CN101549414A - 细长杆件外圆柱面的精加工方法 - Google Patents

细长杆件外圆柱面的精加工方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种细长杆件外圆柱面的精加工方法，该方法是用三点弹性定心方法和三点滚动定心方法同时对待加工的细长杆件定位，使待加工的细长杆件作直线运动，并通过旋转的刀具对细长杆件外圆柱面进行加工。由于三点弹性定心的中心和三点滚动定心的中心位于同一中心线上，保证细长杆件的加工部位在直线运动过程中保持中心不变，且细长杆件保持直线运动，配合高速旋转的刀具，从而达到所需的尺寸精度和圆度公差。

Description

细长杆件外圆柱面的精加工方法
技术领域
本发明涉及一种细长杆件外圆柱面的精加工方法，属于机械加工制造领域。
背景技术
大功率水轮发电机磁轭拉紧螺杆(细长杆)和磁轭叠片的细长叠片孔配合间隙小(0.22mm)，目前生产细长杆主要是车削加工和磨削加工两种方法。由于细长杆本身钢性差，在车削加工过程中极易出现以下问题：1.切削过程中工件受切削力、自身重力、和旋转离心力作用的影响，易产生弯曲和振动，严重影响加工后的工件圆柱度和表面粗糙度及尺寸公差。2.切削过程中产生的切削热，易使工件弯曲，影响加工质量。3.加工长度受固定加工设备影响。虽然目前通过使用中心加支撑工件增加工件的刚性、使用弹性回转顶尖以消除延伸变形、改变冷却方式以消除切削热来减小变形、改变刀具几何形状以增强切削可靠性、改变切削用量以防止切削中断等一系列方法，但是由于涉及技术层面广、相互综合利用难度大，最终加工出的细长杆呈竹节形和腰鼓形，而且生产效率低，细长杆长度切削等诸多方面受操作水平的影响。而采用无心磨削方法也存在下列的不足：1.每次磨削余量少(一次0.2mm)，且效率低。2.每磨削一次需要对细长杆校直一次，工作量大。3.由于磨削时传动力小，工件磨削过程中易间断停留。所以采用磨削工艺加工出的细长杆易产生竹节形、椭圆形、多棱形和出现磨不圆的现象。
发明内容
本发明目的就在于克服上述现有技术的不足，提供一种细长杆的精加工方法，用三点定心方法对待加工的细长杆件定位，使待加工的细长杆件作直线运动，通过旋转的刀具对细长杆件外圆柱面进行加工，直至得到所需尺寸的细长杆件。
实现本发明目的采用的技术方案是：一种细长杆件外圆柱面的精加工方法，首先将待加工的细长杆件预矫直，然后用V型液压辊轮传输使待加工的细长杆件作匀速直线运动，用三点弹性定心方法和三点滚动定心方法同时对待加工的细长杆件定位，其中三点弹性定心的中心和三点滚动定心的中心位于同一中心线，以保证细长杆件的加工部位在直线运动过程中保持中心不变，并通过旋转的刀具对细长杆件外圆柱面进行加工，使细长杆件外圆柱面达到所需的尺寸精度和圆度公差。
上述细长杆件的待加工部位与已加工部位均由V型液压辊轮同步、同向传输，且细长杆件的待加工部位处的V型液压辊轮与杆件间的摩擦力足够推动细长杆件作匀速直线运动。
上述所用三点弹性定心方法是在与细长杆件垂直方向的平面上使用两两之间成120度角的三个具有弹性的耐磨块滚轮夹持细长杆，实现对细长杆件的定位。三点滚动定心是在与细长杆件垂直方向的平面上使用两两之间成120度角的三个辊轮夹持细长杆件，三个辊轮延细长杆件表面做线性滚动定心，实现对细长杆件的定位。其中三点弹性定心位与三点滚动定心位之间间距为60～150mm，旋转刀具位于两定心位之间，且刀具与三点滚动定心位之间间距为15～20mm。本发明就是通过三点弹性定心方法和三点滚动定心相结合来实现对细长杆件的定心，三点滚动定心所用辊轮沿经旋转刀具加工后的细长杆件表面滚动，而三点弹性定心所用弹性耐磨块沿未加工的细长杆自动调节，所以三点弹性定心和三点滚动定心共同保证细长杆在运动过程中保持中心不变，配合旋转的刀具实现对细长杆件外圆柱面的精加工，达到所需的尺寸精度和圆度公差。此外，还可以采用凸凹两辊滚压的方法将加工后的细长杆件直线度控制在0.15mm以内，表面粗糙度可达到
Figure A20091006208500041
，表面洛氏硬度提高2～4度。
在使用本发明方法对细长杆件做精加工前，可调节标准校棒与刀具之间的间隙≤0.02mm。
本发明具有以下的优点：
1.三点弹性定心方法和三点滚动定心相结合来实现对细长杆件的定心，保证细长杆在运动过程中保持中心不变，便于实现加工精度。
2.由于三点滚动定心与刀具高速旋转的位置较近，避免了因为待加工工件的振动而造成加工的细长杆呈椭圆形、竹节形或菱形的缺陷。
3.本发明通过液压辊轮控制工件做同步相向的运动，从而对加工细长杆件的长度无限制，解决了目前加工细长杆的长度受加工设备的限制。
4.本发明工作效率高、精度高，精加工后圆度控制在φ0.03mm以内，外径尺寸公差控制在0.05mm以内。
具体实施方式
一种细长杆件外圆柱面的精加工方法，首先调节标准校棒与刀具之间的间隙≤0.02mm，再将待加工的细长杆件预矫直，然后从进料口处的V型液压辊轮传输使待加工的细长杆件作匀速直线运动，接着用三点弹性定心方法和三点滚动定心方法同时对待加工的细长杆件定位，其中三点弹性定心的中心和三点滚动定心的中心位于同一中心线上，以保证细长杆件的加工部位在直线运动过程中保持中心不变，通过旋转的刀具对细长杆件外圆柱面进行加工，使细长杆件外圆柱面达到所需的尺寸精度和圆度公差，最后从出料口处的V型液压辊轮传输出料。
细长杆件的待加工部位与已加工部位均由V型液压辊轮同步、同向传输，且细长杆件的待加工部位处的V型液压辊轮与杆件间的摩擦力足够推动细长杆件作匀速直线运动。由于经加工后的细长杆件直径变小，所以通过变频调节出料口处V型液压辊轮的线速度，以保证细长杆件在整个加工过程中运动速度的同步。
本发明中使用三点弹性定心方法是在与细长杆件垂直方向的平面上使用两两之间成120度角的三个具有弹性的耐磨块夹持细长杆，实现对细长杆件的定心。三点滚动定心是在与细长杆件垂直方向的平面上使用两两之间成120度角的三个辊轮夹持细长杆件，三个辊轮延细长杆件表面做线性滚动定心，实现对细长杆件的定心。其中三点弹性定心位与三点滚动定心位之间间距为60～150mm，旋转刀具位于两定心位之间，且刀具与三点滚动定心位之间间距为15～20mm。由于三点弹性定心的中心和三点滚动定心的中心位于同一中心线上，且细长杆件保持匀速直线运动，保证细长杆件的加工部位在直线运动过程中保持中心不变，所以配合高速旋转的刀具，从而达到所需的尺寸精度和圆度公差
通过本发明方法对细长杆件的精加工后圆度控制在φ0.03mm以内，外径尺寸公差控制在0.05mm以内。

