CN101596625A - 车轴轴端螺纹孔加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及车轴轴端螺纹孔加工方法，其利用车轴轴端三螺孔加工组合机床攻丝机构中所装的攻丝深度控制装置来控制车轴轴端螺纹孔(17)加工的深度：滑台(18)带动深度和攻丝机构一起前进，以车轴(1)中心孔定位并夹紧，滑台移动完成后可调小轴(2)触及车轴端面，以端面为基准通过深度控制机构得到了触点接近开关(7)新位置，深度控制机构在攻丝过程中能很好地控制车轴轴端螺纹孔的加工深度，加工时，攻丝机构使电气接近开关(11)和丝锥同时往前移动，当钻头钻到所需控制的深度时，电气接近开关与接近开关触点感应，发出电信号使钻孔或攻丝停止，丝锥反转退回原位停止。本发明解决了车轴螺孔深度控制问题，从而提高了车轴加工的质量。

Description

车轴轴端螺纹孔加工方法

技术领域

本发明涉及车轴加工领域，特别是涉及车轴轴端螺纹孔加工方法。

背景技术

车轴两端同时进行螺孔加工，攻丝机构装在滑台上，两滑台可相向运动将工件中心孔定位后夹紧，在轴身特定位置配有周向定位环，作用是在加工过程中防止轴在外力作用下转动。两端同时加工轴端三孔加工组合机床通过使用，存在着螺孔有效丝扣深度达不到图纸要求。

影响产品的质量因素是有效深度控制不准，误差超过零件图的技术要求，通过在现场的加工车轴(类型RE2B)跟踪测量，机床加工螺孔精度为40±3.5mm，达不到图纸40⁺²mm要求。

通过对加工RE2B车轴(见图2和图3)加工方式的分析，产生误差的因素有：

1.工件尺寸的影响：

(1)车轴端三孔要求丝扣有效深度为40⁺²mm；

(2)车轴长度为2161±1mm；

(3)中心孔标注的尺寸是φ21.2mm，此尺寸是自由公差。

由于车轴端三孔加工是采用中心孔定位，两端同步相向将轴夹紧固定。由于以上三点的尺寸变动直接影响工件定位后的位置，车轴轴向位置不定。由于机床攻丝靠模轴攻丝行程是固定的，所以车轴螺孔加工后深度是变化的。

2.系统加工因素对攻丝深度的影响：

目前使用的例如型号为RE2B的车轴轴端三螺孔加工组合机床攻丝机构，其包括滑动键槽控制杆、拨套、支架固定块、攻丝主轴、铜螺母、接杆、活动滑台。该机构由于结构的缺陷，因此攻丝时存在以下的问题：

(1)刀具装在接杆内由于滑台动态位移的冲击力产生的反作用力使与接杆配合不紧的丝锥发生位置变动。通过试验这种情况是存在的；

(2)更换新的丝锥后由于刀具的制造公差的存在，引起丝扣深度变化；

(3)采用机械传动双滑台同步相向动作滑台顶尖进入中心孔将车轴顶紧，车轴对中的误差存在；

(4)攻丝完成后丝锥回程的转变，机械惯性对深度的影响；

(5)电气动作的灵敏度对深度的影响。

将系统影响定位常量，调试加工时就可以排除。

螺孔深度误差影响了车轴产品质量。为此，这个问题成为车轴加工的技术难题。在此机床现有的状态下，找到一种控制螺孔有效丝扣深度的办法，提高车轴加工的质量。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种车轴轴端螺纹孔加工方法，以便能够有效地控制车轴轴端螺孔深度，达到车轴加工的螺孔深度的技术要求。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：利用车轴轴端三螺孔加工组合机床攻丝机构中所装的攻丝深度控制装置，来控制车轴轴端螺纹孔加工的深度：通过以中心孔夹紧，以端面定位，很好地控制车轴轴端螺纹孔的加工深度，加工时，接近开关和钻头或丝锥同时往前移动，当钻孔或攻丝到所需控制的深度时，触点与接触开关感应，则立即停止钻孔或攻丝，使车轴轴端螺纹孔加工精度至少小于0.5mm。

本发明与现有技术相比具有以下的主要优点：

其一.解决了车轴螺孔深度控制问题：

由于采用以车轴中心孔夹紧，并以车轴端面来定位的方式，因此消除了工件制造公差和车轴在在加工过程中对攻丝深度的影响，加工基准与设计基准达到统一，中心孔本身的误差就不会影响攻丝深度的精度，攻丝深度40～42mm就很容易保证。

