專利名稱：細(xì)長(zhǎng)軸零件自動(dòng)加工設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
細(xì)長(zhǎng)軸零件自動(dòng)加工設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型涉及一種細(xì)長(zhǎng)軸零件自動(dòng)加工設(shè)備，尤其是一種超細(xì)長(zhǎng)軸零件自動(dòng) 加工設(shè)備。
背景技術(shù)：
[0002]如一種超細(xì)長(zhǎng)軸零件驅(qū)動(dòng)桿最大直徑Φ60，總長(zhǎng)6000mm，要求同軸度Φ0.03， 圓拄度0.013/1000mm，粗糙度Ral.6ym;另一種細(xì)長(zhǎng)軸類零件頂桿，材料為H13，硬度 HB315 360，加工直徑Φ400，長(zhǎng)度20000mm，直線度0.3mm，粗糙度Ra3.2 μ m。目前，由于上述細(xì)長(zhǎng)軸、超細(xì)長(zhǎng)軸零件其整體剛性很差，在加工過(guò)程中另受到切削力、自 重的作用，必然會(huì)產(chǎn)生較大的彎曲變形而導(dǎo)致振動(dòng)。加工方法一般只能采用傳統(tǒng)的多點(diǎn) 固定支承、人工接刀方式，其生產(chǎn)效率非常低；由于外表面留有接刀錯(cuò)位痕跡，整體粗 糙度不能達(dá)到要求；另由于切削過(guò)程人為分割為多次斷續(xù)加工，每次所形成的加工面其 尺寸、形狀精度均不同，零件整體加工精度難以保證。針對(duì)上述情況，需要提供一條有 效的解決途徑。實(shí)用新型內(nèi)容[0003]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，提供一種 細(xì)長(zhǎng)軸零件自動(dòng)加工設(shè)備，以及采用該設(shè)備進(jìn)行細(xì)長(zhǎng)軸零件進(jìn)行自動(dòng)加工的方法。主要 用于細(xì)長(zhǎng)軸類、超細(xì)長(zhǎng)軸類零件的精密加工，可保證加工精度，提高生產(chǎn)效率、增強(qiáng)操 作安全。為了解決上述問(wèn)題本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣的[0004]一種細(xì)長(zhǎng)軸零件自動(dòng)加工設(shè)備，包括一個(gè)用于放置細(xì)長(zhǎng)加工工件的床身，床身 一端設(shè)置有一個(gè)主軸箱，床身另一端設(shè)置有一尾架，主軸箱上設(shè)置有一個(gè)卡盤，尾架上 設(shè)置有頂尖，其特征在于，床身上設(shè)置有若干個(gè)用于支撐工件的可以打開并前后移動(dòng)的 徑向支撐架，徑向支撐架支撐在工件的一側(cè)；床身上還設(shè)置有導(dǎo)軌，導(dǎo)軌上設(shè)置有一拖 板，拖板上設(shè)置有用于安裝車刀的刀臺(tái)，拖板上還設(shè)置有一用于支撐工件的可軸向滑動(dòng) 的軸向支撐架，軸向支撐架支撐在工件的另一側(cè)。[0005]徑向支撐架在工件全程范圍內(nèi)均勻間隔布置，間隔的距離不大于工件外徑的十倍。[0006]徑向支撐架包括一個(gè)下座，下座上設(shè)置有一與工件軸向垂直的橫向?qū)к?，?dǎo)軌 上設(shè)置有一帶有液壓馬達(dá)的可在橫向?qū)к壣匣瑒?dòng)的弓形支撐座，支撐座上部具有上支撐 臂，支撐座底部具有下支撐臂，支撐座側(cè)邊具有側(cè)支撐臂，上支撐臂、下支撐臂、側(cè)支 撐臂從上部、下部、一側(cè)面與工件接觸時(shí)對(duì)工件進(jìn)行支撐。[0007]上支撐臂上還設(shè)置一驅(qū)動(dòng)上支撐臂進(jìn)行下壓的液壓油缸。[0008]軸向支撐架包括一個(gè)下座，下座上設(shè)置有一與工件軸向垂直的橫向?qū)к?