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部品の小さな止まり穴をフライス加工するプロセス

SD-95タイプの電磁速度走行距離計のスピンドルを開発する際、小さなブラインド角穴の処理という特別な問題に遭遇しました。 図1に部品を示します。速度走行距離計が動作しているとき、メーターとセンサーは柔軟なシャフトで接続されています。 トルクを伝達するために、一辺の長さがわずか2.75 mm(7/64インチ)で作業長が8 mmの正方形の止まり穴がスピンドルに加工されています。さらに、角穴の後部にある深い円形の穴は、角穴の外接円の直径よりも大きく、ソフトシャフトヘッドの軸方向の乱れと半径方向の振動に対応し、潤滑油を貯留する必要があります。シャフトのバッチサイズが大きいため、特別な加工方法を採用することは不可能であるため、製品の生産制約要因となり、経済的利益に影響を与えています。
 
速度走行距離計スピンドル角穴部品の図面
図1 速度走行距離計スピンドル角穴部品の図面

穴は止まり穴であり、直径が小さいため、アンダーカットを事前に作成することはできず、切りくずの除去が困難であるため、切断や打ち抜きなどの従来の切りくず処理方法は使用できません。
したがって、最初に底部の穴を使用してから、シャフトに半径方向の圧力を加えることを検討します。 丸形および角形のチップレス成形プロセスによって形成されるように、塑性変形されます。 上記の考えに基づいて、私たちはさまざまな圧力成形法を考案して実践しました。 以下は角穴形成のいくつかの方法です。

第二に、スタンピング成形法
プロセスの手順は次のとおりです。
ラフカーのf6mmセクションの荒削りはf7.2mmで、ドリルの内側の穴はf4mmの深さと20mmです。ワークを取り外し、2.75mm角のマンドレルを穴に挿入します。 正しい向きを見つけた後、上型と下型を備えたV型はパンチングマシンで90度になり、内側と外側が四角になり、長さが8mmになり、その後コアロッドが取り出されます(図2)。
 
 ブラインドホールスタンピング
図2 ブラインドホールスタンピング

この方法には、単純なプロセスステップ、便利な金型製造、および短い生産サイクルという利点があります。 欠点は、加工中にワークの軸方向が拘束されていない自由な状態であるため、押圧力の作用によりスピンドルが曲げ変形しやすいことです。 正方形の穴と外側の円との同軸性を確保することは困難です。 同時に、マンドレルは簡単に壊れてしまい、取り出しが難しく、労働者の労働強度は大きい。 また、ワークの外側部分が変形した後、完成した機械の外側の円にとって不便です。
実用的な四角いコアロッドは、白いスチールナイフ素材で作られており、ワイヤーカットで直接作られているため、強度が優れています。
コアを引っ張るロッドを容易にするために、縦方向に1:100の傾斜が作られています。 同時に、スタンピング中はいつでも潤滑に注意を払い、特別なツールを使用してコアロッドを引き抜く必要があります。 このメソッドは、85%未満の本物のレートであり、少量生産にのみ適しています。

第二に、ロールフォーミング

処理手順:ラフカーのf6mmセグメントの外円はf7.2mmまで、F4mmドリル深さ20ミリメートル穴の深さはf5mm、3mmです。ワークピースをアンロードせずに、2.75mm角のマンドレルを旋盤心押し台の特別なライブトップに固定し、穴に挿入してf5mmの穴に合わせます。 次に、旋盤が開始され、正方形のコアセグメントがローラーで押されて収縮穴が変形し、正方形のコアの拘束下で正方形の穴が形成されます。マンドレルの外に転がり後に駐車3)を添えます
 
角穴圧延成形法
図3 角穴圧延成形法

 
この方法には、ワークピースがアンロードされず、すべてのステップが旋盤で完了するため、成形後の角穴が外側の円と高い同軸度を維持でき、品質を簡単に確保できるという利点があります。また、設備要件は低く、普通の旋盤であり、特に中小企業に適しています。欠点は、圧延時の半径方向の力が大きいため、ワークが発熱し、振動が発生することです。実際には、大きなラジアル力の問題を克服するために、フロントとリアのダブルローラーを同時に供給する方法が採用され、油圧トランスミッションが使用されます。 半径方向の力は実質的に互いに相殺され、圧延速度も加速され、効果は良好です。ただし、この方法はツールホルダーの送り機構をより複雑にし、バッチサイズが大きい場合によく使用されます。 このプロセスの成功の鍵は、圧延速度と送り速度の習熟です。 所定の位置に丸めるだけでなく、四角い穴の形状がいっぱいになり、外側の円の仕上げのマージンを失わないように、過度にならないようにします。 圧延前のブランクの外径、圧延速度、圧延送り量などの特定のパラメータは、プロセステストによって取得できます。