其二.由于攻丝深度容易保证，因此可以提高车轴加工的质量。

其三.由于采用了新的攻丝深度控制机构，因此带来了上述两种优点，并且可以解决目前所用车轴轴端三螺孔加工组合机床攻丝机构的螺孔深度误差的技术难题。

其四.攻丝深度控制机构还可扩大使用范围，可应用到其它深度控制。并且，该机构结构合理，调试方便快捷，维修方便。

附图说明

图1为本发明车轴轴端三螺孔加工组合机床攻丝机构的结构示意图。

图2为图1中可调小轴2的结构示意图。

图3为图2的A-A剖视图。

图4为图1中的中心控制杆3的结构示意图。

图5为图4中螺纹孔19的俯视图。

图6为图1中的触点接近开关7的结构示意图。

图7为图6的左视图。

图8为图1中的支架9的结构示意图。

图9为图1中的导向套5的结构示意图。

图10为图9的左视图。

图11为图9中键孔20的俯视图。

图12为图1中的攻丝靠摸轴13的结构示意图。

图13为图12的A-A的剖视图。

图14为图12的B-B的剖视图。

图1中：1.车轴；2.可调小轴；3.中心控制杆；4.调整垫；5.导向套；6.滑动键槽控制杆；7.触点接近开关；8.拨套；9.支架；10.支架固定座；11.电气接近开关；12.攻丝主轴；13.攻丝靠模轴；14.铜螺母；15.接杆；16.弹簧；17.车轴轴端螺纹孔；18.活动滑台；19.螺纹孔；20.键孔。

具体实施方式

本发明提供的车轴轴端螺纹孔加工方法，是利用车轴轴端三螺孔加工组合机床攻丝机构加工，包括钻孔、扩孔和攻丝工序。所述的攻丝机构装有攻丝深度控制装置，利用该装置控制车轴1轴端螺纹孔加工的深度：通过以中心孔夹紧，以端面定位，很好地控制车轴轴端螺纹孔的加工深度，加工时，触点接近开关7和钻头或丝锥同时往前移动，当钻头钻到所需控制的深度时，触点接触开关7碰上车轴端面则立即停止钻孔，然后由该机床对此钻孔进行扩孔和攻丝，使车轴轴端螺纹孔加工精度至少小于0.5mm。

所述的攻丝深度控制装置采用以下步骤的方法控制车轴轴端螺纹孔17加工的深度：

(1)钻孔：在所述的攻丝机构的中心控制杆3上装有触点接近开关7，该开关比钻头或丝锥短L尺寸，L为所需控制的深度；加工时，触点接近开关和钻头或丝锥同时往前移动，当钻头钻到L尺寸时，触点接近开关碰上车轴1端面则立即停止钻孔，车轴1为工件；深度加工误差至少小于0.5mm；

(2)工件定位：以工件中心孔夹紧，并且以触点接近开关采集到的工件端面作为深度控制的定位基准，此位置在以下攻丝过程是唯一的；工件定位后，装在固定套孔内的可调小轴2在弹簧16的作用下与工件端面接触，就得到了工件端面位置，触点接近开关也有了新的空间位置；

(3)扩孔：根据扩孔工艺尺寸要求对所钻的孔进行扩孔；

(4)攻丝：利用装在攻丝靠模轴13上的拨套8带动与滑动键槽控制杆6固接的支架固定座10、支架9、电气接近开关11与攻丝靠模轴同时轴向移动，移动一段距离后，当电气接近开关与触点接近开关的触点产生感应后，即时发出控制信号，攻丝主轴12反转，丝锥脱离工件后，活动滑台18快速退回到原位停止，攻丝完成；

经过上述加工后，车轴轴端螺纹孔17加工精度至多为0.5mm。

本发明提供的上述攻丝深度控制装置，装在车轴轴端三螺孔加工组合机床上，该装置由攻丝和深度控制机构组成，其结构如图1至图3所示，具体如下：

攻丝机构：同现有技术，主要由主轴12、攻丝靠模轴13、铜螺母14、接杆15、拨套8、滑动键槽控制杆6和支架固定座10组成。其中：拨套8装在攻丝靠模轴13上，可随攻丝靠模轴一起轴向移动；拨套装在支架固定座10的槽内。