，?dǎo)軌 上設(shè)置有一帶有液壓馬達(dá)的可在橫向?qū)к壣匣瑒?dòng)的支撐座，支承座上設(shè)置有一弧形導(dǎo) 軌，弧形導(dǎo)軌上設(shè)置有一可弧形伸縮的弧形支撐臂，支承座上設(shè)置有一下固定支撐點(diǎn)，弧形導(dǎo)軌頂端內(nèi)側(cè)設(shè)置有一上固定支撐點(diǎn)，弧形支撐臂的前端設(shè)置有一回轉(zhuǎn)支撐點(diǎn)，上 固定支撐點(diǎn)、下固定支撐點(diǎn)、回轉(zhuǎn)支撐點(diǎn)從上部、下部、另一側(cè)面與工件接觸時(shí)對(duì)工件 進(jìn)行支撐。[0009]所述弧形導(dǎo)軌上設(shè)置有一與弧形支撐臂連接的弧形齒條，弧形導(dǎo)軌底部弧形支 撐臂兩側(cè)設(shè)置有隨動(dòng)滾輪，所述弧形齒條與一主動(dòng)齒輪嚙合，所述主動(dòng)齒輪連接一液壓 馬達(dá)。[0010]有益效果，本實(shí)用新型由于采用了上述的方法、裝置，通過(guò)電氣控制技術(shù)的攻 關(guān)協(xié)調(diào)，達(dá)到了下列目標(biāo)超細(xì)長(zhǎng)軸零件驅(qū)動(dòng)桿最大直徑Φ60，總長(zhǎng)6000mm，要求 同軸度Φ0.03，圓拄度0.013/1000mm，粗糙度RaLeym;細(xì)長(zhǎng)軸類零件頂桿，材料 為H13，硬度HB315 360，加工直徑Φ400，長(zhǎng)度20000mm，直線度0.3mm，粗糙度 Ra3.2ym。因此，本實(shí)用新型能取代傳統(tǒng)的多點(diǎn)固定支承、人工接刀加工方法，可大幅 度提高生產(chǎn)效率、操作安全、零件整體加工精度，為細(xì)長(zhǎng)軸、超細(xì)長(zhǎng)軸零件的自動(dòng)加工 提供了一條有效的解決途徑。


[0011]
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型；[0012]圖Ia是本實(shí)用新型所述的細(xì)長(zhǎng)軸零件自動(dòng)加工設(shè)備的平面布局結(jié)構(gòu)示意圖；[0013]圖Ib是本實(shí)用新型所述的細(xì)長(zhǎng)軸零件自動(dòng)加工設(shè)備的斷面布置結(jié)構(gòu)示意圖；[0014]圖&是本實(shí)用新型所述的細(xì)長(zhǎng)軸零件自動(dòng)加工過(guò)程中在縱向平面上軸向支撐架 和徑向支撐架相互配合的結(jié)構(gòu)示意圖；[0015]圖沈是本實(shí)用新型所述的細(xì)長(zhǎng)軸零件自動(dòng)加工過(guò)程中零件安裝與拆卸狀態(tài)的結(jié) 構(gòu)示意圖；[0016]圖北是本實(shí)用新型所述的細(xì)長(zhǎng)軸零件自動(dòng)加工過(guò)程中零件僅由徑向支承架支承 狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖；[0017]圖2d是本實(shí)用新型所述的細(xì)長(zhǎng)軸零件自動(dòng)加工過(guò)程中零件由軸向支承架支承狀 態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖；[0018]圖3是本實(shí)用新型所述的軸向支承架結(jié)構(gòu)示意圖；[0019]圖如是本實(shí)用新型所述的軸向支承架回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)起始狀態(tài)示意圖；[0020]圖4b是本實(shí)用新型所述的軸向支承架回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)終止?fàn)顟B(tài)示意圖；[0021]圖5是本實(shí)用新型所述的徑向支承架結(jié)構(gòu)圖；[0022]圖6是本實(shí)用新型所述支承架導(dǎo)軌布置結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
