本發(fā)明涉及活塞桿技術領域，特別是涉及一種活塞桿的加工方法及其加工工裝。

背景技術：

一般將孔深超過孔徑5倍的圓柱孔(內(nèi)圓柱面)稱為深孔。而孔深與孔徑的比值，稱之為“長徑比”或“深徑比”。相對而言，長徑比不大于5倍的圓柱孔，可稱為“淺孔”。對于深孔而言一般采用銑或鉆的方式進行加工，而對于孔深與直徑之比大于10的深孔則是加工的難點和禁區(qū)。

液壓避震器活塞桿是用于摩托車、電動自行車、汽車等上的一個關鍵部件，活塞桿主要包括活塞和桿兩部分，其傳統(tǒng)的制造工藝是將活塞和桿采用單獨加工的方式，采用鋼管焊接或鉚接成型，制作工序多，強度差，效率低，并且兩部分進行連接時難以對中，連接可靠性差，活塞和桿的連接處易損壞，車輛行駛過程中存在安全隱患。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術問題是：為了克服現(xiàn)有技術中的不足，本發(fā)明提供一種活塞桿的加工方法及其加工工裝，新工藝采用精拉線材在多工位冷鐓機上依次成型，顛覆了傳統(tǒng)制造工藝，大幅度減少了制造工序，效率提高數(shù)十倍，而且強度高，可靠性強，制造成本低，效益顯著。

本發(fā)明解決其技術問題所要采用的技術方案是：一種活塞桿的加工方法，所述活塞桿包括一體連接的頭部和桿部，所述活塞桿內(nèi)部沿軸向設有上孔和下孔，所述上孔和下孔分別從上下兩端向內(nèi)部延伸并連通，所述加工方法包括以下步驟，

步驟1：下料，根據(jù)不同規(guī)格的產(chǎn)品選用相應的精線盤元，將精線盤元切斷成所需要長度的棒料；優(yōu)選采用冷鐓機自帶的切斷結構進行自動切斷。

步驟2：在棒料一端預成型頭部；采用冷鐓機對棒料的一端冷鐓，初步形成頭部的形狀，此時頭部形狀近似呈上小下大的錐形。

步驟3：采用上沖針在預成型頭部上沖出頭部定位孔，同時在桿部的尾端加工出尾部倒角；采用帶有收口的模具，用冷鐓機直接冷鐓出尾部倒角，模具的收口便于倒角的成型，此時頭部的外形為圓柱形，圓柱形的端面中間沖出頭部預成型定位孔。

步驟4：繼續(xù)采用步驟3中的上沖針以頭部定位孔的中心為中心繼續(xù)沖壓使頭部成型，形成頭部的內(nèi)六角孔，同時，采用下沖針沖孔形成尾部定位孔，且尾部定位孔與頭部定位孔同心；

步驟5：更換上沖針和下沖針，上沖針對準頭部定位孔進行上孔的沖拉孔，下沖針對準尾部定位孔進行下孔的沖拉孔，且兩端同時進行沖拉孔；

步驟6：當下孔深度到位后，在下孔內(nèi)置頂針保護，更換上沖針并繼續(xù)上孔拉伸，使中間連接處留一定厚度h不打通；優(yōu)選的預留厚度h可以為2mm-5mm。

步驟7：穿連皮，根據(jù)產(chǎn)品長度不同，采用上穿通或下穿通將連接處打通，產(chǎn)品成型。繼續(xù)對下孔加工，下孔內(nèi)還可以加工成內(nèi)螺紋?，F(xiàn)有技術中活塞桿的深孔加工一般采用的是鉆孔或銑孔的加工方式，單端加工，而一般的沖孔的加工方式僅僅適用于孔深較小的孔的加工。本發(fā)明在原有沖孔工藝的基礎上進行了改進，從兩端同時進行沖孔，采用多次更換不同錐度的沖針的方式?jīng)_孔，并且通過配合套設在棒材外側的模子以及限位組件實現(xiàn)孔的加工和桿部的成型。

在采用沖針進行沖拉孔時，隨著孔深度的增加，孔底部的錐角與沖針的錐形部的錐度越來越接近，會降低沖孔的效率，因此，后一工序中上沖針的錐角小于前一工序中上沖針的錐角，后一工序中上沖針的長度大于前一工序中上沖針的長度；后一工序中下沖針的錐角小于前一工序中下沖針的錐角，后一工序中下沖針的長度大于前一工序中下沖針的長度。隨著步驟的增加，每次更換的沖針的端部越來越尖，即錐角越來越小，長度隨著孔深逐漸增加。當沖針錐角小于孔底部的錐角時，在沖孔時，沖針容易將孔內(nèi)的材料由中心向兩側排擠，并且使壓力集中作用在錐形部的頂端，在壓力不變的情況下壓強增大，提高了沖孔的效率。

