CN104128807A - 一种加工细长轴的特制跟刀架 - Google Patents

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    • B23Q2240/007—Elongated workpieces

Abstract

本发明提出了一种加工细长轴的特制跟刀架，包括底座、立柱和支撑块；所述底座和支撑块均与立柱连接；所述支撑块上开有贯通夹持孔；所述贯通夹持孔处设有调整螺杆，通过调整螺杆的伸缩使所述支撑块发生弹性形变，调整所述贯通夹持孔的大小。本发明能有效地减少径向切削力对细长轴的影响，提高机床和加工工艺刚性，大大提高了细长轴的加工质量和工作效率，操作简单实用。

Description

一种加工细长轴的特制跟刀架
技术领域
本发明涉及机床加工领域，特别涉及一种加工细长轴的特制跟刀架。
背景技术
加工制造业是我国国民经济的支柱产业，在机械加工领域里，夹具设计尤为重要，是重要零件加工的关键技术，而其工序复杂，精度要求较高，其设计的合理不仅决定了项目的成败，也节省大量的人力和物力。
细长轴的车削加工是机械加工中比较常见的一种加工方式，通常轴的长度与之直径比大于20～25(即L/d≥20～25)的轴称之为细长轴。在车削过程中，由于其刚性差，在切削力和切削热的作用下，细长轴很容易产生弯曲变形，这样就破坏了刀具和零件相对运动的准确性，使加工出来的细长轴产生中间粗、两头细的形状，严重影响零件的加工精度，同时细长轴产生弯曲变形后，还会引起工艺系统振动，影响零件的粗糙度，很难保证细长轴的加工质量要求；加之加工细长轴对机床精度、刚性和加工者的技能水平、经验要求极其苛刻。
因此，亟需开发一种操作简单实用的细长轴外圆加工工装并表述其实现方法，解决上文所述技术难题。
发明内容
基于现有技术的不足，本发明要解决的问题是提供一种加工细长轴的特制跟刀架，提高细长轴加工质量。
为解决上述技术问题，本发明提供一种加工细长轴的特制跟刀架，包括底座和立柱，立柱的下端固定在底座上；还包括支撑块；支撑块的后端同立柱上端连接，该支撑块前端设有横置的贯通夹持孔，该贯通夹持孔前侧设有与支撑块前端面连通的间隙，支撑块前段设有用以调节所述间隙大小的调整螺杆。
作为上述技术方案的进一步改进：
所述间隙的宽度小于或等于1mm。
所述立柱上设有贯通的凹槽，所述支撑块穿过所述凹槽并可沿所述凹槽移动；所述支撑块通过固定螺钉固定。
本发明的支撑座用非金属耐磨材质制造，支撑座上有适应待加工工件轴径尺寸的夹持孔，跟刀座可沿待加工工件轴的长度方向随机床一同移动。
本发明通过支撑块上的夹持孔支撑在待加工细长轴的外圆部位，夹持孔与细长轴之间存在微小间隙，细长轴工件在加工过程中高速旋转，但不会带动跟刀工装本体，细长轴在刀具切屑力的作用下的变形约束在夹持孔的范围内，夹持孔孔径可根据调整螺杆调节进行微调，进而达到最佳支撑效果。
本发明安装时以微小间隙与细长轴配装，并支撑在细长轴的加工点附近，相当于将细长轴分解为多段轴进行加工，缩小轴的长径比，将细长轴转化为普通轴进行加工。
本发明有效地减少细长轴在高速旋转时代晃动和加工刀具径向切削力对细长轴的影响，解决了细长轴在加工过程中容易产生弯曲变形，避免了加工出来的细长轴产生中间粗、两头细的形状，提高机床和加工工艺刚性，大大提高了细长轴的加工质量和工作效率，操作简单实用。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明加工实施例的结构示意图。
图1-2中附图标记的对应关系为：
1-调整螺杆；  2-支撑块；    3-固定螺钉；
4-立柱；          5-底座；            6-三爪卡盘；   
7-被加工细长轴；  8-本发明本体；  9-活动顶尖；
10-加工刀具；11-贯通夹持孔；12-间隙。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。为叙述方便，下文中如出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用。