Claims (8)

1.一种细长杆件外圆柱面的精加工方法，其特征在于：用三点定心方法对待加工的细长杆件定位，使待加工的细长杆件作直线运动，通过旋转的刀具对细长杆件外圆柱面进行加工，直至得到所需尺寸的细长杆件。
2.根据权利要求1所述的细长杆件外圆柱面的精加工方法，其特征在于：先将待加工的细长杆件预矫直，然后用V型液压辊轮传输使待加工的细长杆件作匀速直线运动，用三点弹性定心方法和三点滚动定心方法同时对待加工的细长杆件定位，其中三点弹性定心的中心和三点滚动定心的中心位于同一中心线上，以保证细长杆件的加工部位在直线运动过程中保持中心不变，并通过旋转的刀具对细长杆件外圆柱面进行加工，使细长杆件外圆柱面达到所需的尺寸精度。
3.根据权利要求2所述的细长杆件外圆柱面的精加工方法，其特征在于：细长杆件的待加工部位与已加工部位均由V型液压辊轮同步、同向传输。
4.根据权利要求2或3所述的细长杆外圆柱面的精加工方法，其特征在于：细长杆件的待加工部位处的V型液压辊轮与杆件间的摩擦力足够推动细长杆件作匀速直线运动。
5.根据权利要求2所述的细长杆件外圆柱面的精加工方法，其特征在于：三点弹性定心方法是在与细长杆件垂直方向的平面上使用两两之间成120度角的三个具有弹性的耐磨块夹持细长杆，实现对细长杆件的定位。
6.根据权利要求2所述的细长杆件外圆柱面的精加工方法，其特征在于：三点滚动定心是在与细长杆件垂直方向的平面上使用两两之间成120度角的三个辊轮夹持细长杆件，实现对细长杆件的定位。
7.根据权利要求6所述的细长杆件外圆柱面的精加工方法，其特征在于：三个辊轮延细长杆件表面做线性滚动定心。
8.根据权利要求2所述的细长杆外圆柱面的精加工方法，其特征在于：三点弹性定心位与三点滚动定心位之间间距为60～150mm，旋转刀具位于两定心位之间，且刀具与三点滚动定心位之间间距为15～20mm。
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