[0023]為了使本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了 解，下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。[0024]參看圖la、圖b[0025]本實(shí)施例所述的細(xì)長(zhǎng)軸零件自動(dòng)加工設(shè)備整體布局型結(jié)構(gòu)如圖所示[0026]加工機(jī)床由主軸箱1、卡盤2、徑向支承架3、頂尖4、尾架5、拖板7、刀臺(tái) 8、軸向支承架9、床身10組成；細(xì)長(zhǎng)軸零件6兩端由卡盤2、頂尖4夾持定位；中間由多個(gè)徑向支承架3、單個(gè)軸向支承架9定位；徑向支承架3、軸向支承架9布置與工件兩 側(cè)；；拖板7沿床身導(dǎo)軌移動(dòng)，刀臺(tái)8位于拖板7上部，可沿導(dǎo)軌徑向移動(dòng)；徑向支承 架3可沿床身導(dǎo)軌獨(dú)立移動(dòng)、軸向支承架9由拖板7帶動(dòng)沿床身導(dǎo)軌移動(dòng)。[0027]主軸箱1、卡盤2、徑向支承架3、頂尖4、尾架5、拖板7、刀臺(tái)8、軸向支承架 9、細(xì)長(zhǎng)軸零件6均位于床身10上部。[0028]軸向支承架結(jié)構(gòu)[0029]如圖3所示，軸向支承架9由下座91、導(dǎo)軌92、支承座93、下固定支承點(diǎn)94、 上固定支承點(diǎn)95、回轉(zhuǎn)支承點(diǎn)96、弧形導(dǎo)軌97、液壓馬達(dá)98、齒輪99、傳動(dòng)支架910、 弧形齒條911、支承臂912、滾輪913、液壓馬達(dá)914組成。[0030]支承座93可沿下座91、導(dǎo)軌92由液壓馬達(dá)914驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)徑向移動(dòng)；下固定支 承點(diǎn)94、上固定支承點(diǎn)95位于工件上、下位置，主要用于承受工件重量；回轉(zhuǎn)支承點(diǎn)96 位于工件一側(cè)，主要用于承受刀具切削力；下固定支承點(diǎn)94、上固定支承點(diǎn)95、回轉(zhuǎn)支 承點(diǎn)96形成切削加工時(shí)的工件主定位點(diǎn)。4.軸向支承架支承臂采用回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)方式[0031]如圖3、圖4a和圖4b所示，軸向支承架回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)由弧形導(dǎo)軌97、液壓馬達(dá)98、 齒輪99、傳動(dòng)支架910、弧形齒條911、支承臂912、滾輪913組成。[0032]回轉(zhuǎn)支承點(diǎn)96位于支承臂912前端，滾輪913位于支承臂912尾部，齒輪99、 液壓馬達(dá)98位于傳動(dòng)支架910上，弧形齒條911位于支承臂912 二側(cè)，弧形導(dǎo)軌97位于 支承座93內(nèi)；齒輪99通過(guò)液壓馬達(dá)98驅(qū)動(dòng)，作用于弧形齒條911，帶動(dòng)支承臂912通 過(guò)滾輪913滾動(dòng)沿弧形導(dǎo)軌97實(shí)現(xiàn)往復(fù)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。[0033]弧形導(dǎo)軌97圓心點(diǎn)的控制高于工件圓心1 2mm，可防止回轉(zhuǎn)支承點(diǎn)96在往 復(fù)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中對(duì)工件造成損傷，僅在終點(diǎn)工作位置實(shí)現(xiàn)與零件的有效接觸支承。[0034]徑向支承架結(jié)構(gòu)[0035]如圖5所示，徑向支承架3由下座31、導(dǎo)軌32、油缸33、支承座34、輔助支承 35、側(cè)支承臂36、液壓油缸37、上支承臂38、下支承臂39、液壓馬達(dá)310組成。[0036]支承座34可沿下座31、導(dǎo)軌32由液壓油缸37驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)徑向移動(dòng)；上支承臂 38、下支承臂39位于工件上、下位置，主要用于承受工件重量；側(cè)支承臂36位于工件一 側(cè)，主要用于承受刀具切削力；上支承臂38、下支承臂39、、側(cè)支承臂36形成切削加工 時(shí)的工件輔助定位點(diǎn)。