顶杆加工工艺及安装分析

王红锦

摘要：顶杆零件要按照工艺要求进行加工，并保证各部分尺寸精度;零件材料应具较高的力学性能，确保在使用过程中的稳定性。安装顶杆时，顶杆应与机床主轴保持同轴，以满足加工铝管的需要。

关键词：顶杆;精度;材料;同轴

0  引言

铝管通常采用无心磨床加工，如果直接磨削会造成它的跳动大，直线度差[1]，切削液冲刷下的铝沫沉积到水箱里最终变成泥状，不能回收利用，而且污染环境。如果采用先车削铝管留一定余量，再磨削的方法，则能提高铝管的直线度，减小跳动量，降低环境污染，而且铝屑还能产生一定的经济效益，与直接磨削相比更加合理。因此笔者结合生产实际设计一顶杆，采用两端顶压的方式加工铝管，有效地提高了铝管的加工质量。下面就顶杆的主要零件进行工艺分析：

1  轴套加工工艺过程

如图1所示，轴套由台阶轴、通孔、螺纹孔、倒角四部分组成，其中Φmm外圆粗糙度为3.2μm，与端面的垂直度为0.03mm，故加工精度要求较高。在钻削M8的内螺纹时，须先用台虎钳固定Φmm轴，再进行攻丝。在安装顶杆时，要用液压卡盘夹持Φmm轴进行固定，所以轴套材料应具有较高的强度、塑性、韧性和综合力学性能[2]，经分析选用45#钢较为适宜，因为是单件生产，所以应使用普通车床加工，并保证各部分的尺寸要求。

轴套加工工艺过程：

①下料：毛坯尺寸为Φ35mm*60mm。

②粗加工。

用三角卡盘夹持毛坯长度45mm，车端面，钻中心孔，然后夹持毛坯左端长度5mm，用顶针支撑右端面，车外圆使其达到尺寸要求：Φ30mm*50mm。

③半精加工。

车外圆Φ20mm*30mm，留精车余量0.05mm。

④精加工。

车外圆Φ20mm*30mm，使其达到尺寸要求。

⑤倒角C2、C1。

⑥用Φ10mm麻花钻，钻通孔。

⑦车端面Φ30mm，控制总长50mm。

⑧倒角C1。

⑨用Φ7mm麻花钻钻孔至轴套中心。

⑩用M8丝锥攻丝。

2  套加工工艺过程

如图2所示，套由螺纹孔和通孔组成，此零件不受外力影响，仅起固定和支撑作用，故材料应具有良好的塑性和耐腐蚀性，且加工和铸造性能较好[3]，经分析选用普通黄铜较为适宜，因为是单件生产，所以应使用普通车床加工，并保证各部分的尺寸要求。

①下料：毛坯尺寸为Φ20mm*25mm;

②精车一端面，倒角C1;

③精车另一端面，倒角C1，达到尺寸要求：Φ20mm*20mm;

④用Φ10mm麻花钻，钻通孔;

⑤用Φ7mm麻花钻钻孔至铜套中心;

⑥用M8丝锥攻丝;

⑦钻盲孔Φ2mm*4mm。

3  轴加工工艺

如图3所示，轴由倒角、轴、圆锥和2处锪口组成，锪口需用螺钉固定，mm*8mm的轴要插入铝管孔中，受孔壁的摩擦，根部受孔端的挤压，故材料应具有较强的机械强度和耐磨性，经分析选用45鋼较为适宜。因为轴起固定和支撑作用，且对跳动量要求很高，所以选用液压卡盘的数控车床加工比较合适。

①下料：毛坯尺寸为Φ10mm*85mm;

②在距端面22mm和20mm处各磨一半圆弧，以达到尺寸要求;

③mm*8mm的轴和锥面待顶杆安装到数控机床后再加工。

4  顶杆的组装

如图4所示，把轴1插入轴套2和铜套4中，然后用2*M8螺钉3固定轴1，销轴5插入铜套4的盲孔中，在加工铝管时，把销轴5插入到壁孔中，防止铝管在车削过程中发生转动。

5  顶杆安装工艺分析

顶杆的装夹特别重要，其跳动大小，直接影响着铝管的加工质量。所以顶杆要与机床主轴保持同轴，经分析应采用液压卡盘，通过镗削软爪[3]的方法夹持顶杆较为合适。根据图样分析轴套的夹持面为Φ20mm*30mm，那么软爪的行程量应选择30mm。

首先根据轴套2的尺寸Φ20mm*30mm，确定软爪的安装位置，在液压卡盘软爪内侧25mm处夹持一个圆柱形支柱支撑卡盘（加紧镗），再对软爪的夹持面进行镗削，使软爪夹持面直径与轴套被夹持部位直径接近相等，达到Φ20.05mm;然后取出支撑柱，接着车削软爪内侧面25mm以外长度（空镗），使其达到Φ21mm，把顶杆塞入液压卡盘中，启动液压开关夹紧顶杆，用数控车床车削轴1，使其达到尺寸要求，最后用百分表检测轴1的跳动量。

6  结论

顶杆与机床主轴同轴，使其跳动量在0.001～0.005mm之间，采用两端顶压的方式固定铝管。在加工铝管过程中使其装卸方便，生产效率高，铝管的加工质量有保障。

参考文献：

[1]董广计.一种中孔座面加工的工艺方法[J].现代车用动力，2001（02）：44-48.

[2]郑建发.异种钢（Q235B与45号钢）焊接技术研究[J].广东化工，2019，46（13）：172-174.

[3]王霞，李占君.金属材料与热处理[M].广州：华南理工大学出版社，2015：187.

[4]吴铁志.数控车削异形件组合软爪设计与应用[J].机械工程师，2019（05）：151-153，157.