CN102069428B - 在车床或磨床上借偏或找正加工细长轴的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种在车床或磨床上借偏以及找正加工细长轴的方法，该借偏加工方法借助独立四爪卡盘实现，独立四爪卡盘包括卡盘体、设于卡盘体上的卡爪，卡盘体上设有同轴圆锥孔；加工时先将独立四爪卡盘安装于工件的两端头位置，再将带有独立四爪卡盘的工件安装到车床或磨床的头架与尾架的两顶尖之间；然后调整独立四爪卡盘的卡爪来调整工件的轴线，使工件偏量与工件缺陷的深度相匹配；最后进行借偏加工。该找正加工方法亦借助独立四爪卡盘来实现，加工方法为将两个独立四爪卡盘安装于工件的两端头位置，再将带有独立四爪卡盘的工件安装到车床或磨床的头架与尾架的两顶尖之间；调整并进行加工。本发明加工方法加工精度高、且加工效率高。

Description

在车床或磨床上借偏或找正加工细长轴的方法

技术领域

本发明涉及车削或磨削技术领域，尤其是一种在车床或磨床上借偏或找正加工细长轴的方法。

背景技术

有缺陷的轧辊或轴类零件的毛坯或经热处理后变形比较大、比较复杂的轧辊或轴类工件常常需要借偏或找正加工才能满足产品的尺寸精度和几何精度。借偏是当轧辊或轴在制造中发现某一条(或多条)母线上有加工缺陷时，为保证将缺陷去除而又保证产品尺寸精度的加工方法；找正是当轧辊或轴在制造中某一(些)外圆直径加工余量小，为保证产品尺寸精度而需要的加工方法。目前对于此类工件借偏或找正的加工方法一般采用中心孔定位加工方法来完成，以保证缺陷或变形通过借料后得以去除，保证产品的尺寸精度和几何精度。一般在车床上借偏或找正时的方法是一夹一顶，即一端用卡盘夹住，另一端用尾架顶尖顶住；在磨床上工件两端均用顶尖顶住。在车床上校正工件时需要在工件的端面上加工中心孔，往往需要反复修中心孔才能达到找正要求，这就需要反复上、下机床，且中心孔的加工误差与定位误差的存在，较难实现高精度的借偏与找正；如果在磨床上加工，中心孔也需要反复修研，且对修研人员的技术要求也较高，手工修研后的中心加工稳定性差，在磨削时易发生变化而影响产品的质量。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种加工精度高、效率高的在车床或磨床上借偏或找正加工细长轴的方法。

为解决上述技术问题，本发明借偏加工方法所采取的技术方案是：一种在车床或磨床上借偏加工细长轴的方法，其借助独立四爪卡盘实现，所述独立四爪卡盘其包括卡盘体、设于卡盘体上的卡爪，卡盘体上设有同轴圆锥孔，所述方法的具体步骤为：

1)将两个独立四爪卡盘安装于工件的两端头位置，再将带有独立四爪卡盘的工件安装到车床或磨床的头架与尾架的两顶尖之间；

2)调整四爪卡盘的卡爪调整工件的轴线，使工件缺陷位置的母线在工件转动时为凸出部位，工件偏量与工件缺陷的深度相匹配；

3)最后进行借偏加工。

优选的，上述步骤1)中加工时两独立四爪卡盘的卡爪装夹在同一缺陷位置母线上，这样调整工件更加方便，效率也更高。也可不这样装夹，但是效率比较低。调整工件轴线位置时在满足工件产品尺寸要求下使工件毛坯的偏量在数值上满足可将缺陷加工去除即可。在常用的借偏加工中，在去除余量的同时也去除缺陷，加工时通过测量缺陷的尺寸和工件毛坯的加工余量，调整工件轴线位置，使工件毛坯的偏量在数值上满足缺陷可以加工去除。当缺陷尺寸与工件毛坯余量之间的差值接近产品的最终尺寸要求时，应将工件毛坯的偏量与缺陷尺寸调整一致。根据工件的工程尺寸和精度要求以及加工设备确定借偏的精度，一般在车床上加工时可精确到≥0.01mm，在磨床上加工时可精确到≥0.003mm。当产品表面质量较差时，即较难准确确定缺陷尺寸与工件毛坯的余量，从而无法通过工件的回转直接得到工件偏移量数值的，需采用边试切边调整的方式来进行逐步加工。

