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CN1209764A - 开槽构件的制造 - Google Patents

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Bishop Steering Pty Ltd
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Abstract

本发明涉及一种在构件(1)的孔内制造多个纵向延伸槽的方法。这种构件的一个例子是汽车动力转向旋转阀的套管件。更具体说,本发明旨在一种尽量减少套管件槽边毛刺的一种方法。该方法包括以下几步:将所述构件(1)夹紧在工件夹具的夹紧装置(2)内;进行第一次切削操作(5),其中通过刀具(5)的一系列逐步加深的切削行程在该孔内加工出所述槽;进一步加工(30)该构件的所述孔,对该孔的所述进一步是在加工构件仍被夹紧在所述夹紧装置内的同时进行,其特征在于,在所述构件仍被夹紧在所述夹紧装置内的同时,所述槽经历类似于第一次切削操作的第二次切削操作(5)。

Description

开槽构件的制造
技术领域
本发明涉及一种在一构件的孔内制造多个纵向延伸槽的方法。这种构件的一个例子是汽车动力转向旋转阀的套管件。更具体说，本发明涉及一种尽量减小套管件的槽边毛刺的一种方法。
背景技术
与本发明的技术最接近的现有技术由US专利5,328,309(Bishop etal),US专利5,292,214(Bishop et al)公开。这些现有技术参考文献涉及在动力转向阀的套管的孔内加工出槽的“开槽机械”。这些机械的设计要求各槽用指状切削刀具自转动的坯件的孔内挖出，其中，指状切削刀具安装在一切削轴上，该切削轴以一系列逐步加深的切削行程和回复行程绕轴作往复角运动，从而形成(通常)呈封闭腔形式的槽，该封闭腔在纵向断面上呈弧形或部分弧形。套管夹在一工件夹紧卡爪内，接着再装到工件夹紧轴上，该工件夹紧轴的旋转轴线相对于切削轴轴线垂直并偏置。通过每加工一个槽之后精确地分度旋转工件夹紧轴，就在套管中精确地加工出所要求数目的槽，通常对大部分应用于汽车的场合而言是4,6,8,10或12个槽。
开槽引起的一个问题是，钻孔材料往往会在每个被切削的槽的边缘产生毛刺。一旦在套管的孔内加工出一排槽后，可采用一镗孔刀具实现孔的精整操作。这种方法在US专利5,390,408(Bishop et al)中公开过。但是在该操作中，发现镗孔刀具将毛刺沿旋转方向推到槽边缘，造成毛刺材料从各槽的一边向槽伸出。对一典型的槽宽为如4.5mm的槽而言，毛刺伸出量大概在如30-70μm的量级。
槽边毛刺的问题是它们影响“助力操纵”并增加操作动力转向阀过程中产生的噪音。业已发现对套管的槽加工的上述限制制约了转向器阀的设计，本发明的目的是通过将套管边缘产生的毛刺减到最少来缓和该状况。
发明概述
根据第一个主要方面，本发明涉及一种在一构件的孔内加工至少一个纵向延伸槽的方法，包括以下几步：将所述构件夹紧在工件夹具的夹紧装置内；完成第一次切削操作，其中，通过刀具的一系列逐步加深的切削行程在该孔内加工出所述槽；进一步加工该构件的所述孔，对该孔的所述进一步加工过程是在构件仍被夹紧在所述夹紧装置内的同时进行，其特征在于，在所述构件仍被夹紧在所述夹紧装置内的同时，所述槽经历类似于第一次切削操作的第二次切削操作。
根据第二个主要方面，本发明涉及一种在一构件的孔内切削加工一排按角度分布的平行的纵向延伸槽的方法，包括以下几步：将所述构件夹紧在工件夹具的夹紧装置内，该工件夹具安装在一可分度的工件夹紧轴上；完成第一次切削操作，其中通过第一刀具的一系列逐步加深的切削行程在所述孔内加工出该排槽，切削出各槽之后使所述工件夹紧轴分度旋转；进一步加工该构件的所述孔，对该孔的所述进一步加工是在所述构件仍被夹紧在所述夹紧装置内的同时进行，其特征在于，在所述构件仍被夹紧在所述夹紧装置内的同时，所述槽经历类似于第一次切削操作的第二次切削操作。
最好在对所述孔的所述加工和所述第二切削操作期间，构件仍被夹紧在与所述第一切削操作期间相同的位置和方向。
在所述孔的所述加工之后，并在该构件仍被夹紧在所述夹紧装置内的同时，所述工件夹紧轴最好在所述切削操作之前被顺时针或逆时针作小量分度旋转。
在第一实施例中最好利用第一切削刀具完成第二次切削操作。
在第二实施例中，第二次切削操作最好采用宽度大于所述第一切削刀具的第二切削刀具。第一和第二切削刀具最好都安装在同一刀具头上。
附图简要说明
下面借助附图举例说明本发明：
图1是根据本发明第一实施例的开槽机械的局部剖开的立体图；
图2是一套管的垂直局部剖视图，该套管带有与图1所示机械的切削刀具相关的端部封闭槽；
