CN107486681B - 一种细长轴类零件加工工艺 - Google Patents

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    • B23P15/00Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass

Abstract

本发明涉及机械加工领域,具体地说是一种细长轴类零件加工工艺,加工设备上设有卡盘、移动刀架、液压尾座和可沿着工件轴向移动的中心架,加工刀具安装在所述移动刀架上,所述中心架设置于所述移动刀架下方,工件在加工时设置于所述移动刀架和中心架之间,且所述工件通过液压尾座和卡盘固定,所述中心架上设有两个辅助支撑夹爪,所述工件加工包括轴表面加工和孔加工。本发明利用两个辅助支撑夹爪在适当位置辅助夹持工件,从而一次装夹完成各道加工工序,减少中间加工环节,同时也有效保证加工精度。

Description

一种细长轴类零件加工工艺
技术领域
本发明涉及机械加工领域,具体地说是一种细长轴类零件加工工艺。
背景技术
细长轴类零件刚性较差,并且在加工过程中容易产生振动,加工精度很难保证,传统工艺是将细长轴类的各个加工工序分散到具有不同加工能力的机床(如普车、数控车、磨床以及立式加工中心等)上分别完成,这种加工方式的缺点是工序繁琐,占用设备较多,每道工序都是二次装夹,定位基准不容易保证,并且对工人的技术水平要求较高,难以保证加工尺寸精度。
发明内容
本发明的目的在于提供一种细长轴类零件加工工艺,利用两个辅助支撑夹爪在适当位置辅助夹持工件,从而一次装夹完成各道加工工序,减少中间加工环节,同时也有效保证加工精度。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:
一种细长轴类零件加工工艺,加工设备上设有卡盘、移动刀架、液压尾座和可沿着工件轴向移动的中心架,加工刀具安装在所述移动刀架上,所述中心架设置于所述移动刀架下方,工件在加工时设置于所述移动刀架和中心架之间,且所述工件通过液压尾座和卡盘固定,所述中心架上设有两个辅助支撑夹爪,所述工件加工包括轴表面加工和孔加工,加工工艺如下:
一、轴表面加工:
a、首先移动中心架,使所述中心架上的第一辅助支撑夹爪夹持工件靠近液压尾座一侧的阶梯轴段,所述中心架上的第二辅助支撑夹爪夹持工件的主轴段,加工刀具通过所述移动刀架带动由所述阶梯轴段的端部向所述第一辅助支撑夹爪移动;
b、当加工刀具距离第一辅助支撑夹爪还有10~20mm时,所述第一辅助支撑夹爪打开;
c、当加工刀具经过所述第一辅助支撑夹爪并移动至所述第一辅助支撑夹爪和第二辅助支撑夹爪之间的中间位置时,所述中心架开始移动,并且所述中心架与加工刀具保持同样的速度同向移动;
d、当第一辅助支撑夹爪随中心架移动至工件的主轴段靠近阶梯轴段的一端时,所述第一辅助支撑夹爪闭合,所述中心架继续保持与加工刀具同样的速度同向移动;
f、当第二辅助支撑夹爪随中心架移动至工件最左端时,所述中心架停止移动,同时第二辅助支撑夹爪打开,第一辅助支撑夹爪保持闭合,加工刀具继续移动完成最后一段主轴段的轴表面加工;
二、孔加工:
g、铣削和钻削孔加工,中心架移动至工件的中间位置,两个辅助支撑夹爪闭合,然后加工刀具进行铣削及钻削孔加工;
h、镗孔加工,移动中心架至工件的阶梯轴段,使中心架上的第二辅助支撑夹爪闭合夹持所述阶梯轴段靠近主轴段的一端,中心架上的第一辅助支撑夹爪松开,然后加工刀具进行镗孔加工。
所述移动刀架具有X、Y、Z三个方向的移动自由度,所述中心架沿着Z向移动。
工件在加工时一端通过液压尾座上的顶尖顶住,工件的另一端通过所述卡盘夹持。
本发明的优点与积极效果为:
1、本发明利用两个辅助支撑夹爪在适当位置辅助支承工件,从而一次装夹完成各道加工工序,减少中间加工环节,同时也有效保证加工精度。
2、本发明的加工精度高且稳定性好,能够达到生产的需要,且适合批量生产及生产线作业。
