挤光成型推刀及其制造方法、挤光成型装置和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及挤光成型推刀及其制造方法、挤光成型装置和方法，属于机械加工领域。
【背景技术】
[0002]现有工艺技术中，在材质为碳素结构钢(GB/T700-2006)或低合金高强度结构钢(GB/T1591-2006)等中厚板材上进行通孔加工时的工艺路线为:麻花钻粗钻、半精钻(扩孔)，铰刀精铰；或借助铣床、镗床，采用镗刀粗、精加工而成。
[0003]由于铰加工、镗加工为产生切肩的切削加工，受刀具的刃磨、对刀调整、板材的定位及装夹、设备性能及工艺参数、工人技能等因素的影响，加工精度及生产效率相对较低，通孔表面粗糙度Ra及形状公差(如通孔圆柱度)不易保证。尤其对于公差等级较低、且表面粗糙度Ra有较高要求的基孔制、基轴制配合孔，受麻花钻、铰刀等刃具的限制，采用精钻、精铰的通孔，实际公差带相对于标准公差带变小，必然降低了与其配合件的互换性。
【发明内容】
[0004]为此，本发明所要解决的技术问题在于现有技术中的加工刀具对中厚板上通孔进行加工时不能很好地控制公差带和表面粗糙度Ra，且生产效率低的技术问题，从而提出一种能够很好地控制通孔公差带的、降低通孔内壁表面粗糙度Ra的、不产生切肩的、生产效率高并且使用方便的挤光成型推刀。
[0005]本发明所要解决的技术问题还在于现有技术中的加工刀具对中厚板上通孔进行加工时不能很好地控制公差带和表面粗糙度Ra，且生产效率低的技术问题，从而提出一种能够很好地控制通孔公差带的、降低通孔内壁表面粗糙度Ra的、不产生切肩的、生产效率高并且使用方便的挤光成型装置。
[0006]本发明所要解决的技术问题还在于现有技术中的加工工艺对中厚板上通孔进行加工时不能很好地控制公差带和表面粗糙度Ra，且生产效率低的技术问题，从而提出一种能够很好地控制通孔公差带的、降低通孔内壁表面粗糙度Ra的、不产生切肩的、生产效率高并且使用方便的挤光成型方法。
[0007]为解决上述技术问题，本发明的一种挤光成型推刀，包括沿轴线方向同轴依次设置的用于将挤光成型推刀引入待加工通孔的导入段、用于对待加工通孔进行挤光的工作段和接受外力作用的压柄段，所述压柄段截面直径小于所述成型齿的截面直径，所述工作段的外壁上从导入段向着压柄段方向沿轴线依次成型有均为环形齿的多个挤光齿、至少一个成型齿和至少一个校正齿，所述挤光齿与导入段之间以及相邻各齿之间均成型有用于容纳润滑油和碎肩的容纳槽，多个所述挤光齿和至少一个成型齿的横截面直径从导入段向着压柄段方向以一定递增量逐渐增大，所述成型齿与所述校正齿的纵截面形状全等，各齿的齿面两侧均成型有倒圆。
[0008]本发明的挤光成型推刀，所述递增量为0.1±0.02mm。
[0009]本发明的挤光成型推刀，所述导入段的纵截面积从一端向靠近所述挤光齿的一端逐渐增大，所述导入段的最大纵截面形状与最接近所述导入段的挤光齿的纵截面形状全等。
[0010]本发明的挤光成型推刀，所述挤光齿为4-8个并等距排布，成型齿与校正齿各一个。
[0011]本发明的挤光成型推刀，各齿的表面硬度为58-62HRC，并且表面粗糙度Ra 0.8um。
[0012]本发明的一种挤光成型装置，包括，工作台，设置在所述工作台上的用于承载待加工板的支撑座，设置在所述支撑座上方的压板，设置在所述压板下方的至少一个挤光成型推刀，以及为所述压板提供压力进而推动挤光成型推刀对待加工板进行挤光加工的动力装置，所述挤光成型推刀为上述的挤光成型推刀，所述压柄段连接在压板上，所述导入段对应待加工板上的所述待加工通孔设置。
[0013]本发明的挤光成型装置，所述支撑座上对应挤光成型推刀的设置区域成型有通孔，所述支撑座的下方与工作台之间设置有容油盒，所述容油盒的开口对应所述通孔设置。