如图1-2所示，本实施例的加工细长轴的特制跟刀架，包括底座5、立柱4和支撑块2；底座5和支撑块2均与立柱4连接；支撑块2上开有贯通圆孔；贯通圆孔处设有穿过所述支撑块2的调整螺杆1，通过调整螺杆1的伸缩使支撑块2发生弹性形变，调整贯通圆孔的大小。支撑块2嵌入立柱4中，通过固定螺钉3与立柱4连接。
通过调节所述间隙12大小使所述支撑块2发生弹性形变，从而调整所述贯通夹持孔11的大小。所述间隙12的宽度小于或等于1mm。
本发明具体操作过程为：首先将安装底座5与立柱4按所需加工机床中心高焊接为整体，通过底座5上的固定螺孔安装固定于机床的移动大托板箱上，然后将事先已加工好略大于细长轴外圆夹持孔和调整间隙槽的支撑块2放置于立柱4的凹槽内，通过固定螺钉3锁紧，将所需加工的细长轴7套入可弹性变形支撑块2的贯通夹持孔内，转动细长轴7并通过支撑块2上的调整螺杆1调整支撑块2与细长轴的配合间隙，本特制跟刀架随机床刀架共同移动，加工获得成品。
所加工轴的长径比（轴长与轴径的比值）超过10时，加工过程中产生的挠曲变形大到足够影响加工精度和加工效率，这样的细长轴加工适用于本文所述方法。细长轴在机床上进行加工时，一头固定在机床的三爪卡盘6中，另一头固定在机床的活动顶尖9上，为减小细长轴受到刀具切削力后的变形，在原有机床上加上本文所述的细长轴外圆加工工装，可避免大部分的切削变形。一种细长轴外圆加工工装，安装时以微小间隙与细长轴配装，并支撑在细长轴的加工点附近，相当于将细长轴分解为多段轴进行加工，缩小轴的长径比，将细长轴转化为普通轴进行加工。
以下例实际说明：
加工一根不锈钢轴，轴径为20，长度为800m，要求表面粗糙度1.6，圆度为0.01mm,径向跳动为0.01mm，加工精度区别如下：
  表面粗糙度 加工精度 圆度 径向跳动 备注
普通跟刀架 6.3-3.2 0.1-0.05mm 0.05-0.02mm 0.05-0.02mm 加工无法达到要求
特制跟刀架 3.2-1.6 0.05-0.02mm 0.02-0.01mm 0.02-0.01mm 满足加工要求
支撑块调整间隙12的宽度决定了支撑块与被加工工件的效果和各项精度指标，具体数据如下：
调整间隙槽宽度 表面粗糙度 加工精度 圆度 径向跳动 备注
≤1mm 3.2-1.6 0.05-0.02mm 0.02-0.01mm 0.02-0.01mm 加工效果和各项精度指标好
≤2mm 6.3-3.2 0.1-0.05mm 0.05-0.02mm 0.05-0.02mm 加工效果和各项精度指标一般
≤3mm 以上 12.5-6.3 0.2-0.1mm 0.1-0.05mm 0.1-0.05mm 加工效果和各项精度指标无法满足要求
上述结果及数据对比可以明显判别，采用次结构且调整间隙槽宽度≤1mm时，能够有效减少加工过程中的轴变形，提高加工精度，加工轴的各项指标优于普通加工。
本发明能有效地减少径向切削力对细长轴的影响，提高机床和加工工艺刚性，大大提高了细长轴的加工质量和工作效率，操作简单实用。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种加工细长轴的特制跟刀架，包括底座（5）和立柱(4)，立柱（4）的下端固定在底座（5）上；其特征在于，还包括支撑块(2)；支撑块（2）的后端同立柱（4）上端连接，该支撑块（2）前端设有横置的贯通夹持孔（11），该贯通夹持孔（11）前侧设有与支撑块（2）前端面连通的间隙（12），支撑块（2）前段设有用以调节所述间隙（12）大小的调整螺杆（1）。
2.根据权利要求1所述的加工细长轴的特制跟刀架，其特征在于：所述间隙（12）的宽度小于或等于1mm。
3.根据权利要求1所述的加工细长轴的特制跟刀架，其特征在于：所述立柱（4）上设有贯通的凹槽，所述支撑块（2）穿过所述凹槽并可沿所述凹槽移动；所述支撑块（2）通过固定螺钉（3）固定。
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