CN108057901A - 适用于轴加工的过渡套筒和轴的加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于轴加工的过渡套筒和轴的加工方法，属于机械加工领域。该过渡套筒包括筒状本体和多个顶紧组件，筒状本体上布置有多个通孔，每个顶紧组件均包括安装管、滚珠、弹簧和螺纹顶杆，使得在将过渡套筒设置到细长轴上之前可以拧松螺纹顶杆，滚珠在弹簧的作用下露出通孔，这使得在设置过渡套筒的时候滚珠可以与零件的表面接触，弹簧可以对筒状本体起到一定的支撑作用，可以避免筒状本体直接与零件接触，滚珠可以在筒状本体沿零件的轴向移动时转动，在筒状本体移动到合适位置后可以通过拧紧螺纹顶杆，将滚珠顶紧在零件表面，通过拧动多个螺纹顶杆，使筒状本体与零件同轴，以便于细长轴零件的加工，避免了过渡套筒擦伤零件的问题。

Description

适用于轴加工的过渡套筒和轴的加工方法

技术领域

本发明涉及机械加工领域，特别涉及一种适用于轴加工的过渡套筒和轴的加工方法。

背景技术

细长轴零件是指长度和直径之比大于25的轴类零件。

对细长轴零件进行加工时，由于工件细长，使得工件的刚性差、易振动，当受到切削力时，会引起弯曲、振动，加工很困难，因此车削时通常要使用中心架进行支撑以增加工件的刚性。

在通过中心架支撑细长轴时，通常会先在轴上同轴套设一个过渡套筒，再通过中心架支撑过渡套筒，由于过渡套筒的直径与细长轴零件的直径通常相差只有几毫米，这使得在安装过渡套筒时较容易出现过渡套筒擦伤零件的问题。

发明内容

为了解决现有过渡套筒较容易出现过渡套筒与零件卡死或是划伤零件的问题，本发明实施例提供了一种适用于轴加工的过渡套筒和轴的加工方法。所述技术方案如下：

一方面，本发明实施例提供了一种适用于轴加工的过渡套筒，所述过渡套筒包括筒状本体和多个顶紧组件，所述筒状本体上布置有多个通孔，所述多个顶紧组件与所述多个通孔一一对应设置，每个所述顶紧组件均包括安装管、滚珠、弹簧和螺纹顶杆，所述安装管的一端固定在所述筒状本体的外周壁上，且所述安装管对准对应的所述通孔，所述安装管的另一端设有环形端盖，所述滚珠可转动地设置在所述通孔内，所述弹簧设置在所述滚珠和所述环形端盖之间，所述弹簧的两端分别与所述环形端盖和所述滚珠接触，所述螺纹顶杆的一端插设在所述安装管内且与所述滚珠接触，所述螺纹顶杆与所述环形端盖螺纹连接，每个所述通孔内还固定设置有限位板，所述限位板位于所述通孔的远离所述安装管的一端，所述滚珠位于所述限位板和所述弹簧之间，所述限位板上设置有限位孔，所述限位孔的半径小于所述滚珠的半径。

可选地，所述限位孔的靠近所述滚珠的一端的半径大于远离所述滚珠的一端的半径，所述限位孔的侧壁为过渡曲面，所述过渡曲面与所述滚珠的外表面贴合。

可选地，每个所述顶紧组件还包括压块，所述压块沿所述安装管的轴线可滑动地设置在所述安装管中，所述压块设置在所述滚珠和所述螺纹顶杆之间，所述压块朝向所述滚珠的一面设有与所述滚珠相匹配的凹槽，所述弹簧和所述螺纹顶杆均与所述压块接触。