進一步，步驟5中下孔加工深度一次到位，上孔按產(chǎn)品孔深長短調(diào)整，根據(jù)上孔的沖孔深度多次更換上沖針，且更換的上沖針的頂部錐角逐漸減小。上孔孔深越長更換的上沖針的次數(shù)越多以保證沖孔的順利，每次更換一個新的沖針其頂部錐角就相應的減小，以保證孔的加工效率。

進一步，原材選擇的料棒材的外徑一般小于活塞桿成品的桿部的外徑，因此，步驟2-步驟4中棒材的外徑逐漸增大，步驟5-步驟7中棒材外徑不變，且與完成步驟4后的外徑相等。在加工過程中逐漸使棒材的外徑接近成品桿部的外徑，使桿部的粗細更加均勻，質地更加密實堅固。

一種活塞桿的加工工裝，所述加工工裝用于上述的活塞桿的加工方法，尤其是用于步驟4-步驟6中的活塞桿固定，包括設置在機架上的模子、上沖針、下沖針和限位組件，所述模子滑動連接在機架上的套筒內(nèi)，所述限位組件位于所述模子的下方，且所述限位組件上端與所述模子彈性連接，所述限位組件下端與所述機架固定連接，所述上沖針位于所述模子的上方，所述下沖針位于所述模子與所述限位組件之間，且所述下沖針與所述機架固定連接，所述模子、上沖針和下沖針同軸設置。

沖針在沖孔時，孔內(nèi)設有油，沖針高速運動，擠壓空氣，使內(nèi)部油高溫氣化，壓力增大，容易產(chǎn)生擠針，使沖針斷裂，因此，所述上沖針和下沖針上的錐形部上均開設有排氣孔。排氣孔一端開口位于錐形面上，另一端開口位于沖針的桿的側壁上，通過排氣孔將氣化產(chǎn)生的高壓泄掉，避免沖針折斷。

進一步，為了保證下孔的深度，所述限位組件包括彈性限位元件和限位座，所述限位座下端與所述機架固定連接，所述彈性限位元件設置在限位座內(nèi)，且所述彈性限位元件上端向上延伸與所述模子下端抵接。

彈性限位元件采用彈簧，當上沖針向下沖壓上孔時，由于中間的棒材會向外側擠壓，從而使棒材的外壁與模子的內(nèi)孔壁產(chǎn)生擠壓，在摩擦力的帶動下，模子隨著上沖針一起向下運動，使棒材的下端與下沖針接觸，實現(xiàn)下孔的加工；同時，由于模子底部與彈簧連接，模子下移同時壓縮彈簧，彈簧對模子產(chǎn)生向上的彈力，可以起到緩沖的作用，隨著上孔和下孔孔深的增加，模子會逐漸的向下運動，彈簧上產(chǎn)生的彈力也逐漸增加，而上沖針每次沖孔時，施加的力是不變的，因此，當上沖針向下的壓力與彈簧上產(chǎn)生的彈力相等時，模子的兩端受力達到平衡，模子不會再向下移動，從而保證了下孔的加工深度，此處，認為模子與棒材的摩擦力與棒材的重力相等。

不同工序間采用夾持機構將工裝和活塞桿進行流轉，當該工序的加工完成后，就移動到下一工位上繼續(xù)加工，各個步驟對應的工位是固定不變的。

采用鉆孔或車銑等傳統(tǒng)方式生產(chǎn)效率為2000個/天，而采用本發(fā)明的加工方法和加工工裝，生產(chǎn)效率可達到20000個/天以上(44個/min)，生產(chǎn)效率提高了10倍。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明提供的一種活塞桿的加工方法及其加工工裝，新工藝采用精拉線材在多工位冷鐓機上依次成型，顛覆了傳統(tǒng)制造工藝，大幅度減少了制造工序，效率提高數(shù)十倍，而且強度高，可靠性強，制造成本低，效益顯著。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。

圖1是活塞桿的結構示意圖；

圖2是本發(fā)明活塞桿加工流程示意圖；

圖3是活塞桿的加工工裝結構示意圖；

圖4是活塞桿的加工工裝結構示意圖；

圖5是沖針的結構示意圖；

圖6是沖針沖孔時的示意圖。

圖中：1、活塞桿，1-1、頭部，1-2、桿部，1-3、上孔，1-4、下孔，1-5、內(nèi)六角孔，1-6、尾部倒角，2、模子、，3、上沖針，4、下沖針，5、彈性限位元件，6、限位座，7、套筒，8、排氣孔，9、頂針，10、機架。

