專利名稱：軸類及管類工件拉緊狀態(tài)下的加工工藝及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種軸類及管類工件的加工工藝，屬于軸類及管類工件的外表面加工
技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前在車床上加工細(xì)長軸類及管類零件時(shí)，通常采用一夾一頂，即車床床頭一端 采用卡盤夾緊，尾座一端采用頂尖頂緊的方式，這種加工方式在頂緊的時(shí)候，頂緊力不好控 制，力過大容易將工件頂彎，力過小，工件在徑向定位不準(zhǔn)確，并且在加工過程中由于溫度 升高，導(dǎo)致工件伸長無法釋放而發(fā)生彎曲，而且加工后工件的尺寸公差和形位公差不容易 保證。 中國專利文獻(xiàn)CN201186355公開了一種《用于柔性長軸加工的工裝夾具》，包括 車床主軸卡盤、尾架夾持卡盤、螺紋桿銷和鎖緊螺母，需要預(yù)先在柔性長軸的端部加工螺紋 孔，通過螺紋桿銷將柔性長軸夾持在尾架夾持卡盤和車床主軸卡盤上，尾架夾持卡盤和車 床主軸卡盤始終對夾持的柔性長軸施加拉力。該工裝夾具使柔性長軸在拉緊狀態(tài)下車削， 雖然能夠提高加工精度，但是柔性長軸的拉緊是靠人力將安裝尾架夾持卡盤的車床尾座向 后推移實(shí)現(xiàn)，再固定住車床尾架，沒有施加拉緊力的裝置，拉緊力無法控制，并不能使柔性 長軸真正處于拉緊狀態(tài)，在加工過程中也無法實(shí)現(xiàn)拉緊力的浮動(dòng)，不能有效減小工件徑向 跳動(dòng)和圓度等形位公差。 上述中國專利文獻(xiàn)CN201186355公開的《用于柔性長軸加工的工裝夾具》還存在 另一個(gè)不足之處，就是工件的兩端都采用卡盤定位夾緊，當(dāng)工件需要改變設(shè)備類型，如由車 床車削移到磨床磨削或磨床轉(zhuǎn)車床加工時(shí)，兩次裝夾的位置就會(huì)發(fā)生變化，也就是說兩次 裝夾不是同一個(gè)定位基準(zhǔn)，同樣不能有效減小工件徑向跳動(dòng)和圓度等形位公差。
眾所周知，通過工件兩端的中心孔定位并通過兩頂尖裝夾來加工軸類工件，可以 保證工件多次裝夾采用同一個(gè)定位基準(zhǔn)，能夠有效提高定位和加工精度。如中國專利文獻(xiàn) CN1994666A公開的《一種軸類零件的夾持方法》，是先測出工件自由狀態(tài)下兩端的距離，再 將工件頂在兩頂尖之間，其中一個(gè)裝在活動(dòng)頂尖座上，工件兩端裝上法蘭盤，分別用螺母旋 緊，使頂尖與工件中心孔貼合，測量工件兩端的距離，并與自由狀態(tài)下相比較，調(diào)整活動(dòng)頂 尖座的位置，使工件兩端的距離與自由狀態(tài)下一致，固定活動(dòng)頂尖，即可加工工件。這種方 法操作復(fù)雜，也沒有給出通過何種技術(shù)手段調(diào)整活動(dòng)頂尖座的位置使工件兩端的距離與自 由狀態(tài)下一致。工件也沒有在拉緊狀態(tài)下加工，加工過程中不能抵消切削力、熱膨脹力等造 成的工件變形。 當(dāng)需要對工件精確定位，又要通過卡盤夾緊時(shí)，可以采用浮動(dòng)卡盤。浮動(dòng)卡盤主要 用于不規(guī)則的帶脫模斜度的坯件，卡盤中孔內(nèi)可安裝頂尖，以便對工件精確定位?？ūP的主 要特性為夾緊力大，在夾緊的同時(shí)將工件向后拉，使工件端面緊靠在卡盤的定位面上；卡爪 能單獨(dú)浮動(dòng)，能夾持不規(guī)則和帶小斜度的坯件。如中國專利文獻(xiàn)CN2154143公開的《一種頂 尖式浮動(dòng)卡盤》，包括卡盤體和三爪，卡盤體內(nèi)的三爪可以繞定位銷轉(zhuǎn)動(dòng)，有頂尖滑動(dòng)安裝