可选地，所述螺纹顶杆的位于所述安装管外的一端上设置有转动手柄。

可选地，所述筒状本体上沿轴向间隔布置有至少两组通孔，每组所述通孔包括沿所述筒状本体周向间隔布置的至少三个通孔。

可选地，所述筒状本体上布置有两组通孔，每组所述通孔包括三个通孔。

可选地，每组所述通孔中的多个通孔沿所述筒状本体周向等角度间隔布置。

可选地，所述螺纹顶杆与所述弹簧同轴布置。

可选地，所述压块由固体自润滑材料制成。

另一方面，本发明实施例还提供了一种轴的加工方法，所述加工方法采用前述的任一种过渡套筒，所述加工方法包括：

在待加工的轴上套设过渡套筒；

将所述轴安装到机床上，通过中心架支撑所述过渡套筒；

拧动多个螺纹顶杆，使所述轴与所述过渡套筒同轴；

对所述轴进行车削加工。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：通过在筒状本体上设置顶紧组件，每个顶紧组件均包括安装管、滚珠、弹簧和螺纹顶杆，安装管的一端固定在筒状本体的外周壁上，且安装管对准对应的通孔，安装管的另一端设有环形端盖，滚珠设置在通孔内，弹簧设置在滚珠和环形端盖之间，螺纹顶杆的一端插设在安装管内且与滚珠接触，螺纹顶杆与环形端盖螺纹连接，使得在将过渡套筒设置到细长轴上之前可以拧松螺纹顶杆，滚珠在弹簧的作用下露出通孔，这使得在设置过渡套筒的时候滚珠可以与零件的表面接触，弹簧可以对筒状本体起到一定的支撑作用，可以避免筒状本体直接与零件接触，滚珠可以在筒状本体沿零件的轴向移动时转动，在筒状本体移动到合适位置后可以通过拧紧螺纹顶杆，将滚珠顶紧在零件表面，通过拧动多个螺纹顶杆，使筒状本体与零件同轴，以便于细长轴零件的加工，避免了过渡套筒擦伤零件的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种适用于轴加工的过渡套筒的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种顶紧组件的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的一种限位板的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的一种顶紧组件的局部结构示意图；

图5是本发明实施例提供的一种细长轴的加工示意图；

图6～7是本发明实施例提供的一种加工工装的局部放大示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

图1是本发明实施例提供的一种适用于轴加工的过渡套筒的结构示意图。如图1所示，该过渡套筒包括筒状本体10和多个顶紧组件20。筒状本体10上布置有多个通孔10a，多个顶紧组件20与多个通孔10a一一对应设置。

图2是本发明实施例提供的一种顶紧组件的结构示意图，如图2所示，每个顶紧组件20均包括安装管21、滚珠22、弹簧23和螺纹顶杆24。安装管21的一端固定在筒状本体10的外周壁上，且安装管21对准对应的通孔10a。安装管21的另一端设有环形端盖25，滚珠22可转动地设置在通孔10a内。弹簧23设置在滚珠22和环形端盖25之间，弹簧23的两端分别与环形端盖25和滚珠22接触。螺纹顶杆24的一端插设在安装管21内且与滚珠22接触，螺纹顶杆24与环形端盖25螺纹连接。

图3是本发明实施例提供的一种限位板的结构示意图，每个通孔10a内还固定设置有限位板26，限位板26位于通孔10a的远离安装管21的一端，滚珠22位于限位板26和弹簧23之间。限位板26上设置有限位孔26a，限位孔26a的半径小于滚珠22的半径。

通过在筒状本体上设置顶紧组件，每个顶紧组件均包括安装管、滚珠、弹簧和螺纹顶杆，安装管的一端固定在筒状本体的外周壁上，且安装管对准对应的通孔，安装管的另一端设有环形端盖，滚珠设置在通孔内，弹簧设置在滚珠和环形端盖之间，螺纹顶杆的一端插设在安装管内且与滚珠接触，螺纹顶杆与环形端盖螺纹连接，使得在将过渡套筒设置到细长轴上之前可以拧松螺纹顶杆，滚珠在弹簧的作用下露出通孔，这使得在设置过渡套筒的时候滚珠可以与零件的表面接触，弹簧可以对筒状本体起到一定的支撑作用，可以避免筒状本体直接与零件接触，滚珠可以在筒状本体沿零件的轴向移动时转动，在筒状本体移动到合适位置后可以通过拧紧螺纹顶杆，将滚珠顶紧在零件表面，通过拧动多个螺纹顶杆，使筒状本体与零件同轴，以便于细长轴零件的加工，避免了过渡套筒擦伤零件的问题。

在对细长轴进行加工时，通过机床的中心架支撑过渡套筒，使过渡套筒外圆中心线与机床主轴回转中心线重合，可以提高加工精度，通过调整螺纹顶杆可以校正套筒外圆跳动，避免的长轴类零件加工时尺寸公差超差等问题。

如图3所示，限位孔26a的靠近滚珠22的一端的半径大于远离滚珠22的一端的半径，限位孔26a的侧壁为过渡曲面26b，过渡曲面26b与滚珠22的外表面贴合。从而可以减少滚珠22受到的阻力，使得滚珠22更容易转动。

优选地，限位板26可以由固体自润滑材料制成，以进一步减小对滚珠22的阻力，便于滚珠22转动。

前述的固体自润滑材料可以是二硫化钼、氮化硼等，对所选用的具体材料，本发明并不做限制。

可选地，滚珠22可以采用不锈钢材料制成。避免滚珠22出现锈蚀而影响滚珠22的滚动。

图4是本发明实施例提供的一种顶紧组件的局部结构示意图，如图4所示，每个顶紧组件20还可以包括压块27，压块27沿安装管21的轴线可滑动地设置在安装管21中，压块27设置在滚珠22和螺纹顶杆24之间，压块27朝向滚珠22的一面设有与滚珠22相匹配的凹槽27a，弹簧23和螺纹顶杆24均与压块27接触。弹簧23和螺纹顶杆24通过压块27，与滚珠22接触，可以增大与滚珠22的接触面积，避免压坏滚珠22的表面。