第三に、金型成形方法
大量生産のニーズを満たすために、生産性を大幅に向上させる特殊な金型を開発しました。
プロセスの手順は次のとおりです。
旋盤の大まかな回転の後、f6mmセクションの外側の円が洗練され、研削代が残ります。 ドリルの内側の穴はf4mmの深さおよび20mmで、穴はf5mmの深さおよび3mmの深さであり、位置決め基準として使用されます。 その後、スタンピング装置でカスタムスタンピングダイが使用されます。 材料を穴に移すために、4つの溝が正方形の穴セクションの対応する直径でプレスされます。 マンドレルの共同作用の下で四角い穴が形成され、特定の成形プロセスは図2に示されるとおりである。 特殊な成形金型を図5に示します。
 
金型成形方法
図4金型成形方法

金型の動作状態は次のとおりです。加工物9は、完成した車両の外周によって凹型本体6に配置される。パンチングマシンが上部ダイプレート8を押し下げると、ワークピースはまず位置決め面の上部ジャッキ12によって押される。ウェッジ17は水平レール19に沿ってスライダ18を左に押し、移動カム15はピン16によって駆動されて左方向に移動する。カムランプはローラー2と協働して、正方形のコア3を強制的にワークピースの内側ボアに上向きに移動させ、f5 mmの穴で穴の中心を合わせます。上部テンプレートは引き続き下方向に移動しますが、このとき、ウェッジコラムはアイドルストロークであり、上部エジェクタピンはスプリング10の作用により緊密な状態に保たれ、ワークピースが確実に位置決めされます。その後、リングウェッジ14が作業ストロークに入り始め、4つのフォーミングパンチ4が求心方向に一緒に移動するように促され、溝がワークピースに押し出されて穴に凸形状を形成する。四角い穴は、四角いコアの共同作用によって形作られます。戻りストロークで、上部ダイプレートが前進し、リングウェッジ14が最初にフォーミングパンチを外し、フォーミングパンチがリターンスプリング5の作用で元の位置に戻ります。次に、ウェッジ17がスライダー18を右に押し、それに応じてカムを右に移動し、正方形のコアがランプとローラーを通って内側の穴から出る。最後に、上部エジェクタ12がワークピースを解放し、ワークピースを取り出すことができ、作業サイクルが完了します。
 
角穴成形型
図5 角穴成形型
1、7、13. 接続ネジ
2
. ホイール
3.スクエアコア
4.パンチ5の形成
10.スプリングのリセット
6.凹面体
8.上部テンプレート
9.ワーク
11.調整ねじ
  12.上部イジェクター
14.リングウェッジ
15可動カム
16.ピン
17.ウェッジ
18.スライダー
19.ガイドレール
20.モールドベース

この方法の利点は、ワークの外円が仕上げ車を通過した後、金型内での位置決め精度が高く、実際の肉厚が減少するため、変形が容易であり、したがって高品質が得られることです。エンボスの量は小さく(片側0.6 mm)、局所的な範囲で実行されるため、ワークピースに作用する押圧力は比較的小さくなります。したがって、スタンピング後のワークの変形も小さく、次の研削プロセスに直接入ることができるため、生産性が大幅に向上します。さらに、この方法は非常に便利で省力であり、労働者の間で人気があります。欠点は、成形後、幅2 mm、深さ0.6 mmの4本の縦溝がワークの外面に残り、研削後に除去できないことです。明らかに、これは図面の要件を満たしていません。この点で、我々はそう思う:溝は理論的には次の研削プロセスにとって不利であるため、実際には溝が局所化されているため、効果は大きくなく、使用時の効果は小さい。タンクは一定量の潤滑油を保存するために使用されるだけなので、実践により潤滑に役立つことが証明されています。そこで、これらの溝が存在できるように、図面に適切な変更を加えました。絞りの要件を完全に満たすためにこれらの溝を削除する必要がある場合は、ブランクの外径を大きくし、成形後に回転させる方法を使用できますが、そうしないことをお勧めします。
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