CN102078966A

CN102078966A - 一种细长轴加工工艺

Info

Publication number: CN102078966A
Application number: CN2009102473780A
Authority: CN
Inventors: 季明浩; 孙达章; 杨克荣
Original assignee: Shanghai Maritime University
Current assignee: Shanghai Maritime University
Priority date: 2009-12-29
Filing date: 2009-12-29
Publication date: 2011-06-01

Abstract

本发明提供一种细长轴加工工艺，包括以下步骤：被加工细长轴的两端加工中心螺纹孔；轴的一端由车床主轴卡盘夹持，另一端由固定有长轴拉伸工装的车床尾座架卡盘夹持；法兰盘通过螺钉与车床尾架卡盘联结，轴承的内径与车床尾架尾座上的尖锥外圆径紧配合，轴承的外径与法兰盘的轴承室紧配合，嵌在法兰盘的轴承室中，顶板以螺钉固定轴承使之处于固定状态；车床的尾架尾座架往后推移，并锁紧，使轴整体处于水平拉直状态。

Description

一种细长轴加工工艺

技术领域

本发明属机械加工领域，具体涉及一种适用于细长轴的加工工艺。

背景技术

当今，机械产品日趋多样化，朝着高精度、低表面粗糙度方向发展。轴类零件在机械行业中使用广泛，在航天、汽车、印刷机械、小型电机以及重载快速传送装置中都有应用。长轴加工是轴类零件加工，也是机加工中的一个难点。按加工经验，通常将轴长与轴直径之比40～60称之为细长轴。由于此种轴柔度大，刚性差。切削时，由于轴的自重产生的离心力所产生的径向挠度，以及车削加工中，车床-夹具-刀具所构成的加工工艺系统，发生加工系统振动，以上这些因素都影响长轴的加工精度。

传统的轴加工装夹方式是：双顶尖装夹或双卡盘式装夹。这两种装夹方式使被加工轴处于一个受挤压的状态，如附图1所示，轴身段在轴径向上易产生弯曲变形。这种装夹工艺对于长径比不大、轴长较短或轴的径向跳动容差量较大的轴类可以采用。

本发明提供一种新的加工工艺及专用工装，使被加工长轴处在轴向拉伸受力状态，如附图2所示，从而避免使被加工长轴处于受挤压状态。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于细长轴加工的新的工艺，避免使被加工长轴处于受挤压状态，而使其处于轴向拉伸受力状态。本发明细长轴加工工艺适用于加工长径比40～60、圆跳动小，有表面精度要求的细长轴。

本发明的另一目的是提供一种适用于加工长径比40～60、圆跳动小，有表面精度要求的细长轴专用工装。

在以下文本中，如无特别说明，所述细长轴均指长径比40～60的细长轴。

本发明通过以下方案实现：

本发明将原先“传统的轴加工装夹---双顶尖装夹或双卡盘式装夹”进行改进，采用“拉伸装夹工艺”，即：轴的一端固定于机床的主轴端，另一端施加一定拉力的装夹(夹持)状态。具体如附图3所示。

具体来说，本发明是这样实现的：轴的一端固定于机床的主轴端，另一端由固定在车床尾架上的特制工装上的卡盘夹持，使被加工轴处于“拉伸”状态。

轴的两端加工中心螺纹孔(C型)。螺纹孔孔径与轴外径之比约为1∶2。

细长轴的圆跳动及表面处理要求比一般长轴要高，故在加工此类长轴时，不仅要考虑装夹方式，还要考虑装夹受力与加工工艺之间的协调。如采用双头夹拉工艺，适合于长径比20～30，圆跳动0.25～0.35的轴类。这是因为工序之间的每次装夹，轴的被夹持点不是同一位置。细长轴的加工要求高，因此这种双头夹拉工艺不是理想的工艺方案。将轴的两端各自加工中心螺纹孔(C型)，装夹受力点则为同一位置。因此，这种定位工艺基准性高，稳定性好。适合加工精度高的细长轴加工。

加工时，先将将轴的一端固定于卡爪盘并夹紧后，另一端则是通过特制工装夹持住轴的另一端，工装固定在车床的尾座架加上。

在与车床尾架联接这一端，加工轴端中心螺纹孔(C型)。

自制螺纹销杆。将螺纹销杆的光杆端开槽。这样可以通过螺丝刀旋紧或松开，达到装卸目的。

轴端中心孔螺纹与螺纹销杆的螺纹段相联接，挡圈介于轴端和螺母之间，挡圈外径小于轴径，起到退刀槽作用。螺母(两个)互为反向旋紧并固定，使挡圈“撑紧”轴，起到锁紧作用。尾架上的卡盘卡爪卡住螺纹销杆的光杆端。

轴承的内径与车床尾架尾座上的尖锥外圆径紧配合。这样，将轴承内径固定于车床尖锥端面上。轴承的外径与法兰盘的轴承室紧配合，嵌在法兰盘的轴承室中。通过顶板与螺钉固定，使轴承处于固定的状态，不偏移。随后，车床的尾架尾座架往右移推移，并锁紧。使轴整体处于“水平拉直”状态。

