一种细长杆类零件的加工方法及细长杆类零件与流程

本发明涉及细长杆类零件加工，具体涉及一种细长杆类零件的加工方法及细长杆类零件。

背景技术：

1、在新型柴油机多缸体组合喷油泵的技术领域中，细长杆类零件作为核心组件，承担着精确调节供油量的关键任务。其精度不仅直接关乎柴油机的整体性能与稳定性，更是技术革新与优化的重要考量点。

2、细长杆类零件的长径比高达44，同时外圆上有12组齿槽，每组个数为2个，另外还有一个平面和3个键槽，现有技术中的细长杆类零件在加工生产过程中，面临着多重挑战与不足，导致零件结构不稳定，容易变形，产品要求外圆的直线度难以达到要求的0.1以内。具体表现如下：

3、1）车削工艺效率低且变形显著：传统车削方案被划分为三个独立工步，过程中由于零件的悬长过大，车削稳定性差，易出现振动和锥度加工问题，导致异常处理耗时增加，车削效率低下。同时，中心孔两次装夹带来的误差，使得尾座顶尖在纠正中心偏差时施加额外应力，导致零件处于受力状态，进而使得零件在加工完成后发生回弹变形，难以满足高精度要求。

4、2）外圆磨削余量冗余，影响加工效率：由于零件细长，车削过程中的显著变形，车削工序完成后，外圆跳动量显著增大，普遍在0.4mm~0.6mm之间，迫使磨削余量不得不设置较大值（通常超过0.6mm），以确保最终尺寸精度。此举虽可勉强达到加工要求，但大幅降低了磨削效率，增加了生产成本。

5、3）零件结构不稳定，变形难以控制：细长杆类零件在经历铣削齿槽、平面及后续加工工序后，因材料去除量大且结构固有特性，零件内应力逐步释放，导致弯曲变形。这一过程在后续加工如铣键槽、钻孔时进一步加剧，最终成品变形量可高达0.4mm，严重影响装配精度与产品性能。

6、4）钳工校直工艺依赖性强，质量波动大：为解决弯曲变形问题，当前采用钳工手动校直方法，其效果完全依赖于操作者的经验与技能水平。此方法不仅加工时间与质量难以控制，还可能因内部应力未充分释放而在后续使用中继续变形，降低了产品的可靠性与用户满意度。

7、5）装配后变形问题频发：据用户反馈，部分喷油泵在使用过程中出现零件拉力异常增大现象，经检测发现为零件外圆发生了一定程度的弯曲变形（约0.2mm~0.3mm）。这一现象根源在于钳工校直过程产生的内部应力，在使用过程中逐步释放，最终导致变形，影响了产品的整体性能与使用寿命。

8、综上所述，现有细长杆类零件的加工方法在生产效率、精度控制、变形预防及校直稳定性等方面均存在显著不足，亟需一种新型加工方案以提升产品质量与生产效率。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提供一种细长杆类零件的加工方法及细长杆类零件，以解决现有细长杆类零件的加工方法在生产效率、精度控制、变形预防及校直稳定性等方面均存在显著不足的问题。

2、为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

3、一种细长杆类零件的加工方法，包括以下步骤：

4、调质处理：将棒料经热处理、淬火处理、回火处理、第一次校直处理和第一次去应力处理；

5、车外形：在调质处理后的棒料的中部车削基准外圆，然后依次车削棒料位于基准外圆一侧的剩余外圆、车削棒料的两端面和车削棒料位于基准外圆另一侧的剩余外圆；

6、校直和去应力处理：将车外形后的棒料经第二次校直处理和第二次去应力处理；

7、磨外圆：将校直和去应力处理后的棒料经外圆磨削处理；

8、铣槽、铣面和钻孔；将磨外圆后的棒料经铣齿槽及平面、铣键槽及扁面和钻孔加工；

9、校直和热定型处理：将铣槽、铣面和钻孔后的棒料经第三次校直处理和热定型处理，得到成品的细长杆类零件。

10、根据上述技术手段，首先对棒料进行调质处理，有效保证了棒料的硬度和直线度，并充分去除了应力，其次，采用的车削方法，实现了车削长度的均分，降低了车削难度，提升了车削效率；同时打中心孔和尾座顶尖顶住中心孔后车外形是一次装夹下完成，保证了中心孔处于主轴中心上，尾座顶尖顶住中心孔时不会产生弯曲应力，有效减少了车削变形量；其三，车削后对棒料校直并去应力，使得棒料在外圆磨削前的直线度得到大幅提高，使得磨削余量大幅降低，磨削效率显著提高，并有效去除了棒料应力，使得铣齿槽及平面和铣键槽后的变形量减小；其四，在磨削后采用的铣齿槽及平面，有效保证了棒料在压紧状态下的精度，为后续校直并热定型处理提供了前提条件；最后采用校直并热定型处理，即可保证细长杆类零件的精度要求。解决了现有细长杆类零件的加工方法在生产效率、精度控制、变形预防及校直稳定性等方面均存在显著不足的问题。