附图说明
图1为本发明所采用的加工设备示意图,
图2为本发明需加工完成的零件示意图,
图3为轴表面加工示意图一,
图4为轴表面加工示意图二,
图5为轴表面加工示意图三,
图6为轴表面加工示意图四,
图7为轴表面加工示意图五,
图8为孔加工示意图一,
图9为孔加工示意图二。
其中,1为卡盘,2为移动刀架,3为液压尾座,4为中心架,5为第二辅助支撑夹爪,6为第一辅助支撑夹爪,7为主轴段,8为阶梯轴段。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详述。
如图1所示,本发明所采用的加工设备主体为铣车(或车铣)复合加工中心,加工设备上设有卡盘1、移动刀架2、液压尾座3和中心架4,在所述中心架4上设有两个辅助支撑夹爪,加工时,工件的一端通过液压尾座3上的顶尖顶住,工件的另一端通过所述卡盘1夹持并带动旋转,所述移动刀架2具有X、Y、Z三个方向的移动自由度,各种加工刀具均安装在所述移动刀架2上,所述中心架4设置于移动刀架2下方,所述中心架4通过电机驱动沿着Z向移动,从而带动两个辅助支撑夹爪同步移动,本实施例中,所述电机依次通过齿轮传动机构以及丝杠丝母机构传递力矩,所述丝杠丝母机构中的丝母即与所述中心架4相连,本实施例中采用西门子双通道控制技术分别控制中心架4上的两个辅助支撑夹爪在适当位置张开或闭合,此为本领域公知技术。本发明利用中心架4上的两个辅助支撑夹爪辅助支撑工件,一方面提高加工稳定性,另一方面也可以实现多道工序一次装夹完成加工。
如图2所示,需加工的细长轴类工件通常为阶梯轴,并且上面设有多个通孔,其中所述工件直径最大的一段为主轴段7,其余各段为阶梯轴段8。
本发明的加工工序包括轴表面加工和孔加工。
一、轴表面加工。
本实施例中,如图3~7所示,加工轴表面时,加工刀具的加工路线是从工件的右端向左端移动,具体步骤如下:
1、如图3所示,首先移动中心架4,并使所述中心架4上的第一辅助支撑夹爪6闭合支承工件靠近液压尾座3一侧的阶梯轴段8,所述中心架4上的第二辅助支撑夹爪5闭合支承工件的主轴段7,加工刀具通过复合加工中心上的移动刀架2带动移动开始加工。
2、如图4所示,当加工刀具接近第一辅助支撑夹爪6时,所述第一辅助支撑夹爪6打开,第二辅助支撑夹爪5保持闭合状态且中心架4保持静止状态。本实施例中,当加工刀具距离第一辅助支撑夹爪6还有10~20mm时,控制系统控制第一辅助支撑夹爪6打开。
3、如图5所示,第一辅助支撑夹爪6打开后,加工刀具经过第一辅助支撑夹爪6,当加工刀具移动至所述第一辅助支撑夹爪6和第二辅助支撑夹爪5之间的中间位置时,控制系统控制所述中心架4与加工刀具保持同样的速度向左侧移动。
4、如图6所示,当第一辅助支撑夹爪6随中心架4移动至工件的主轴段7靠近阶梯轴段8的一端时,所述第一辅助支撑夹爪6闭合,所述中心架4保持与加工刀具同样的速度继续向左侧移动。
5、如图7所示,当第二辅助支撑夹爪5随中心架4移动至工件最左端时,控制系统控制中心架4停止移动,同时第二辅助支撑夹爪5打开,第一辅助支撑夹爪6保持闭合状态,加工刀具继续向左侧移动完成最后一段主轴段7的轴表面加工。
二、孔加工。
首先对孔进行铣削和钻削加工,由于这两项属于粗加工,且切削力较大易产生振动,因此如图8所示,先将中心架4移动到工件的中间位置,同时使中心架上的两个辅助支撑夹爪又不干涉加工部位,然后两个辅助支撑夹爪闭合辅助支撑工件,利用两个辅助支撑夹爪保证工件稳定,然后加工刀具进行铣削及钻削加工。其次进行镗孔加工,如图9所示,移动中心架4至工件的阶梯轴段8,使中心架4上的第二辅助支撑夹爪5闭合支承所述阶梯轴段8靠近主轴段7的一端,中心架4上的第一辅助支撑夹爪6松开,然后进行镗孔加工,由于镗孔加工切削力较小,因此中心架4利用第二辅助支撑夹爪5固定在此位置足够为工件提供加工刚性,也减少了辅助支撑对加工精度的影响,如果孔的对称度仍然存在误差,还可以利用机床的Y轴对孔的对称度进行补偿,来满足加工要求。