3在卡盤體前端內(nèi)，卡盤體內(nèi)有拉桿，拉桿上套裝有上、下兩個(gè)浮動(dòng)體，卡盤體內(nèi)有彈簧使三 爪和下浮動(dòng)體保持錐面接觸。浮動(dòng)卡盤可以實(shí)現(xiàn)對工件夾緊的同時(shí)又能精確定位，但是需 要中間拉桿的拉動(dòng)，因此無法實(shí)現(xiàn)工件在拉緊狀態(tài)下的加工。 綜合現(xiàn)有技術(shù)，使軸類工件通過兩頂尖定位在既受頂尖頂壓力又受拉緊力的狀態(tài) 下加工，是提高工件加工精度的關(guān)鍵，但在實(shí)際應(yīng)用上存在一定技術(shù)難度，目前尚未發(fā)現(xiàn)有 這方面技術(shù)的報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有軸類及管類工件加工技術(shù)存在的不足，提供一種多工位加工時(shí)定 位準(zhǔn)確、能夠有效保證加工精度的軸類及管類工件拉緊狀態(tài)下的加工工藝，同時(shí)提供一種 實(shí)現(xiàn)該工藝的裝置。
本發(fā)明的軸類及管類工件拉緊狀態(tài)下的加工工藝是 在軸類工件的兩端加工出中心孔，將管類工件的兩端預(yù)先固定安裝工藝頭，工藝 頭的外端面上帶有中心孔，加工時(shí)，將工件兩端用頂尖頂住中心孔定位，然后拉住工件在機(jī) 床主軸端的一端，或拉住工件在機(jī)床主軸端的工藝頭，再使尾端的頂尖和工件另一端或另 一端的工藝頭在同一個(gè)拉力下向后拉，使工件處于拉緊狀態(tài)，這樣使工件在既通過頂尖定 位又處于拉緊狀態(tài)進(jìn)行外圓加工。 頂尖可采用浮動(dòng)頂尖、活頂尖等各種結(jié)構(gòu)形式。 本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)上述加工工藝的裝置采用以下技術(shù)解決方案 該裝置包括安裝在機(jī)床主軸前端的浮動(dòng)卡盤和安裝在機(jī)床尾部的拉緊裝置，該拉 緊裝置上也安裝有浮動(dòng)卡盤，所述拉緊裝置包括液壓缸、軸承座、軸承、盤座和底座，液壓缸 安裝在底座上，液壓缸內(nèi)設(shè)有活塞桿，活塞桿的兩端分別伸出液壓缸的前后端，活塞桿與液 壓缸的內(nèi)壁之間設(shè)有活塞桿的徑向定位裝置，活塞桿的前伸出端安裝有軸承座，軸承座上 安裝有軸承，軸承上安裝有盤座，浮動(dòng)卡盤安裝在盤座上，活塞桿內(nèi)部設(shè)有通孔，盤座上浮 動(dòng)卡盤的拉桿由活塞桿的通孔伸出，活塞桿的后伸出端安裝有一個(gè)液壓缸，該液壓缸內(nèi)的 活塞也設(shè)有內(nèi)部通孔，盤座上浮動(dòng)卡盤的拉桿伸入該液壓缸的活塞通孔，拉桿通過前后兩 個(gè)推力軸承與活塞連接在一起。 上述裝置應(yīng)用時(shí)，工件通過兩浮動(dòng)卡盤上的頂尖定位，然后通過拉緊裝置后部的 液壓缸驅(qū)動(dòng)后浮動(dòng)卡盤的拉桿使后浮動(dòng)卡盤夾緊工件的后端，再啟動(dòng)拉緊裝置，使后浮動(dòng) 卡盤和工件一起向后拉緊，使工件處于拉緊狀態(tài)。由于推力軸承的作用，后浮動(dòng)卡盤、工件 和后浮動(dòng)卡盤的拉桿能夠一起轉(zhuǎn)動(dòng)。 本發(fā)明采用將工件兩端頂住的定位裝夾方式，可保證多工位加工時(shí)采用同一定位 基準(zhǔn)，同時(shí)在拉緊狀態(tài)下加工工件，使工件在軸向方向有伸長的趨勢，可隨時(shí)釋放工件在加 工過程中因切削力、熱膨脹力等引起的變形，在增強(qiáng)工件剛性的同時(shí)，又不會(huì)造成加工后精 度的反彈，可有效減小工件的徑向跳動(dòng)和圓度等形位公差，提高加工精度。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本發(fā)明實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是加工管類工件的示意圖。 