11、优选的，所述热处理为：将棒料在温度为840℃~860℃的条件下保温处理80min~100min。

12、优选的，所述淬火处理为：在淬火油中进行淬火处理。

13、优选的，所述回火处理为：在温度为540℃~580℃的条件下保温处理125min~145min。

14、对淬火后的棒料进行回火处理，使得回火处理后的棒料的硬度为28hrc~32hrc。

15、优选的，所述第一次校直处理为：敲击棒料直至直线度为1mm。

16、优选的，所述第一次去应力处理为：在温度为430℃~510℃的条件下保温处理60min~80min。

17、对校直处理的棒料进行保温处理，以充分去除校直产生的应力。

18、优选的，所述车外形为：在调质处理后的棒料的中部车削长度为40mm左右的基准外圆，然后依次车削棒料位于基准外圆一侧的剩余外圆、车削棒料的一端面、车削棒料位于基准外圆另一侧的剩余外圆和车削棒料的另一端面，使得外圆公差在0.1mm以内，外圆的车削余量为3mm~4mm,两端面车削余量为1mm~2mm。

19、优选的，所述校直和去应力处理为：将车外形后的棒料固定在去应力夹具上置于温度为400℃~440℃的条件下保温处理110min~130min，以同时实现棒料的校直和去应力。

20、优选的，所述磨外圆为：将校直和去应力处理后的棒料经外圆磨削处理，使得外圆公差在0.03mm内，圆柱度在0.02mm内，外圆的磨削余量为0.3mm~0.4mm。

21、对车外形后的棒料进行第二次校直处理和第二次去应力处理，以充分去除车削过程产生的应力，并保证去应力处理后的外圆直线度在0.2mm内。

22、优选的，所述铣槽、铣面和钻孔为；将磨外圆后的棒料用铣夹具装夹在立式加工中心上，进行铣齿槽及平面加工，然后用分度头上卡盘夹持棒料外圆，用平面定周向方向，用尾座顶尖顶住中心孔，对一端键槽、扁面和孔进行加工，然后掉头对另一端键槽、扁面和孔进行加工，使得加工后平面对外圆下母线的平行度在0.02mm内。

23、优选的，在校直和热定型处理之前，还包括，去除工艺搭子。

24、优选的，所述去应力夹具，包括：第一定位板、第一压板、第一螺钉、第一弹簧垫圈和第一吊环；

25、所述第一定位板上形成有用于定位棒料的第一定位槽；

26、所述第一压板设在所述第一定位槽上；

27、所述第一压板和所述第一螺钉之间设有所述第一弹簧垫圈；

28、所述第一定位板上还设有所述第一吊环。

29、通过设计专用的去应力夹具，确保了棒料在释放应力过程中的变形可控。

30、优选的，所述铣夹具，包括：夹具体、第二定位板、第二压板、t形螺母和第二螺钉；

31、所述第二定位板设在所述夹具体的两端，

32、所述夹具体上形成有用于棒料定位的第二定位槽；

33、所述第二压板设在所述第二定位槽上；

34、所述第二压板通过第二螺钉与夹具体装配固定；

35、所述夹具体通过t形螺母和第二螺钉与机床装配固定。

36、通过设计专用的铣夹具，确保了铣削后平面对外圆下母线的平行度0.02mm内。

37、优选的，所述第三次校直处理为：将铣槽、铣面和钻孔后的棒料固定在定型夹具上校直。

38、优选的，所述热定型处理为：将经第三次校直处理的棒料置于温度为330℃~370℃的条件下保温处理170min~190min，热定型后外圆直线度在0.1mm内，得到成品的细长杆类零件。