具體實施方式

現(xiàn)在結合附圖對本發(fā)明作詳細的說明。此圖為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本發(fā)明的基本結構，因此其僅顯示與本發(fā)明有關的構成。

如圖1所示，本發(fā)明的一種活塞桿包括一體連接的頭部1-1和桿部1-2，所述活塞桿1內(nèi)部沿軸向設有上孔1-3和下孔1-4，所述上孔1-3和下孔1-4分別從上下兩端向內(nèi)部延伸并連通，上孔1-3和下孔1-4的孔徑不同，且上孔1-3孔徑大于下孔1-4孔徑。

本實施例中加工的活塞桿1成品的規(guī)格如表1所示，活塞桿1的孔深大于孔徑的10倍，屬于超深孔，不適合采用常規(guī)的方式加工。圖中，l表示原料總長度，φ0表示原料外徑，l1表示頭部1-1的高度，φ1表示頭部1-1的外徑，l2表示內(nèi)六角孔1-5的高度，l3表示桿部1-2的長度，φ2表示桿部1-2的外徑，l4表示上孔1-3的深度，φ3表示上孔1-3的內(nèi)徑，l5表示下孔1-4的深度，φ4表示下孔1-4的內(nèi)徑，h表示預留厚度，h1表示上沖針3的長度，h2表示下沖針4的長度，α表示上沖針3和下沖針4的錐角，β表示上孔1-3和下孔1-4的底部錐角，β0表示尾部定位孔的錐角，φ5表示尾部定位孔的最大孔徑，h3表示頭部定位孔深度。

表1活塞桿1成品的規(guī)格

如圖2所示，本發(fā)明的一種活塞桿的加工方法，包括以下步驟，

如圖2(a)所示，步驟1：下料，根據(jù)不同規(guī)格的產(chǎn)品選用相應的精線盤元，將精線盤元切斷成所需要長度的棒料；優(yōu)選采用冷鐓機自帶的切斷結構進行自動切斷。

如圖2(b)所示，步驟2：在棒料一端預成型頭部1-1；采用冷鐓機對棒料的一端冷鐓，初步形成頭部1-1的形狀，此時頭部1-1形狀近似呈上小下大的錐形。

如圖2(c)所示，步驟3：采用上沖針3在預成型頭部1-1上沖出頭部定位孔，同時在桿部1-2的尾端加工出尾部倒角1-6，采用帶有收口的模具，用冷鐓機直接冷鐓出尾部倒角1-6，模具的收口便于尾部倒角1-6的成型，此時頭部1-1的外形為圓柱形，圓柱形的端面中間沖出頭部1-1預成型定位孔。

如圖2(d)所示，步驟4：繼續(xù)采用步驟3中的上沖針3，以頭部定位孔的中心為中心繼續(xù)沖壓使頭部1-1成型，形成頭部1-1的內(nèi)六角孔1-5，步驟3和步驟4中的上沖針3采用六角沖頭，同時，采用長度h2為30mm，錐角α為143°的下沖針4沖孔形成尾部定位孔，且尾部定位孔與頭部定位孔同心；

如圖2(e)所示，步驟5：將上沖針3更換為長度h1為150mm，錐角α為130°的上沖針3，使上沖針3對準頭部定位孔進行上孔1-3的沖拉孔，下沖針4對準尾部定位孔進行下孔1-4的沖拉孔，且兩端同時進行沖拉孔；兩端同時拉孔提高生產(chǎn)效率。由于本實施例中下孔1-4的深度較小因此，無需更換下沖針4，當下孔1-4深度較大時，可以采用多個下沖針4；

如圖2(f)所示，步驟6：當下孔1-4深度到位后，在下孔1-4內(nèi)置頂針9保護，將上沖針3更換為長度h1為160mm，錐角α為120°的上沖針3，并繼續(xù)上孔1-3拉伸，使中間連接處留一定厚度h不打通；優(yōu)選的預留厚度h可以為2mm-5mm，本實施例中預留厚度h為3.12mm。

如圖2(g)所示，步驟7：穿連皮，根據(jù)產(chǎn)品長度不同，采用上穿通或下穿通將連接處打通，產(chǎn)品成型。繼續(xù)對下孔1-4加工，下孔1-4內(nèi)還可以加工成內(nèi)螺紋。本實施例中采用下沖針4進行上穿通，此時，上沖針3已經(jīng)從上孔1-3中取出，只保留下沖針4，在打通時，使模具向下移動，而下沖針4不動，避免下沖針4折斷。