圖4是本發(fā)明實(shí)施例3所述拉緊裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5是本發(fā)明實(shí)施例4的結(jié)構(gòu)示意圖。 其中1 、后連接盤，2、螺釘，3、擋圈，4、盤座，5、軸承，6、軸承座，7、前端蓋，8、液壓 缸，9、活塞桿，10、定位銷，11、底座，12、鍵，13、軸類工件，14、前連接盤，15、螺栓，16、工藝 頭，17、頂尖，18、連接套，19、管類工件，20、螺桿，21、手輪，22、彈簧，23、拉桿，24、套筒，25、 前浮動(dòng)卡盤拉桿，26、前浮動(dòng)卡盤，27、頂尖，28、后浮動(dòng)卡盤工件，29、后浮動(dòng)卡盤拉桿，30、 連接盤，31、左端蓋，32、活塞，33、推力軸承，34、缸體，35、右端蓋。
具體實(shí)施方式

實(shí)施例1 如圖1所示，將軸類工件13的兩端均安裝一個(gè)工藝頭16，工藝頭16呈圓盤狀，可 通過螺紋或其他形式與軸類工件13固定在一起。通過螺栓15將前端工藝頭與前連接盤14 連接在一起，將后端工藝頭與后連接盤1連接在一起，兩個(gè)連接盤上均帶有頂尖17，工藝頭 與連接盤連接的同時(shí)頂尖17頂住軸類工件13兩端的中心孔。頂尖17的軸線處在同一直 線上。前端連接盤14安裝在機(jī)床主軸的端部，安裝方式與卡盤在主軸端部的方式一樣。這 樣就通過與前連接盤14的連接將前工藝頭與機(jī)床主軸拉住。將后連接盤1與一個(gè)拉緊裝 置連接，該拉緊裝置通過后連接盤1同時(shí)向后拉工藝頭和后連接盤1上的頂尖，這樣就使軸 類工件13處于拉緊狀態(tài)，又通過兩連接盤上的頂尖定位。 也可以在前連接盤14上不帶有頂尖，而是將頂尖直接安裝在主軸內(nèi)孔中。
上述的拉緊裝置采用如圖1所示的液壓驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，包括液壓缸8、軸承座6、軸承5、 盤座4和底座11，液壓缸8安裝在底座11上，底座11的底部結(jié)構(gòu)與車床尾座一樣，其在機(jī) 床上的移動(dòng)和固定方式與機(jī)床尾座在機(jī)床上的移動(dòng)和固定方式一樣。液壓缸8內(nèi)設(shè)有活塞 桿9，活塞桿9的一端伸出液壓缸8的前端蓋7，活塞桿9與液壓缸8的缸體內(nèi)壁之間設(shè)有 密封圈，液壓缸8的前端蓋7與活塞桿9接觸處設(shè)有密封圈和防塵圈，液壓缸8的后端蓋與 液壓缸8的缸體內(nèi)壁之間也設(shè)有密封圈。液壓缸8的前后部分別設(shè)有進(jìn)出油口，與液壓控 制系統(tǒng)連接，液壓控制系統(tǒng)為現(xiàn)有常規(guī)技術(shù)?；钊麠U9的伸出端安裝有軸承座6，軸承座6 與活塞桿9通過鍵12連接，并通過螺釘2和擋圈3軸向固定。軸承座6上安裝有軸承5，軸 承5采用具有高軸向和徑向承載能力的YRT轉(zhuǎn)臺(tái)軸承，YRT轉(zhuǎn)臺(tái)軸承包括一個(gè)座圈和一個(gè) 軸圈，座圈通過螺釘與軸承座6連接，軸圈通過螺釘與盤座4連接。后連接盤1通過螺栓安 裝在盤座4上。拉緊裝置的作用是帶動(dòng)后連接盤1軸向移動(dòng)，活塞桿9只能軸向移動(dòng)不能 轉(zhuǎn)動(dòng)。為了防止活塞桿9隨后連接盤1轉(zhuǎn)動(dòng)，在活塞桿9上加工出軸向槽，在液壓缸8的缸 體內(nèi)壁上安裝定位銷IO，定位銷10與活塞桿9上的軸向槽配合，保證了活塞桿9只能軸向 移動(dòng)而不能轉(zhuǎn)動(dòng)。定位銷10可采用T型鍵。 加工軸類工件13時(shí)，在機(jī)床導(dǎo)軌上移動(dòng)底座11到合適位置，將軸類工件13的兩 端分別頂在前連接盤14和后連接盤1的頂尖17之間，固定住底座11。液壓控制系統(tǒng)控制 液壓油由液壓缸8的前部進(jìn)入，后部出油，推動(dòng)活塞桿9帶動(dòng)后連接盤1向后移動(dòng)，使軸類 工件13拉緊在前連接盤14和后連接盤1之間，同時(shí)又不影響兩頂尖的定位。機(jī)床主軸通 過前連接盤14、螺栓15和工藝頭帶動(dòng)軸類工件13轉(zhuǎn)動(dòng)。