深度控制机构：主要由中心控制杆3、导向套5、触点接近开关7、电气接近开关11、弹簧16和支架9组成。其中：触点接近开关7装在中心控制杆3上，电气接近开关11装在支架9上，弹簧16和中心控制杆3装在导向套5槽孔内，能使可调小轴2与工件端面紧密接触。支架9装在攻丝机构支架固定座10上。

所述的中心控制杆3，如图4所示：其端部采用内螺纹与可调小轴2连接，该可调小轴的作用是可获得每次被加工车轴端面的位置；在连接部位装有可调整垫片厚度，进而能够可微调攻丝深度的调整垫4。

所述的触点接触开关7，其下部通过中心控制杆3上的螺纹孔19装在中心控制杆3上(见图5-图7)。该触点接触开关，其端面可对接近开关感应，具体是：通过装在中心控制杆3上的可调小轴2在弹簧16作用力与工件1端面紧密接触，得到触点接近开关要求攻丝机构停止、攻丝退回的精确位置。

所述的触点接触开关7可采用E2E-X21E型号的触点接触开关。

所述的导向套5可通过螺杆装在机床的模座体上。该导向套的结构如图9-图11所示：导向套5小圆柱部位铣出键孔20(长槽，导向槽)，该槽的长度根据控制需要进行设计，精度要求较高，触点接近开关7圆柱与槽相配，该槽可控制触点接近开关7只能轴向移动，不能周向向摆动。导向套5设计有三个固定的螺孔，利用这三孔能使导向套精确定位和固定在适当位置。中心控制杆3和弹簧16装在导向套5中间的孔内后，触点接近开关7与中心控制杆3连接。

拨套8装在攻丝靠摸轴13上，可拨动滑动键槽控制杆6。

所述的攻丝靠摸轴13，如图12-14所示，它是攻丝用的固定轴类零件，外表面车制了与工件螺孔螺距相同的螺纹，丝锥利用原接杆装在靠摸轴13轴端的孔内，攻丝时靠摸轴13每转一圈轴向移动距离与工件螺距相同。

所述的电气接近开关11可采用E2E-X21E型号的电器接近开关，其通过支架9装在触点接近开关支架7上，可对电气控制系统发出信号。支架9又通过支架固定座10与滑动键槽控制杆6相连，可将靠模轴的位移同时传递。滑动键槽控制杆6可轴向移动，不能转动。

所述的支架9，采用45钢制作，其结构如图8所示：该支架上开有两个长槽，可将电气接近开关11装在槽内，通过螺杆装在支架固定座10上。其上部的长槽可采用M8螺丝与支架固定座10连接，支架可上下进行位置调整，能使装在另一槽(下部的长槽)内的电气接近开关11与触点接近开关7的感应距处在最佳状态。电气接近开关11可在槽内轴向调整，能保证攻丝控制机构的控制距离。

图1中，滑动键槽控制杆6、拨套8、支架固定座10、攻丝主轴12、铜螺母14、接杆15、活动滑台18，它们的结构均同现有技术。

本发明提供的攻丝深度控制机构可以替代现有的车轴轴端三螺孔加工组合机床上的攻丝机构，例如型号为RE2B的车轴轴端三螺孔加工组合机床的攻丝机构。本发明加工前对攻丝深度进行初步调整就可攻丝，攻丝完成后进行深度测量。

下面简述本发明的工作原理：

活动滑台18带动深度控制机构和攻丝机构一起前进，以车轴1(工件)中心孔定位并夹紧；活动滑台移动完成后，可调小轴2在弹簧16的作用下与工件端面接触，就得到了工件端面位置，然后以工件端面为基准，通过深度控制机构确定了触点接近开关7的新位置，使车轴轴端螺纹孔17的加工深度得到控制；此时攻丝开始，装在攻丝靠摸轴13上的拨套8带动与滑动键槽控制杆6固接的支架固定座10、支架9、电气接近开关11与攻丝靠模轴13同时轴向移动，移动一段距离后，当电气接近开关11与触点接近开关7的触点感应，即时发出控制信号，攻丝主轴12反转，丝锥脱离工件后，活动滑台18快速退回到原位停止，攻丝完成。

上述工件端面位置由攻丝和深度控制机构采集到，此位置在此次工作过程是唯一的。利用这一点可实现准确的螺孔加工深度控制，使车轴轴端螺纹孔加工精度至少小于0.5mm。

如果有效螺纹尺寸小，可将调整垫4厚度减薄，可加大攻丝深度；如果有效螺纹深度大，可将调整垫4厚度加大，攻丝深度减小，且控制尺寸稳定，调整完成后即可投入使用。

Claims (9)