Claims (3)

1.一种细长轴类零件加工工艺,其特征在于:加工设备上设有卡盘(1)、移动刀架(2)、液压尾座(3)和可沿着工件轴向移动的中心架(4),加工刀具安装在所述移动刀架(2)上,所述中心架(4)设置于所述移动刀架(2)下方,工件在加工时设置于所述移动刀架(2)和中心架(4)之间,且所述工件通过液压尾座(3)和卡盘(1)固定,所述中心架(4)上设有两个辅助支撑夹爪,工件加工包括轴表面加工和孔加工,加工工艺如下:
一、轴表面加工:
a、首先移动中心架(4),使所述中心架(4)上的第一辅助支撑夹爪(6)闭合辅助支撑工件靠近液压尾座(3)一侧的阶梯轴段(8),所述中心架(4)上的第二辅助支撑夹爪(5)闭合辅助支撑工件的主轴段(7),加工刀具通过所述移动刀架(2)带动由所述阶梯轴段(8)的端部向所述第一辅助支撑夹爪(6)移动;
b、当加工刀具距离第一辅助支撑夹爪(6)还有10~20mm时,所述第一辅助支撑夹爪(6)打开;
c、当加工刀具经过所述第一辅助支撑夹爪(6)并移动至所述第一辅助支撑夹爪(6)和第二辅助支撑夹爪(5)之间的中间位置时,所述中心架(4)开始移动,并且所述中心架(4)与加工刀具保持同样的速度同向移动;
d、当第一辅助支撑夹爪(6)随中心架(4)移动至工件的主轴段(7)靠近阶梯轴段(8)的一端时,所述第一辅助支撑夹爪(6)闭合,所述中心架(4)继续保持与加工刀具同样的速度同向移动;
f、当第二辅助支撑夹爪(5)随中心架(4)移动至工件最左端时,所述中心架(4)停止移动,同时第二辅助支撑夹爪(5)打开,第一辅助支撑夹爪(6)保持闭合,加工刀具继续移动完成最后一段主轴段(7)的轴表面加工;
二、孔加工:
g、铣削和钻削孔加工,中心架(4)移动至工件的中间位置,两个辅助支撑夹爪闭合,然后加工刀具进行铣削及钻削孔加工;
h、镗孔加工,移动中心架(4)至工件的阶梯轴段(8),使中心架(4)上的第二辅助支撑夹爪(5)闭合辅助支撑所述阶梯轴段(8)靠近主轴段(7)的一端,中心架(4)上的第一辅助支撑夹爪(6)打开,然后加工刀具进行镗孔加工。
2.根据权利要求1所述的细长轴类零件加工工艺,其特征在于:所述移动刀架(2)具有X、Y、Z三个方向的移动自由度,所述中心架(4)沿着Z向移动。
3.根据权利要求1所述的细长轴类零件加工工艺,其特征在于:工件在加工时一端通过液压尾座(3)上的顶尖顶住,工件的另一端通过所述卡盘(1)夹持。
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