實(shí)施例2 本實(shí)施例與實(shí)施例1的不同是，工藝頭與連接盤的連接方式采用如圖2所示的形 式，在工藝頭上套裝一個(gè)連接套18，連接套18帶有內(nèi)螺紋，在連接盤的外側(cè)面帶有外螺紋， 將連接套18移到連接盤的端面并轉(zhuǎn)動(dòng)，直至擰緊。機(jī)床主軸通過前連接盤14、連接套18和 工藝頭帶動(dòng)工件轉(zhuǎn)動(dòng)。 加工管類工件19的過程如圖3所示，與加工軸類工件13不同在于采用的工藝頭
的結(jié)構(gòu)不同。所用工藝頭的一端伸入管類工件19的內(nèi)孔中，通過撐住工件而使兩者固定連
接在一起。 實(shí)施例3 本實(shí)施例的拉緊裝置與實(shí)施例1的拉緊裝置不同，采用如圖4所示的采用螺旋移 動(dòng)機(jī)構(gòu)，包括套筒24、拉桿23、螺桿20、軸承座6、軸承5、盤座4和底座11，套筒24安裝在 底座11上，底座11的底部結(jié)構(gòu)與車床尾座一樣，其在機(jī)床上的移動(dòng)和固定方式與車床尾座 在車床上的移動(dòng)和固定方式一樣。套筒24內(nèi)設(shè)有拉桿23，拉桿23的一端伸出套筒24前端 蓋，套筒24的后端蓋上通過螺紋連接有螺桿20，螺桿20的前端頂在拉桿23的后端，螺桿 20的后端安裝有手輪21。在套筒24內(nèi)拉桿18與套筒24的前端蓋之間設(shè)有彈簧22。拉桿 23伸出套筒24的一端安裝有軸承座6，軸承座6與拉桿23通過鍵連接，并通過螺栓和擋圈 軸向固定。軸承座6上安裝有軸承5，軸承5上連接有盤座4，后連接盤1安裝在盤座4上。 在套筒24的內(nèi)壁上安裝定位銷IO，保證了拉桿23只能軸向移動(dòng)而不能轉(zhuǎn)動(dòng)。
加工軸類工件13時(shí)，在機(jī)床導(dǎo)軌上移動(dòng)底座11到合適位置，通過轉(zhuǎn)動(dòng)手輪21使 螺桿20向前移動(dòng)，同時(shí)螺桿20推動(dòng)拉桿23也向前移動(dòng)，給彈簧22 —個(gè)預(yù)壓力，在此狀態(tài) 時(shí)，將軸類工件13的兩端分別夾持在前連接盤14和后連接盤1之間，固定住底座11。然 后，反向轉(zhuǎn)動(dòng)手輪21，使螺桿20向后移動(dòng)，不再與拉桿23接觸，拉桿23處于自由狀態(tài)，此 時(shí)，彈簧22在預(yù)壓力作用下推動(dòng)拉桿23向后移動(dòng)，同時(shí)拉桿23帶動(dòng)后連接盤1向后移動(dòng)， 使軸類工件13拉緊在前連接盤14和后連接盤1之間，進(jìn)行加工。
實(shí)施例4 如圖5所示，本實(shí)施例采用浮動(dòng)卡盤，所采用的拉緊裝置與實(shí)施例l基本相同，不 同之處是后連接盤1改為后浮動(dòng)卡盤28，拉緊裝置液壓缸8的活塞桿9是空心的并且伸出 液壓缸8的后端蓋，后浮動(dòng)卡盤拉桿29伸出活塞桿9?；钊麠U9的后端安裝有連接盤30， 連接盤30上安裝有由左端蓋31、缸體34、活塞32和右端蓋35組成的液壓缸，活塞32的兩 端與后浮動(dòng)卡盤拉桿29之間均設(shè)有推力軸承33。兩個(gè)浮動(dòng)卡盤內(nèi)的頂尖27可以是固定的 也可以是浮動(dòng)的。 軸類工件13的兩端不帶工藝頭，軸類工件13的兩端安裝在前浮動(dòng)卡盤26和后浮 動(dòng)卡盤28的頂尖27之間。前浮動(dòng)卡盤26安裝在機(jī)床主軸上，在機(jī)床主軸的后端安裝有中 通回轉(zhuǎn)油缸，前浮動(dòng)卡盤拉桿25與該油缸活塞連接，在該油缸的帶動(dòng)下前浮動(dòng)卡盤拉桿25 拉動(dòng)前浮動(dòng)卡盤26夾緊工件，中通回轉(zhuǎn)油缸、前浮動(dòng)卡盤26和軸類工件13隨機(jī)床主軸一 起轉(zhuǎn)動(dòng)。后浮動(dòng)卡盤28安裝在實(shí)施例1所示的拉緊裝置的盤座4上。