1.车轴轴端螺纹孔加工方法，利用车轴轴端三螺孔加工组合机床攻丝机构加工，包括钻孔、扩孔和攻丝工序，其特征是所述的攻丝机构由攻丝和深度控制机构组成，利用该机构控制车轴轴端螺纹孔(17)加工的深度：活动滑台(18)带动深度控制机构和攻丝机构一起前进，以车轴(1)中心孔定位并夹紧，活动滑台移动完成后可调小轴(2)触及车轴端面，然后以车轴端面为基准，通过深度控制机构确定了触点接近开关(7)的新位置，使车轴轴端螺纹孔(17)的加工深度得到控制；此时攻丝开始，当攻丝到所需的深度时，电气接近开关(11)与触点接近开关(7)感应，即时发出电信号使钻孔或攻丝停止，同时丝锥反转退回原位，活动滑台18快速退回到原位停止，攻丝完成。

2.根据权利要求1所述的车轴轴端螺纹孔加工方法，其特征是所述的攻丝深度控制装置采用以下步骤的方法控制车轴轴端螺纹孔(17)加工的深度：

(1)钻孔：在所述的攻丝机构的中心控制杆(3)上装有触点接近开关(7)，该开关比钻头或丝锥短L尺寸，L为所需控制的深度；加工时，触点接近开关和钻头或丝锥同时往前移动，当钻头钻到L尺寸时，触点接近开关碰上车轴(1)端面则立即停止钻孔，车轴(1)为工件；深度加工误差至少小于0.5mm；

(2)工件定位：以工件中心孔夹紧，并且以触点接近开关采集到的工件端面作为深度控制的定位基准，此位置在以下攻丝过程是唯一的；工件定位后，装在固定套孔内的可调小轴(2)在弹簧(16)的作用下与工件端面接触，就得到了工件端面位置，触点接近开关也有了新的空间位置；

(3)扩孔：根据扩孔工艺尺寸要求对所钻的孔进行扩孔；

(4)攻丝：利用装在攻丝靠模轴(13)上的拨套(8)带动与滑动键槽控制杆(6)固接的支架固定座(10)、支架(9)、电气接近开关(11)与攻丝靠模轴同时轴向移动，移动一段距离后，当电气接近开关与触点接近开关(7)的触点产生感应后，即时发出控制信号，攻丝主轴(12)反转，丝锥脱离工件后，活动滑台(18)快速退回到原位停止，攻丝完成；

经过上述加工后，车轴轴端螺纹孔(17)加工精度至多为0.5mm。

3.根据权利要求1或2所述的车轴轴端螺纹孔加工方法，其特征是所述的深度控制机构，主要由中心控制杆(3)、导向套(5)、触点接近开关(7)、电气接近开关(11)、弹簧(16)和支架(9)组成，其中：中心控制杆(3)的右端安装触点接近开关(7)，该中心控制杆的左端采用内螺纹与可调小轴(2)连接；电气接近开关(11)装在支架(9)上，支架(9)装在攻丝机构的支架固定座(10)上；弹簧(16)和中心控制杆(3)装在导向套(5)槽孔内，该槽孔与触点接近开关(7)的圆柱配合相连。

4.根据权利要求3所述的车轴轴端螺纹孔加工方法，其特征是所述的中心控制杆(3)，其左端部采用内螺纹与可调小轴(2)连接，在连接部位装有可调整垫片厚度的调整垫(4)。

5.根据权利要求3所述的车轴轴端螺纹孔加工方法，其特征是所述的触点接触开关(7)，其下部与中心控制杆(3)的杆体上的螺纹孔相连。

6.根据权利要求3所述的车轴轴端螺纹孔加工方法，其特征是所述的触点接近开关(7)，通过装在中心控制杆(3)上的可调小轴(2)在弹簧(16)作用力与工件(1)端面紧密接触，得到触点接近开关(7)要求攻丝机构停止、攻丝退回的精确位置。

7.根据权利要求6所述的车轴轴端螺纹孔加工方法，其特征是所述的触点接触开关(7)采用E2E-X21E型号的触点接触开关。

8.根据权利要求3所述的车轴轴端螺纹孔加工方法，其特征是所述的导向套(5)通过螺杆装在机床的模座体上。

9.根据权利要求3所述的车轴轴端螺纹孔加工方法，其特征是所述的电器接近开关(11)采用E2E-X21E型号的电器接近开关。

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