[0037]徑向支承架隨動(dòng)控制方式；[0038]如圖5所示，上支承臂38由液壓油缸37驅(qū)動(dòng)、下支承臂39由液壓馬達(dá)310驅(qū) 動(dòng)。支承工件時(shí)上支承臂38首先下壓，下支承臂39跟隨作用于工件。[0039]加工機(jī)床調(diào)試時(shí)，試件由主定位點(diǎn)定位夾持，上支承臂38位于軸向支承架主定 位點(diǎn)側(cè)面200mm，測(cè)出上支承臂38作用于試件導(dǎo)致其下彎變形0.1 0.3mm時(shí)的液壓油 缸37壓力值，該數(shù)值作為液壓馬達(dá)310、下支承臂39停止作用工件的控制參數(shù)。全程正 常自動(dòng)運(yùn)行時(shí)，各個(gè)徑向支承架的輔助定位點(diǎn)跟隨主定位點(diǎn)而確定，防止由于多個(gè)輔助 定位點(diǎn)的失準(zhǔn)對(duì)于主定位點(diǎn)的強(qiáng)行干涉，而造成細(xì)長(zhǎng)軸零件彎曲、破壞加工精度情況。[0040]支承架導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)；[0041]如圖6所示，徑向支承架3使用導(dǎo)軌101、導(dǎo)軌102，軸向支承架9使用導(dǎo)軌 103、導(dǎo)軌104，布置于細(xì)長(zhǎng)軸零件二側(cè)，所有導(dǎo)軌均為連續(xù)導(dǎo)軌。[0042]細(xì)長(zhǎng)軸零件自動(dòng)加工方法；[0043]徑向支承架在工件全程范圍內(nèi)固定布置，其數(shù)量由細(xì)長(zhǎng)軸零件具體結(jié)構(gòu)特征確 定，布置間隔不大于10倍工件外徑。[0044]如圖&所示，在細(xì)長(zhǎng)軸軸向全程自動(dòng)加工過(guò)程中，單軸向支承架9始終不可脫 離工件，對(duì)工件形成主定位，在接近徑向支承架3輔助定位點(diǎn)時(shí)，為避免碰撞，通過(guò)電 氣控制，徑向支承架支承座3自動(dòng)后退脫離工件，消除刀具、軸向支承架的連續(xù)運(yùn)動(dòng)障 礙，保證其于工件的始終接觸，但其余徑向支承架3a、3b、北仍不可脫離工件，保持對(duì) 工件的輔助定位，消除細(xì)長(zhǎng)軸的彎曲變形及振動(dòng)。[0045]如圖沈所示，為零件安裝與拆卸狀態(tài)，徑向支承架3，軸向支承架9均處于后退位置。[0046]如圖北所示，為零件僅由徑向支承架3支承狀態(tài)，為加工開始前、結(jié)束后狀 態(tài)。[0047]如圖2d所示，為零件由軸向支承架9支承狀態(tài)，為加工時(shí)狀態(tài)，其中一徑向支 承架3已后退，為軸向支承架9、刀臺(tái)移動(dòng)讓出空間。[0048]以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理、主要特征和本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)。本 行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書中 描述的只是說(shuō)明本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下本實(shí)用新 型還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型范圍內(nèi)。本實(shí) 用新型要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等同物界定。