图3(a),3(b),3(c)是沿Ⅱ-Ⅱ线所取的套管上的槽的横剖视图，分别是在第一次切削操作，镗孔操作和第二次切削操作之后。
本发明实施方式
图1是一开槽加工机械，该机械在工件夹紧轴3的卡爪2内夹有套管1，工件夹紧轴3安装在机座4上可旋转和轴向滑动。切削刀具5固定在从切削轴7伸出的臂上。切削轴7可在大约45度角内摆动，图示为切削刀具5位于上极限位置。切削轴7被枢轴支承以便绕轴线8在轴托架9内旋转，其中轴托架9本身绕轴线10被枢轴支承在切削舱11内。轴托架9典型的摆动角是大约8度。
将往复运动传递给装在切削舱11内的切削刀具5的凸轮驱动装置，这里不作说明，因为在US专利5,292,214(Bishop et al)已充分公开。横切进给机构可以是上述参考现有技术中所描述的机械凸轮驱动型，或者是适当的数控伺服驱动机构，适于传递切削舱11和套管之间的相对线性水平运动，从而为切削过程中横向进给切削刀具5提供一种手段。
工件夹紧轴也适于作轴向(垂直方向)的线性运动，该线性运动在操作中类似于上述供参考的现有技术US专利5,328,309(Bishop et al)中所述的线性运动，或者作为另一种选择也可采用适当的数控伺服驱动方法。这允许套管可轴向离开切削刀具。
但是，在另一种未示出的实施例中，工件夹紧轴与切削刀具之间相对的垂直方向线性运动可通过设置一个可垂直移动的切削舱来实现。
开槽机械包括一镗孔组件20，其操作类似于US专利5,390,408(Bishop et al)中所述的镗孔组件，其中有更详尽的说明。镗孔组件20有一滑动主轴21，该主轴轴线被加工成与机座4内支承工件夹紧轴3的轴承精确地保持在一条线上。主轴21包括可旋镗钻杆30，镗杆上装有镗孔刀具22。当切削刀具5让开时，就可以完成对套管1的镗孔操作，在该操作过程中，工件夹紧轴3保持静止，旋转镗孔刀具22插入到套管1的孔内。或者钻杆30也可以不转而工件夹紧轴3由一电机(未示出)驱动旋转。从而实现镗孔工序。
图2示出了在切削一个端部封闭的弧形槽12时套管1与切削刀具5的相对位置关系。为便于说明，该实施例将描述切削一排槽，其中各槽均与槽12类似。但是，应该理解，本发明的方法可以用于加工多种构形的槽，如下述专利申请所公开的槽：1995年10月31日提交的名称为“构件及其制造方法”的澳大利亚临时专利中请No.PN6288，和1996年6月26日提交的名称为“开槽构件及其制造方法”的澳大利亚临时专利申请No.PO0647。
在第一次切削操作中，在套管1的孔内切削出一排端部封闭的槽12，是用切削刀具5在一系列逐渐加深的切削行程中挖出各槽。工件夹紧轴3，以及被夹紧套管1，在切削各槽之前被精确分度。一旦所有槽都切出，用镗孔组件20完成镗孔操作，同时套管1仍被夹紧在工件夹紧轴3的卡爪2上与第一次切削操作期间相同的位置和方向上。完成镗孔操作之后，用切削刀具5完成第二次切削操作，同样套管1仍被夹紧在工件夹紧轴3的卡爪2上与第一次切削操作期间相同的位置和方向上。该第二次切削操作通过将第一次切削操作和其后的镗孔操作中产生的毛刺突起清除掉，减少了槽的侧边缘上存在的毛刺量。
图3(a)所示为套管1的槽12在第一次切削操作后的横截面。作为第一次切削操作的结果，毛刺在槽12的边缘14,15上形成，沿径向伸入套管的孔内。
图3(b)所示为套管1的槽12在镗孔操作后的横截面。该镗孔操作中，镗杆30沿箭头B方向旋转，或者作为另一种选择钻杆30不转。而工件夹紧轴沿与箭头B相反的方向旋转，作为该镗孔操作的结果，边缘14上的毛刺沿周向偏转，并且现在悬垂在槽12上，而边缘15上的毛刺大致被清除掉了。
图3(c)所示为套管1的槽12在第二次切削操作后的横截面。作为第二次切削操作的结果，残留在边14上的毛刺被大致清除掉了。
在完成镗孔操作之后以及在第二次切削操作之前，可以完成一个附加步骤：在套管仍被夹紧的同时，使工件夹紧轴顺时针和/或逆时针小量地分度旋转。该小量的分度旋转可以在例如0.05度的数量级，并容许切削刀具5在第二次切削操作中能刮削过槽边。
在可选的另一实施例中，第二次切削操作可以例如用一宽度稍大于第一次切削操作中所用切削刀具的切削刀具来完成。为了进行这样的切削操作，可以采用备有两个或多个独立切削刀具的机械。这样一种在同一刀具头上安装两个切削刀具的切削装置，可参见前面提过的澳大利亚临时专利申请No.PO0647，其公开的内容在此作为参考。
通过按上述方式在开槽套管件镗孔后再进行第二次切削操作，发现其产生的槽边上毛刺的减少改善了“助力操纵”特性并降低了在装配动力转向阀的操作过程中产生的“嘶嘶”的噪音。
该领域的熟练人员可以看出，对本发明可以作出多种改动和改良，但不超出本发明的范围。