各個步驟中的加工參數(shù)如表2所示。

表2加工參數(shù)

如圖6所示，在采用沖針進行沖拉孔時，隨著孔深度的增加，孔底部的錐角β與沖針的錐形部的錐角α越來越接近，會降低沖孔的效率，因此，后一工序中上沖針3的錐角α小于前一工序中上沖針3的錐角α，后一工序中上沖針3的長度大于前一工序中上沖針3的長度；后一工序中下沖針4的錐角α小于前一工序中下沖針4的錐角α，后一工序中下沖針4的長度大于前一工序中下沖針4的長度。隨著步驟的增加，每次更換的沖針的端部越來越尖，即錐角α越來越小。當沖針錐角α小于孔底部的錐角β時，在沖孔時，沖針容易將孔內(nèi)的材料由中心向兩側排擠，并且使壓力集中作用在錐形部的頂端，在壓力不變的情況下壓強增大，提高了沖孔的效率。

步驟5中下孔1-4加工深度一次到位，上孔1-3按產(chǎn)品孔深長短調(diào)整，根據(jù)上孔1-3的沖孔深度多次更換上沖針3，且更換的上沖針3的頂部錐角逐漸減小，上孔1-3孔深越長更換的上沖針3的次數(shù)越多以保證沖孔的順利，每次更換一個新的沖針其頂部錐角就相應的減小。

原材選擇的料棒材的外徑一般小于活塞桿1成品的桿部1-2的外徑，因此，步驟2-步驟4中棒材的外徑逐漸增大，步驟5-步驟7中棒材外徑不變，且與完成步驟4后的外徑相等。在加工過程中逐漸使棒材的外徑接近成品桿部1-2的外徑，使桿部1-2的粗細更加均勻，質地更加密實堅固。

如圖3-4所示，一種活塞桿的加工工裝，所述加工工裝用于上述的活塞桿1的加工方法，包括設置在機架10上的模子2、上沖針3、下沖針4和限位組件，所述模子2滑動連接在機架10上的套筒7內(nèi)，所述限位組件位于所述模子2的下方，且所述限位組件上端與所述模子2彈性連接，所述限位組件下端與所述機架10固定連接，所述上沖針3位于所述模子2的上方，所述下沖針4位于所述模子2與所述限位組件之間，且所述下沖針4與所述機架10固定連接，所述模子2、上沖針3和下沖針4同軸設置。如圖5所示，上沖針3和下沖針4的結構基本相同，所述上沖針3和下沖針4上的錐形部上均開設有排氣孔8。模子2與套筒7活絡連接，套筒7是相對機架10固定的，因此模子2可在壓力作用下在套筒7內(nèi)移動。

所述限位組件包括彈性限位元件5和限位座6，所述限位座6下端與所述機架10固定連接，所述彈性限位元件5設置在限位座6內(nèi)，且所述彈性限位元件5上端向上延伸與所述模子2下端抵接。

彈性限位元件5采用彈簧，當上沖針3向下沖壓上孔1-3時，由于中間的棒材會向外側擠壓，從而使棒材的外壁與模子2的內(nèi)孔壁產(chǎn)生擠壓，在摩擦力的帶動下，模子2隨著上沖針3一起向下運動，使棒材的下端與下沖針4接觸，實現(xiàn)下孔1-4的加工；同時，由于模子2底部與彈簧連接，模子2下移同時壓縮彈簧，彈簧對模子2產(chǎn)生向上的彈力，可以起到緩沖的作用，隨著上孔1-3和下孔1-4孔深的增加，模子2會逐漸的向下運動，彈簧上產(chǎn)生的彈力也逐漸增加，而上沖針3每次沖孔時，施加的力是不變的，因此，當上沖針3向下的壓力與彈簧上產(chǎn)生的彈力相等時，模子2的兩端受力達到平衡，模子2不會再向下移動，從而保證了下孔1-4的加工深度，此處，認為模子2與棒材的摩擦力與棒材的重力相等。

當下孔1-4加工到位后將限位組件中的彈性限位元件5改為固定限位元件，固定限位元件可采用設置在下孔1-4內(nèi)的頂針9，采用頂針9頂在桿部1-2的下端面以及模子2的下端面上，避免模子2繼續(xù)向下移動，從而保證下孔1-4的尺寸不再繼續(xù)發(fā)生改變。

以上述依據(jù)本發(fā)明的理想實施例為啟示，通過上述的說明內(nèi)容，相關的工作人員完全可以在不偏離本發(fā)明的范圍內(nèi)，進行多樣的變更以及修改。本項發(fā)明的技術范圍并不局限于說明書上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權利要求范圍來確定其技術性范圍。