[发明专利]一种细长轴加工装置及加工方法

说明书

技术领域

本发明属于机械加工技术领域，具体涉及一种细长轴加工装置及加工方法。

背景技术

在机械、航空航天和军工等许多行业，细长轴类零件应用越来越广泛，并且直径较小、长径比较大的细长轴应用越来越多，如C919舱门转轴，长度为L773mm，直径为11.2mm，长径比约70，且这类轴的直线度及表面粗糙度要求较高，此舱门转轴的直线度为0.1mm，表面粗糙度Ra为0.8µm，此类细长轴给传统加工方法带来了很大的挑战。

目前常用的加工方法有两种：

方法一：中心架支承细长轴加工

使用中心架支承细长轴，分段切削，装夹方式一般为一夹一顶。中心架直接支承在工件中间，如此支承细长轴长径比减少一半，工件刚性增大，车削完一段后，掉头车削另一段。

方法二：跟刀架支承细长轴加工

跟刀架固定在床鞍上，跟刀架跟随车刀移动，增加工件的刚度，减小变形，装夹方式一般为一夹一顶。由于工件本身受重力作用，车削时工件会因离心力作用瞬时离开支撑爪而产生振动。

以上方法在加工精度要求不高、长径比不大的细长轴时能够起到一定的作用，但在加工大长径比、高精度的细长轴时存在以下问题：

1、方法一采用中心架辅助车削，中心架虽然能提高工件的刚性，但分段切削，效率低，且分段车削会在工件表面出现接刀纹，且一夹一顶的装夹方式容易使工件产生弯曲变形，对于尺寸精度要求较高的细长轴不能采用。

2、方法二采用常规跟刀架辅助车削，在实际加工过程中，受切削力以及离心力作用，容易造成跟刀架支撑爪与工件外圆瞬时脱离，且一夹一顶的装夹方式容易使工件产生弯曲变形，难以保证尺寸精度与表面质量。

发明内容

本发明所要解决的是现有细长轴加工精度不高，无法满足质量要求的技术问题，提供一种细长轴加工装置及加工方法，为了消除因装夹不当而产生的工件弯曲变形，采用一夹一拉装夹方式，跟刀架工装的一端采用三爪卡盘装夹，尾座采用专用工装拉紧工件，实现对于长径比大、精度要求高的细长轴零件的稳定、高效加工。

为了解决本发明的技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：一种细长轴加工装置，包括跟刀架工装1和尾座工装2，所述跟刀架工装1包括水平导柱11、垂直导柱12、顶头体13、衬套14和底板15，所述水平导柱11和垂直导柱12相交，所述顶头体13过盈配合安装在水平导柱11和垂直导柱12相交处；所述水平导柱11一端设有调整螺钉Ⅰ16，另一端设有定位螺钉Ⅰ17，所述垂直导柱12一端设有调整螺钉Ⅱ18，另一端设有定位螺钉Ⅱ19，旋转所述调整螺钉Ⅰ16、调整螺钉Ⅱ18，使水平导柱11和垂直导柱12压紧所述顶头体13，垂直于顶头体13轴向孔的中心线上攻钻通孔，所述衬套14过盈装配至所述顶头体13的通孔中，所述定位螺钉Ⅰ17、定位螺钉Ⅱ19用于压紧所述衬套14；所述尾座工装2包括自动定心夹紧套21、套筒22和回转顶尖23，所述回转顶尖23安装在套筒22中，所述套筒22与所述回转顶尖23外圆过盈配合，所述套筒22的外锥度与所述自动定心夹紧套21配合。

一种细长轴加工装置的加工方法，包括以下步骤：

第一步：尾座工装2安装与找正：尾座工装2安装在车床尾座上，采用莫氏锥柄结构，将车床上尾座顶针卸下，换上尾座工装2并找正。

第二步：机床主轴与尾座同轴度调整：安装同心度校棒，利用千分表校正尾座与主轴同轴度，调整至加工可接受跳动内。

第三步：跟刀架工装安装与找正：利用水平导柱11，跟刀架工装1安装在车床上，安装后调整衬套14位置，保证衬套14与车床主轴同轴；定位螺钉Ⅰ17与水平导柱11调整衬套14在水平方向的位置，垂直导柱12与调整螺钉Ⅱ18调整衬套14在垂直方向的位置。

第四步：工件装夹：装夹工件采用一夹一拉的装夹方式，利用车床卡盘装夹零件一端，尾座工装2中自动定心夹紧套21装夹零件另一端，旋转定心夹紧套21，使尾座工装2对零件施加水平方向拉力，固定好零件。

第五步：工件加工：加工零件前打表校正零件装夹后跳动，利用车削加工加工零件。

与现有技术相比，本发明获得的有益效果是：

本发明公开的一种细长轴加工装置及加工方法，采用一夹一拉的装夹方式，消除由于切削过程中的温升及夹紧力引起的工件弯曲变形，大大提高加工精度和表面质量。

本发明公开的一种细长轴加工装置及加工方法，采用尾座工装实现了对工件的夹拉，能自动定心，定位精度高，加工效率高，适于批量生产。