[0014]本发明的一种挤光成型方法，包括如下步骤:
[0015]S1:当待加工通孔的公称直径大于16mm时，先将待加工通孔粗钻至公称尺寸的75% -85%，表面粗糙度RaS 25.0 μ m ;然后再将待加工通孔扩孔加工至尺寸小于公称尺寸0.25mm 至 0.5mm,表面粗糖度 Ra < 12.5 μ m ；
[0016]当待加工通孔的公称直径不大于16mm时，直接将待加工通孔加工至尺寸小于公称尺寸0.25mm至0.5mm,表面粗糖度Ra < 12.5 μ m
[0017]S2:采用上述的挤光成型推刀对扩孔后的待加工通孔进行挤光成型，使得导入段和工作段依次通过待加工通孔，完成挤光成型。
[0018]本发明的一种挤光成型方法，包括如下步骤:
[0019]S1:当待加工通孔的公称直径大于16mm时，先将待加工通孔粗钻至公称尺寸的75% -85%，表面粗糙度RaS 25.0 μ m ;然后再将待加工通孔扩孔加工至尺寸小于公称尺寸0.25mm 至 0.5mm,表面粗糖度 Ra < 12.5 μ m ；
[0020]当待加工通孔的公称直径不大于16_时，直接将待加工通孔加工至尺寸小于公称尺寸0.25mm至0.5mm,表面粗糖度Ra < 12.5 μ m
[0021]S2:采用上述的挤光成型装置对扩孔后的待加工通孔进行挤光成型，使得导入段和工作段依次通过待加工通孔，完成挤光成型。
[0022]本发明的一种挤光成型推刀的制造方法，包括以下步骤:
[0023]al:将加工材料进行锻打并在锻打后进行球化退火；
[0024]a2:对加工材料进行粗加工，为导入段表面以及挤光齿、成型齿和校正齿的齿面预留0.8mm-1mm厚的加工余量；
[0025]a3:淬火、回火，使表面硬度到58?62HRC ；
[0026]a4:按照上述的挤光成型推刀的形状，依照导入段、挤光齿、成型齿和校正齿的顺序逐个进行磨削加工，将各部位的公称直径、形位公差和表面粗糙度加工至所需要求，得到上述的挤光成型推刀。
[0027]需要指出的是，本发明中的横截面是指垂直于轴线的面。
[0028]本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点:
[0029](I)本发明的挤光成型推刀通过待加工通孔时，齿面带有倒圆的挤光齿、成型齿和校正齿对待加工通孔的内壁产生与板面方向平行的挤压力σ R和与倒圆切线方向垂直的推力，在0#和0#的作用下，使待加工通孔的内壁的表层向着待加工通孔的径向和轴向产生塑性变形，待加工通孔的内壁表层发生晶格扭曲、位错与孪晶，出现冷作硬化现象，强度及硬度提高，从而形成了塑性形变光亮面。挤光齿和至少一个成型齿的横截面直径逐渐增大，因而当挤光齿和成型齿通过待加工通孔时，待加工通孔的孔径逐渐挤压增大(而非通过切削的方式进行扩孔)，孔径逐渐扩张到成型齿的直径，挤光齿使待加工通孔内壁的表面粗糙度逐渐降低，成型齿、校正齿直径相同，并且等于被加工通孔公称尺寸，由成型齿使待加工通孔的孔径与表面粗糙度Ra达到设计值，校正齿可进一步校正和稳定待加工通孔的孔径和表面粗糙度Ra，加工完成后通孔的表面粗糙度能达到Ral.6um以下。本发明的挤光成型推刀在使用时，只需使用压板将挤光成型推刀压入并通过待加工通孔即实现了挤光成型加工，通过待加工通孔与挤光成型推刀的配合即可起到固定定位作用，不需要使用其它设备和方式来固定安装挤光成型推刀，因为本发明的挤光成型推刀使用方便，生产效率高，对于机床、夹具等设备及工人的要求低。
[0030](2)本发明的挤光成型装置，通过将挤光齿和成型齿的递增量设置成0.1±0.02mm，使得待加工通孔的孔径受到挤光齿和成型齿的作用而逐渐增大，在提高加工效率的同时获得预期的表面挤光成型效果。
[0031](3)本发明的挤光成型装置