本发明找正加工方法所采取的技术方案是：一种在车床或磨床上找正加工细长轴的方法，其借助独立四爪卡盘实现，所述独立四爪卡盘其包括卡盘体、设于卡盘体上的卡爪，卡盘体上设有同轴圆锥孔；所述找正加工方法的具体步骤为：1)将两个独立四爪卡盘安装于工件的两端头位置，再将带有独立四爪卡盘的工件安装到车床或磨床的头架与尾架的两顶尖之间；

2)测量找到工件直径最小的位置，旋转工件进行调整，使工件直径最小位置处相对180°位置跳动量一致；

3)最后进行找正加工。

在找正前进行测量，轴类工件测量的值常规的为圆的直径数值，是相对于轴线对称的两个点的距离，把最小的两个点之间的距离设想为工件最终的尺寸要求的直径，因此调整时需要工件在转动时相对180°位置跳动量一致，否则工件磨圆后的实际尺寸为所测量的最小尺寸减去对称180°位置跳动量数值的差值，该尺寸将小于设想的工件最终尺寸要求。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明借助带同轴圆锥孔的独立四爪卡盘来借偏或找正，精度高，可减少加工中心孔的工序，从而减少上、下机床的次数，有效提高了生产效率，弥补了现有车床或磨床的不足。

附图说明

图1是本独立四爪卡盘的结构示意图；

图2是图1的A-A剖视图；

图3是本独立四爪卡盘增设中心堵后的示意图；

图4是在车床或磨床上借偏加工的示意图；

图5工件借偏与不借偏加工的对比示意图；

图6是工件找正加工时的示意图；

其中，1、卡爪；2、同轴圆锥孔；3、卡爪丝杠；4、卡盘体；5、中心堵；6、借偏加工后的工件毛坯；7、非借偏加工后的工件毛坯；8、工件毛坯上的缺陷；9、找正加工的工件毛坯；10、工件毛坯上直径最大的圆；11、工件毛坯上直径最小的圆；12、卡盘体。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

参见附图1、附图2，本发明中的独立四爪卡盘在现有四爪卡盘的结构的基础上进行了改进，在卡盘体4上设有同轴圆锥孔2，同轴圆锥孔2的底孔的角度从内向外依次为α1、α2、α3、α4，α1、α2、α3、α4的角度依次为60。、70。、75。、90。，同轴圆锥孔2与机床顶尖配合使用。使用时先将本实用新型与工件装卡在一起，然后再一起安装到加工设备上。

参见附图3、附图4，本发明中用的独立四爪卡盘还可以增加经淬火的中心堵5，中心堵5上再开设同轴圆锥孔2，同轴圆锥孔2进行研磨和磨削，以便提高卡盘与机床顶尖的配合精度。中心堵5为阶梯圆柱形，其通过螺栓固定于卡盘体12上或通过过盈配合装配于卡盘体12上。本发明方法中也可采用此种独立四爪卡盘，其定位精度更高，加工精度也更高。

实施例1工件的借偏加工

参见附图4与附图5，某一工件毛坯6外圆直径为Φ1(该Φ1后面的数值1并不是指直径为1，而只是一个代号，下同)，工件毛坯上有一缺陷8，深度为A，若按Φ1的中心轴线不进行借料加工，则加工去除缺陷深度A后的尺寸为(φ1-2A)，若(φ1-2A)尺寸不能满足工件的尺寸要求，而计算去除缺陷借料加工后的最大尺寸为(φ1-A)能够满足工件的尺寸要求，则需要进行借偏加工。

加工时，使用两个独立四爪卡盘，将两独立四爪卡盘安装到工件的两端头位置，两独立卡盘的卡爪1位置在分别对应的母线上(不对应也可以，对应起来调整更方便)，使缺陷母线对应的卡爪与卡盘的中心距离为(φ1/2+A/2)，缺陷母线相对180°的母线对应的卡爪与卡盘的中心距离为(φ1/2-A/2)(A为工件最大直径时的借偏数值，该数值可以比A小，只要满足工件的尺寸要求即可)。

在实际加工生产过程中，当车床或磨床头架有四爪卡盘时，可以只用一个独立四爪卡盘；当工件的长度比较短，只使用一个卡盘就可以可靠定位时，可以只使用一个独立四爪卡盘或机床上自带的四爪卡盘；当工件的缺陷靠近一端的端头，通过计算不需要中心轴线整体偏移就可以借料去除缺陷时，也可以只使用一个独立四爪卡盘或机床上自带的四爪卡盘。加工过程中主轴旋转带动工件旋转，检测借偏量数值，当工件余量值减去借偏量数值可以去除毛坯缺陷时可将卡爪锁紧后直接加工；当工件毛坯和/或缺陷部位尺寸不能直接准确确定的情况下，可先进行试加工后在调整卡爪，采用边试切边调整的方式，进行分部的借料，可在同一设备的同一工序完成工件加工和/或工件外圆基准的加工，为工件的后期加工作准备。