權(quán)利要求1.一種細(xì)長(zhǎng)軸零件自動(dòng)加工設(shè)備，包括一個(gè)用于放置細(xì)長(zhǎng)加工工件的床身，床身一 端設(shè)置有一個(gè)主軸箱，床身另一端設(shè)置有一尾架，主軸箱上設(shè)置有一個(gè)卡盤，尾架上設(shè) 置有頂尖，其特征在于，床身上設(shè)置有若干個(gè)用于支撐工件的可以打開并前后移動(dòng)的徑 向支撐架，徑向支撐架支撐在工件的一側(cè)；床身上還設(shè)置有導(dǎo)軌，導(dǎo)軌上設(shè)置有一拖 板，拖板上設(shè)置有用于安裝車刀的刀臺(tái)，拖板上還設(shè)置有一用于支撐工件的可軸向滑動(dòng) 的軸向支撐架，軸向支撐架支撐在工件的另一側(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種細(xì)長(zhǎng)軸零件自動(dòng)加工設(shè)備，其特征在于，徑向支撐架在 工件全程范圍內(nèi)均勻間隔布置，間隔的距離不大于工件外徑的十倍。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種細(xì)長(zhǎng)軸零件自動(dòng)加工設(shè)備，其特征在于，徑向支撐架包 括一個(gè)下座，下座上設(shè)置有一與工件軸向垂直的橫向?qū)к墸瑢?dǎo)軌上設(shè)置有一帶有液壓馬 達(dá)的可在橫向?qū)к壣匣瑒?dòng)的弓形支撐座，支撐座上部具有上支撐臂，支撐座底部具有下 支撐臂，支撐座側(cè)邊具有側(cè)支撐臂，上支撐臂、下支撐臂、側(cè)支撐臂從上部、下部、一 側(cè)面與工件接觸時(shí)對(duì)工件進(jìn)行支撐。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種細(xì)長(zhǎng)軸零件自動(dòng)加工設(shè)備，其特征在于，上支撐臂上還 設(shè)置一驅(qū)動(dòng)上支撐臂進(jìn)行下壓的液壓油缸。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種細(xì)長(zhǎng)軸零件自動(dòng)加工設(shè)備，其特征在于，軸向支撐架 包括一個(gè)下座，下座上設(shè)置有一與工件軸向垂直的橫向?qū)к墸瑢?dǎo)軌上設(shè)置有一帶有液壓 馬達(dá)的可在橫向?qū)к壣匣瑒?dòng)的支撐座，支承座上設(shè)置有一弧形導(dǎo)軌，弧形導(dǎo)軌上設(shè)置有 一可弧形伸縮的弧形支撐臂，支承座上設(shè)置有一下固定支撐點(diǎn)弧形導(dǎo)軌頂端內(nèi)側(cè)設(shè)置有 一上固定支撐點(diǎn)，弧形支撐臂的前端設(shè)置有一回轉(zhuǎn)支撐點(diǎn)，上固定支撐點(diǎn)、下固定支撐 點(diǎn)、回轉(zhuǎn)支撐點(diǎn)從上部、下部、另一側(cè)面與工件接觸時(shí)對(duì)工件進(jìn)行支撐。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種細(xì)長(zhǎng)軸零件自動(dòng)加工設(shè)備，其特征在于，所述弧形導(dǎo)軌 上設(shè)置有一與弧形支撐臂連接的弧形齒條，弧形導(dǎo)軌底部弧形支撐臂兩側(cè)設(shè)置有隨動(dòng)滾 輪，所述弧形齒條與一主動(dòng)齒輪嚙合，所述主動(dòng)齒輪連接一液壓馬達(dá)。
專利摘要一種細(xì)長(zhǎng)軸零件自動(dòng)加工設(shè)備，包括一個(gè)用于放置細(xì)長(zhǎng)加工工件的床身，床身一端設(shè)置有一個(gè)主軸箱，床身另一端設(shè)置有一尾架，主軸箱上設(shè)置有一個(gè)卡盤，尾架上設(shè)置有頂尖，床身上設(shè)置有若干個(gè)用于支撐工件的可以打開并前后移動(dòng)的徑向支撐架，徑向支撐架支撐在工件的一側(cè)；床身上還設(shè)置有導(dǎo)軌，導(dǎo)軌上設(shè)置有一拖板，拖板上設(shè)置有用于安裝車刀的刀臺(tái)，拖板上還設(shè)置有一用于支撐工件的可軸向滑動(dòng)的軸向支撐架，軸向支撐架支撐在工件的另一側(cè)。本實(shí)用新型能取代傳統(tǒng)的多點(diǎn)固定支承、人工接刀加工方法，可大幅度提高生產(chǎn)效率。
文檔編號(hào)B23Q3/00GK201807740SQ20102053448
公開日2011年4月27日 申請(qǐng)日期2010年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月17日
發(fā)明者何平華, 周民, 姚俊菠, 孔憲筠, 宋鋼韌, 張琮霆 申請(qǐng)人:上海重型機(jī)床廠有限公司