首先通過兩浮動(dòng)卡盤頂尖定位，然后通過由左端蓋31、缸體34、活塞32和右端蓋 35組成的液壓缸驅(qū)動(dòng)后浮動(dòng)卡盤拉桿29使后浮動(dòng)卡盤28夾緊軸類工件13的后端，再啟動(dòng) 拉緊裝置，使后浮動(dòng)卡盤28、其上的頂尖27和軸類工件13 —起向后拉緊，使軸類工件13處于拉緊狀態(tài)。由于推力軸承33的作用，后浮動(dòng)卡盤28、軸類工件13和后浮動(dòng)卡盤拉桿29能夠一起轉(zhuǎn)動(dòng)。 加工管類工件的過程可結(jié)合圖3所示。
權(quán)利要求
一種軸類及管類工件拉緊狀態(tài)下的加工工藝，其特征是在軸類工件的兩端加工出中心孔，將管類工件的兩端預(yù)先固定安裝工藝頭，工藝頭的外端面上帶有中心孔，加工時(shí)，將工件兩端用頂尖頂住中心孔定位，然后拉住工件在機(jī)床主軸端的一端，或拉住工件在機(jī)床主軸端的工藝頭，再使尾端的頂尖和工件另一端或另一端的工藝頭在同一個(gè)拉力下向后拉，使工件處于拉緊狀態(tài)，這樣使工件在既通過頂尖定位又處于拉緊狀態(tài)進(jìn)行外圓加工。
2. —種實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1所述軸類及管類工件拉緊狀態(tài)下的加工工藝的裝置，包括安裝在機(jī)床主軸前端的浮動(dòng)卡盤和安裝在機(jī)床尾部的拉緊裝置，該拉緊裝置上也安裝有浮動(dòng)卡盤，其特征是所述拉緊裝置包括液壓缸、軸承座、軸承、盤座和底座，液壓缸安裝在底座上，液壓缸內(nèi)設(shè)有活塞桿，活塞桿的兩端分別伸出液壓缸的前后端，活塞桿與液壓缸的內(nèi)壁之間設(shè)有活塞桿的徑向定位裝置，活塞桿的前伸出端安裝有軸承座，軸承座上安裝有軸承，軸承上安裝有盤座，浮動(dòng)卡盤安裝在盤座上，活塞桿內(nèi)部設(shè)有通孔，盤座上浮動(dòng)卡盤的拉桿由活塞桿的通孔伸出，活塞桿的后伸出端安裝有一個(gè)液壓缸，該液壓缸內(nèi)的活塞也設(shè)有內(nèi)部通孔，盤座上浮動(dòng)卡盤的拉桿伸入該液壓缸的活塞通孔，拉桿通過前后兩個(gè)推力軸承與活塞連接在一起。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種軸類及管類工件拉緊狀態(tài)下的加工工藝及裝置。該工藝是將工件兩端用頂尖頂住中心孔定位，然后拉住工件在機(jī)床主軸端的一端，或拉住工件在機(jī)床主軸端的工藝頭，再使尾端的頂尖和工件另一端或另一端的工藝頭在同一個(gè)拉力下向后拉，使工件處于拉緊狀態(tài)，這樣使工件在既通過頂尖定位又處于拉緊狀態(tài)進(jìn)行外圓加工。該裝置包括安裝在機(jī)床主軸前端的浮動(dòng)卡盤和安裝在機(jī)床尾部的拉緊裝置，該拉緊裝置上也安裝有浮動(dòng)卡盤，拉緊裝置的后端安裝有浮動(dòng)卡盤拉桿的液壓缸。本發(fā)明可保證多工位加工時(shí)采用同一定位基準(zhǔn)，同時(shí)在拉緊狀態(tài)下加工工件，提高了工件加工時(shí)的剛度，使工件在軸向方向有伸長的趨勢可有效提高加工精度。
文檔編號(hào)B23Q3/00GK101733655SQ20091022107
公開日2010年6月16日 申請日期2009年11月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月6日
發(fā)明者王愛福, 趙顯華 申請人:趙顯華