39、优选的，所述定型夹具，包括：第三定位板、定位块、定位压块、第三压板、第三螺钉、第二弹簧垫圈和第二吊环；

40、定位块通过第三螺钉压紧安装于第三定位板上，以形成用于定位棒料的第三定位槽；

41、定位块在第三定位板上具有一定量的移动空间，使得形成的第三定位槽宽度尺寸可以根据需求进行调整；

42、定位压块设在第三定位槽上；

43、定位压块的下端采用v型构造，即v型结构，以便压紧棒料时支撑性更好，上端采用圆柱型构造，即圆柱型结构，上端与第三压板过盈配合装配在一起；

44、第三压板通过第三螺钉与定位块装配固定；

45、第三螺钉与第三压板之间设有第二弹簧垫圈，使得第三压板和定位压块浮动的压在棒料上；

46、第三定位板上还设有第二吊环；

47、通过设置专用的定型夹具，确保了棒料在热定型处理过程中的变形可控。

48、优选的，所述棒料为40cr热轧态棒料。

49、本发明还提供一种细长杆类零件，所述细长杆类零件采用本发明所述的加工方法加工得到。

50、本发明的有益效果：

51、本发明的细长杆类零件的加工方法，首先对棒料进行调质处理，有效保证了棒料的硬度和直线度，并充分去除了应力，其次，采用的车削方法，实现了车削长度的均分，降低了车削难度，提升了车削效率；同时打中心孔和尾座顶尖顶住中心孔后车外形是一次装夹下完成，保证了中心孔处于主轴中心上，尾座顶尖顶住中心孔时不会产生弯曲应力，有效减少了车削变形量；其三，车削后对棒料校直并去应力，使得棒料在外圆磨削前的直线度得到大幅提高，使得磨削余量大幅降低，磨削效率显著提高，并有效去除了棒料应力，使得铣齿槽及平面和铣键槽后的变形量减小；其四，在磨削后采用的铣齿槽及平面，有效保证了棒料在压紧状态下的精度，为后续校直并热定型处理提供了前提条件；最后采用校直并热定型处理，有效保证了细长杆类零件的精度要求，解决了现有细长杆类零件的加工存在生产效率低、精度难控制、质量不稳定的问题，并实现了批量生产，在细长杆类零件加工技术领域，具有推广应用价值。

技术特征：

1.一种细长杆类零件的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的细长杆类零件的加工方法，其特征在于，所述热处理为：将棒料在温度为840℃~860℃的条件下保温处理80min~100min；

3.根据权利要求1所述的细长杆类零件的加工方法，其特征在于，所述车外形为：在调质处理后的棒料的中部车削长度为40mm~60mm的基准外圆，然后依次车削棒料位于基准外圆一侧的剩余外圆、车削棒料的一端面、车削棒料位于基准外圆另一侧的剩余外圆和车削棒料的另一端面，使得外圆公差在0.1mm以内，外圆的车削余量为3mm~4mm，两端面车削余量为1mm~2mm。

4.根据权利要求1所述的细长杆类零件的加工方法，其特征在于，所述校直和去应力处理为：将车外形后的棒料固定在去应力夹具上置于温度为400℃~440℃的条件下保温处理110min~130min，以同时实现棒料的校直和去应力；

5.根据权利要求4所述的细长杆类零件的加工方法，其特征在于，所述去应力夹具，包括：第一定位板、第一压板、第一螺钉、第一弹簧垫圈和第一吊环；

6.根据权利要求4所述的细长杆类零件的加工方法，其特征在于，所述铣夹具，包括：夹具体、第二定位板、第二压板、t形螺母和第二螺钉；

7.根据权利要求1所述的细长杆类零件的加工方法，其特征在于，所述第三次校直处理为：将铣槽、铣面和钻孔后的棒料固定在定型夹具上校直；

8.根据权利要求7所述的细长杆类零件的加工方法，其特征在于，所述定型夹具，包括：第三定位板、定位块、定位压块、第三压板、第三螺钉、第二弹簧垫圈和第二吊环；

9.一种细长杆类零件，其特征在于，所述细长杆类零件采用如权利要求1至权利要求8任一项所述的加工方法加工得到。

技术总结
本发明涉及一种细长杆类零件的加工方法及细长杆类零件。细长杆类零件的加工方法，包括：将棒料经调质处理，然后在棒料的中部车削基准外圆、车削棒料位于基准外圆一侧的剩余外圆、车削棒料的两端面和车削棒料位于基准外圆另一侧的剩余外圆；将车外形后的棒料经校直和去应力处理：将校直和去应力处理后的棒料经外圆磨削处理；将磨外圆后的棒料经铣齿槽及平面、铣键槽及扁面和钻孔加工；将铣槽、铣面和钻孔后的棒料经校直和热定型处理，得到成品的细长杆类零件。本发明还提供一种采用本发明所述的加工方法加工得到细长杆类零件。本发明解决了现有细长杆类零件的加工方法在生产效率、精度控制、变形预防及校直稳定性等方面均存在显著不足的问题。

技术研发人员：余其林,杨礼林,刘玉奎,冯润猷,李科,陈枫,刘兴进,李东冬
受保护的技术使用者：重庆红江机械有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5