实施例2工件的找正加工

参见附图6，某一工件毛坯9，其最大直径设为Φ3(即标记10的圆的直径)，最小直径设为Φ4(即标记11的圆的直径)。在找正前需进行测量，轴类工件测量的值常规的为圆的直径数值，即相对于轴线对称的两个点的距离，我们把最小的两个点之间的距离Φ4设想为工件最终的尺寸要求的直径，将此次调整为工件转动时相对180°位置跳动量一致，即工件为最大见圆的理想尺寸时加工去除量为最小，最小为(Φ3-Φ4)/2。

对于细长轴类零件，使用两个独立四爪卡盘，将独立四爪卡盘分别安装到工件的两端头位置，两独立四爪卡盘上的卡爪位置在同一缺陷母线上(不在同一缺陷母线上也可以，调整时不太方便)，然后将带有独立四爪卡盘的工件安装到车床或磨床的头架与尾架顶尖之间。调整工件毛坯使其转动时Φ4直径位置相对180°位置跳动量一致，从而可保证工件按Φ4尺寸成圆。当工件直径尺寸允许小于Φ4时，工件成圆的实际尺寸为工件测量的最小尺寸减去对称180°位置跳动量数值的差值。因此当相对180°位置跳动量不一致但跳动量之差加工后满足工件加工要求时也是可以的。

其中，当车床或磨床的头架有四爪卡盘时，可以只使用一个独立四爪卡盘；当工件长度比较短，仅使用一个卡盘就可以实现工件可靠定位时，或者工件的一端上卡盘就可以调整到工件的尺寸要求时，也可以只使用一个独立四爪卡盘或车床与磨床上自带的四爪卡盘。当使用一个四爪卡盘或独立四爪卡盘时，先将其卡装于近余量偏小位置的端面，然后调整卡爪之间的距离，这样调整时可最大程度减小工件的轴线与借偏后的轴线在实际操作中所形成的角度产生的误差，达到准确找正的目的。采用本加工方法可在机床上实现头架端和尾架端同时找正或同时借偏；或者在机床上头架端找正和尾架端借偏(或头架端借偏和尾架端找正)。在现场实际加工过程中由于工件的具体余量和尺寸状况、形位公差距离工件的最终尺寸要求的情况不同，可能在工件长度中心的两侧存在的缺陷情况不同，根据越靠近卡盘长度位置(当只调整一端卡盘时，可把另一端中心当做固定点，调整量与原中线形成一个夹角)，卡盘的调整量对其影响越大的道理，应用本发明的加工方法可以比较方便的进行加工。

一般将轴的长径比大于20的称为细长轴。

本发明中的找正或借偏为生产加工中常用的借料方法，这两者从原理上来说是相同的，即将工件余量小的部位测量出来并为其制造一个可以满足其后期加工制造的基准。

Claims (3)

1.一种在车床或磨床上借偏加工细长轴的方法，其借助独立四爪卡盘实现，其特征在于：所述独立四爪卡盘包括卡盘体(4)和设于卡盘体(4)上的卡爪(1)，卡盘体(4)上设有同轴圆锥孔(2)；所述方法的步骤为：

1)将两个独立四爪卡盘安装于工件的两端头位置，再将带有独立四爪卡盘的工件安装到车床或磨床的头架与尾架的两顶尖之间；

2)调整独立四爪卡盘的卡爪来调整工件的轴线，使工件缺陷位置的母线在工件转动时为凸出部位，工件偏量与工件缺陷的深度相匹配；

3)进行借偏加工。

2.根据权利要求1所述的在车床或磨床上借偏加工细长轴的方法，其特征在于：所述步骤1)中的两独立四爪卡盘的卡爪(1)装夹在同一缺陷位置母线上。

3.一种在车床或磨床上找正加工细长轴的方法，其借助独立四爪卡盘实现，其特征在于：所述独立四爪卡盘其包括卡盘体(4)以及设于卡盘体(4)上的卡爪(1)，卡盘体(4)上设有同轴圆锥孔(2)；所述方法的步骤为：

1)将两个独立四爪卡盘安装于工件的两端头位置，再将带有独立四爪卡盘的工件安装到车床或磨床的头架与尾架的两顶尖之间；

2)测量并找到工件直径最小的位置，旋转工件进行调整，使工件直径最小位置处相对180°位置跳动量一致；

3)进行找正加工。

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