通过长轴拉伸工装装夹，使得细长轴整体处于“水平拉直”状态。这样有利于获得良好的加工精度。经检测，被加工长轴达到设计要求。细长轴要求有表面处理：镀镍、镀镍磷、氮化、氮氧化等。工装在安装在车床尾架座上后，无需搬动。也不影响其他同类工序加工。长轴两端加工带螺纹中心孔，中心孔亦可称为工艺孔(待加工至尺寸后去除)，故特制工装可分别加工长轴粗、中、精工序。如被加工轴的直径不大于卡爪的最大开启距、轴长不大于车刀的有效行程均可通过安装本型工装加工长轴。长轴拉伸工装可实现批量加工，提高生产效率，降低成本。长轴拉伸工装适宜安装在主轴卡盘直径和车刀行程较大的车床上。本发明工装可广泛应用于机械制造领域，如：航天、汽车、印刷机械、小型电机以及轻载快速传送装置中。

附图说明

图1细长轴处于轴向受压状态示意图

图2细长轴处于轴向拉伸状态示意图

图3细长轴拉伸工艺-装夹示意图

图4车床加工细长轴及工装装夹图

图5法兰盘主视图

图6为图5法兰盘沿A-A线剖面图

图7顶板主视图

图8为图7顶板沿B-B线剖面图

图9螺纹杆销主视图

图10为图9螺纹杆销左视图

图11长轴拉伸工装车床主轴端装夹示意图

图12长轴拉伸工装车床尾架装夹示意图

图13长轴拉伸工装车床尾架组装装夹示意图

其中，1车床主轴卡盘 2主轴端螺纹杆销 3主轴端锁紧螺母(两个) 4主轴端挡圈 5被加工长轴 6尾架挡圈 7尾架锁紧螺母(两个) 8尾架螺纹杆销 9车床尾架卡盘 10法兰盘 11轴承 12顶板 13车床尾架顶椎 14螺钉1 15螺钉2

具体实施方式

被加工长轴5的两端加工中心螺纹孔(C型)。螺纹孔孔径与轴外径之比约为1∶2

如图4所示，将被加工长轴5的一端由车床主轴卡盘1夹持，另一端由固定有长轴拉伸工装的车床尾座架卡盘9夹持，使被加工长轴5处于拉伸状态。

如图11所示，车床主轴卡盘夹持还包括主轴螺纹杆销2、主轴锁紧螺母3、主轴挡圈4等工艺辅具。其中，主轴螺纹销杆2如图9和10所示，其两端分别为螺纹段和光杆段，螺纹段与被加工长轴的中心螺纹孔相配，卡盘卡爪卡住主轴螺纹销杆2的光杆端。主轴螺纹销杆2的光杆端开槽，这样可以通过螺丝刀旋紧或松开，达到装卸目的。挡圈4介于被加工细长轴5的轴端和主轴锁紧螺母3之间，主轴挡圈4外径小于加工细长轴5的轴径，起到退刀槽作用。主轴锁紧螺母3共两个，互为反向旋紧并固定，使挡圈“撑紧”轴，起到锁紧作用。

如图12所示，车床尾架装夹还包括尾架螺纹杆销8、尾架锁紧螺母7、尾架挡圈6等工艺辅具。其中，尾架螺纹销杆8与主轴螺纹杆销2相同，如图9和10所示。其余辅具组合方式与主轴端相同。

如图13所示，车床尾座架上的长轴拉伸工装包括法兰盘10、轴承11、顶板12。法兰盘如图5和6所示，顶板如图7和8所示。法兰盘10通过螺钉114与车床尾架卡盘9联结，轴承11的内径与车床尾架尾座上的尖锥13外圆径紧配合，轴承11的外径与法兰盘10的轴承室紧配合，嵌在法兰盘10的轴承室中，顶板12以螺钉215固定轴承使之处于固定状态。随后，车床的尾架尾座架往右移推移，并锁紧，使轴整体处于“水平拉直”状态。

Claims

1.一种细长轴加工工艺，其特征在于，所述细长轴的两端加工中心螺纹孔，其孔径与轴外径之比约为1∶2，加工时先将轴的一端由车床主轴卡盘夹持，另一端由固定有长轴拉伸工装的车床尾座架卡盘夹持，使被加工轴处于拉伸状态。

2.如权利要求1所述的细长轴加工工艺，其特征在于，所述卡盘夹持包括以下工艺辅具：卡盘、螺纹杆销、锁紧螺母、挡圈；所述螺纹杆销的两端分别为螺纹段和光杆段，螺纹段与被加工长轴的中心螺纹孔相配，卡盘卡爪卡住螺纹销杆的光杆端；挡圈介于被加工细长轴的轴端和锁紧螺母之间，挡圈外径小于轴径，起到退刀槽作用；锁紧螺母共两个，互为反向旋紧并固定，使挡圈“撑紧”轴，起到锁紧作用；所述车床尾座架上的长轴拉伸工装包括法兰盘、轴承、顶板；法兰盘通过螺钉与车床尾架卡盘联结，轴承的内径与车床尾架尾座上的尖锥外圆径紧配合，轴承的外径与法兰盘的轴承室紧配合，嵌在法兰盘的轴承室中，顶板以螺钉固定轴承使之处于固定状态。

3.如权利要求2所述的细长轴加工工艺，其特征在于，包括以下步骤：被加工细长轴的两端加工中心螺纹孔；轴的一端由车床主轴卡盘夹持，另一端由固定有长轴拉伸工装的车床尾座架卡盘夹持；法兰盘通过螺钉与车床尾架卡盘联结，轴承的内径与车床尾架尾座上的尖锥外圆径紧配合，轴承的外径与法兰盘的轴承室紧配合，嵌在法兰盘的轴承室中，顶板以螺钉固定轴承使之处于固定状态；车床的尾架尾座架往后推移，并锁紧，使轴整体处于水平拉直状态。

4.如权利要求1至3任一所述的细长轴加工工艺，可用于加工长轴粗、中、精工序。