Claims (7)

1．一种在一构件的孔内切削加工出至少一个纵向延伸槽的方法，包括以下几步：将所述构件夹紧在工件夹具的夹紧装置内；完成第一次切削操作，其中通过刀具的一系列逐步加深的切削行程在该孔内加工出所述槽；进一步加工该构件的所述孔；对该孔的所述进一步加工是在构件仍被夹紧在所述夹紧装置内的同时进行，其特征在于，在所述构件仍被夹紧在所述夹紧装置内的同时，所述槽经历类似于第一次切削操作的第二次切削操作。
2．一种在一构件的孔内切削加工一排按角度分布的平行的纵向延伸槽的方法，包括以下几步：将所述构件夹紧在工件夹具的夹紧装置内，该工件夹具安装在一可分度的工件夹紧轴上；完成第一次切削操作，其中通过第一刀具的一系列逐步加深的切削行程在所述孔内加工出该排槽，切削出各槽之后使所述工件夹紧轴分度旋转，进一步加工该构件的所述孔，对该孔的所述进一步加工是在所述构件仍被夹紧在所述夹紧装置内的同时进行，其特征在于，在所述构件仍被夹紧在所述夹紧装置内的同时，所述槽经历类似于第一次切削操作的第二次切削操作。
3．按权利要求2所述的方法，其特征在于，在对所述孔的所述加工和所述第二次切削操作期间，构件仍被夹紧在与第一次切削操作期间相同的位置和方法。
4．按权利要求3所述的方法，其特征在于，在该孔的所述加工之后，并在该构件仍被夹紧在所述夹紧装置内的同时，所述工件夹紧轴最好在所述切削操作之前被顺时针或逆时针作小量分度旋转。
5．按权利要求3所述的方法，其特征在于，利用第一切削刀具完成第二次切削操作。
6．按权利要求3所述的方法，其特征在于，第二次切削操作采用宽度大于所述第一切削刀具的第二切削刀具。
7．按权利要求6所述的方法，其特征在于，第一和第二切削刀具都安装在同一刀具头上。
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