器的动片引脚向远离轴的方向移动时，滑动变阻器接入到励磁线圈回路中的电阻逐渐减小。

本方案的效果在于：1、通过将钻头滑动连接在滑竿上，当对不同的轴进行加工时，滑动钻头在滑竿上的位置，使得钻头始终位于轴的正上方，保证了切削部在对轴上进行钻孔时，钻孔位置的准确性。

2、本方案利用钻头下移时的动力带动滑动变阻器的动片引脚滑动，当钻孔的深度越深时，钻头下移带动滑动变阻器的动片引脚向远离轴的方向移动的距离越大，励磁线圈回路的电阻越小，电磁块对钢球的作用力越大，钢球移动使得钢球与第一锥度孔之间的间隙增大，从而使得冷却液的流量增大，因此本方案能自动的根据钻孔深度的增加而自动的加大冷却液的流量，充分满足钻头的冷却需求，不需要钻一段时间后将钻头取出进行冷却，大大的提高了钻头钻孔的效率。

3、本方案利用连杆的下移带动压杆的下移，压杆下移再通过连接杆的作用使得顶杆上移，顶杆上移使得冷却箱的底壁发生向上的弹性变形，冷却箱的体积减小，冷却箱中的冷却液将自动的进入到冷却管内，同时顶杆距安装座的距离与压杆距安装座的距离之比为1:3，当压杆下移较小的距离时，顶杆将向上移动3倍的距离，保证了顶杆对冷却箱的作用力，因此本方案在通入冷却液时，不需要增设传统的水泵装置，整个结构更加简单。

进一步，在半精加工阶段，将轴进行调质处理，调质处理包括淬火和高温回火，淬火时的加热温度为700-750℃，淬火时间15-20min，高温回火的温度为500-550℃，高温回火时间为1.5-2h，经调质处理后的轴的硬度达到30-35HRC。经调质处理后将轴的硬度提高到30-35HRC，保证轴使用过程中的强度。

进一步，励磁线圈为直流励磁线圈。直流励磁线圈的噪声、脉动小，工作性能稳定可靠。

进一步，轴的材料为45钢。45钢是一种常用的轴的材料，该材料制作出的轴具有较好的性能。

附图说明

图1为本发明实施例钻孔机的结构示意图；

图2为图1实施例中A处的放大图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

说明书附图中的附图标记包括：底座11、第一支架12、第二支架13、滑竿21、安装部22、切削部23、气缸24、滑动变阻器31、连杆32、压杆33、连接杆34、顶杆35、冷却箱36、冷却管37、电磁块38、压簧39、钢球40、冷却水道41、轴4。

一种轴的加工方法，包括以下步骤：

（1）、粗加工阶段包括毛坯处理和粗加工；

毛坯处理：将毛坯放置在切割机上进行切割，切割后的毛坯的长度为20cm，毛坯的材料为45钢；

粗加工：采用数控车床对毛坯粗加工，平毛坯端面，毛坯两端用中心钻打中心孔；数控车床粗加工，以中心孔定位，对毛坯的外圆进行粗加工；

（2）、半精加工阶段包括调质处理和半精加工

调质处理：调质处理包括淬火和高温回火，淬火时的加热温度为750℃，淬火时间15min，高温回火的温度为550℃，高温回火时间为1.5h，经调质处理后的轴4的硬度达到35HRC；

半精加工：以中心孔定位，精车轴4的外圆，然后对轴4进行钻孔处理，钻孔过程使用一种钻孔机，包括以下步骤：

（2.1）、将待加工的轴4放置在安装孔内，滑动安装部22在滑竿21上的位置，使得切削部23位于轴4的正上方；

（2.2）、启动气缸24，气缸24的活塞杆伸出，带动滑竿21的两端分别沿第一支架12和第二支架13向下移动，滑竿21向下移动的同时通过安装部22带动钻头整体向下移动，钻头的切削部23对轴4进行孔的加工，在切削部23与轴4的摩擦作用下，切削部23上将产生大量的热量；

（2.3）、滑竿21在带动安装部22向下移动的过程中，铰接在滑动变阻器31的动片引脚和安装部22之间的连杆32也将向下移动，连杆32向下移动的同时将推动滑动变阻器31的动片引脚向远离轴4的方向移动，此时滑动变阻器31串联在励磁线圈回路的电阻逐渐减小，励磁线圈回路电流逐渐增大，电磁块38对钢球40的吸引力逐渐增大，钢球40逐渐向第一锥度孔的大端移动，钢球40与第一锥度孔之间的间隙逐渐增大；

（2.4）、连杆32向下移动的同时，连杆32带动压杆33一起向下移动，压杆33向下移动时作用在连接杆34上，使得安装顶杆35端的连接杆34向上移动，顶杆35向上移动的同时作用在冷却箱36的底壁上，冷却箱36的底壁在顶杆35的作用下发生弹性变形，冷却箱36的体积变小，冷却箱36中的水进入到冷却管37内，由于钢球40与第一锥度孔之间的间隙逐渐增大，故经第二进水孔进入到冷却水道41内的冷却液的流量也逐渐增大，即随着孔的逐渐加深，冷却液的流量越大，对钻头的冷却效果越好。

（3）精加工阶段，采用磨床对轴4的外圆进行精磨加工，得到成品。

上述方法中使用的钻孔机如附图1和附图2所示：包括安装机构、钻孔机构和冷却机构，其中安装机构包括底座11，在底座11上开设有用于放置待加工轴4的安装孔，在底座11的两侧以安装孔为中心对称设置有第一支架12和第二支架13，其中第一支架12在左，第二支架13在右，第一支架12的上端和第二支架13的上端通过横杆进行连接。

钻孔机构包括两端分别滑动连接在第一支架12和第二支架13上的滑竿21，滑竿21上滑动连接有钻头，钻头包括在下的切削部23和在上的安装部22，安装部22滑动连接在滑竿21上，还包括两个设置在横杆上并分布在钻头两侧的气缸24，气缸24与滑竿21连接。

冷却机构包括安装在底座11上部的滑动变阻器31和底壁为弹性件的冷却箱36，其中滑动变阻器31在在安装孔的左侧，冷却箱36在安装孔的右侧，滑动变阻器31的动片引脚与安装部22之间铰接有连杆32，钻头上还开设有冷却水道41，冷却水道41通过冷却管37与冷却箱36连接，冷却管37内从右到左依次开设有第一进水孔、第一锥度孔和第二进水孔，第一锥度孔的大端与第一进水孔相通，第一锥度孔的小端与第二进水孔相通，在第一锥度孔内设有压簧39和钢球40，压簧39两端分别与钢球40和第一锥度孔的大端壁连接，在第一进水孔处的管壁上还设有电磁块38，电磁块38上设有励磁线圈，励磁线圈与滑动变阻器31串联连接，还包括在连接杆34，连接杆34上铰接有安装座，安装座固定在底座11上，在连接杆34的一端设有压杆33，压杆33与连杆32连接，在连接杆34的另一端设有与冷却箱36的底壁相抵的顶杆35，顶杆35距安装座的距离与压杆33距安装座的距离之比为1:3。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。