优选地，压块27也可以由固体自润滑材料制成，以进一步减小对滚珠22的阻力，便于滚珠22转动。

优选地，螺纹顶杆24的位于安装管21外的一端上可以设置有转动手柄31，以便于操作者转动螺纹顶杆24。

需要说明的是，图2所示的转动手柄31的结构仅为举例，在其他实施例中转动手柄31还可以设置为手轮或是其他形式，本发明并不以此为限。

可选地，筒状本体10上可以沿轴向间隔布置有至少两组通孔10a，每组通孔10a包括沿筒状本体10周向间隔布置的至少三个通孔10a。这样可以在筒状本体10的轴向上提供多处支撑，使对细长轴的支撑更加平稳。

优选地，筒状本体10上布置有两组通孔10a，每组通孔10a包括三个通孔10a。具体实现时，两组通孔10a分别设置在筒状本体10的两端，通过在筒状本体10的两端各设置一组通孔10a，这样可以只对应设置两组滚珠22就可以对筒状本体10提供较好的支撑，同时可以减少操作螺纹顶杆24的次数，提高操作的效率。

容易想到的是，每组通孔10a中的多个通孔10a沿筒状本体10周向等角度间隔布置。在本实施例中同一组中的3个通孔10a沿周向间隔120°设置，这样可以较好的对细长轴进行夹持，同时也可以减少通孔的数量，简化过渡套筒的结构。

优选地，螺纹顶杆24可以与弹簧23同轴布置，螺纹顶杆24可以对弹簧23提供一定的支撑，同时有利于减小安装管21的体积。

本发明实施例还提供了一种轴的加工方法，该加工方法采用前述的任一种过渡套筒，该加工方法包括：

在待加工的轴上套设过渡套筒。

将轴安装到机床上，通过中心架支撑过渡套筒。

拧动多个螺纹顶杆，使轴与过渡套筒同轴。

对轴进行车削加工。

通过在筒状本体上设置顶紧组件，每个顶紧组件均包括安装管、滚珠、弹簧和螺纹顶杆，安装管的一端固定在筒状本体的外周壁上，且安装管对准对应的通孔，安装管的另一端设有环形端盖，滚珠设置在通孔内，弹簧设置在滚珠和环形端盖之间，螺纹顶杆的一端插设在安装管内且与滚珠接触，螺纹顶杆与环形端盖螺纹连接，使得在将过渡套筒设置到细长轴上之前可以拧松螺纹顶杆，滚珠在弹簧的作用下露出通孔，这使得在设置过渡套筒的时候滚珠可以与零件的表面接触，弹簧可以对筒状本体起到一定的支撑作用，可以避免筒状本体直接与零件接触，滚珠可以在筒状本体沿零件的轴向移动时转动，在筒状本体移动到合适位置后可以通过拧紧螺纹顶杆，将滚珠顶紧在零件表面，通过拧动多个螺纹顶杆，使筒状本体与零件同轴，以便于细长轴零件的加工，避免了过渡套筒擦伤零件的问题。

以下结合一种细长轴对本发明实施例所公开的加工方法进行简单说明。

图5是本发明实施例提供的一种细长轴的加工示意图，图6和图7是本发明实施例提供的一种加工工装的局部放大示意图，该加工基于一种细长轴的加工工装，如图5～7所示，该加工工装包括两块顶板51、哈弗管52、过渡套筒53、拆卸板54和千斤顶56。其中过渡套筒53为图1所示的过渡套筒。顶板51的一面的中心处设置有锥形凹孔51a以便于与机床的顶尖配合。如图6所示，顶板51的另一面上设置有中心凸台512，中心凸台512可以与细长轴的内孔配合，以将顶板51连接到细长轴上。

优选地，顶板51的设置有锥形凹孔51a的一面上还可以设置吊装螺母511，以便于细长轴的起吊。

在加工时可以将两块顶板51分别设置在细长轴的两端，安装后，中心凸台512与细长轴内孔之间的间隙可以为0.01～0.02mm。

在加工时，可以将过渡套筒53套装在细长轴上，拧动螺纹顶杆24使细长轴与过渡套筒53同轴，过渡套筒53可以支撑在中心架61上。

哈弗管52可以夹持在细长轴的一端。

在调节好过渡套筒53后可以对细长轴进行车削加工。

在加工时，可以设置两个中心架61，其中一个中心架61直接与细长轴接触以支撑细长轴，另一个中心架61支撑在过渡套筒53上，过渡套筒53和支撑过渡套筒53的中心架61可以随着加工的进行沿轴移动。

如图6所示，顶板51上还可以同轴设置螺纹连接孔51b，在完成细长轴的加工后，拆卸顶板51时，可以通过螺栓55连接顶板51和拆卸板54，千斤顶56的一端顶在细长轴的端面上，另一端顶在拆卸板54上，从而可以通过控制千斤顶56伸长将顶板51与细长轴分离。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，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 (10)

1.一种适用于轴加工的过渡套筒，其特征在于，所述过渡套筒包括筒状本体(10)和多个顶紧组件(20)，所述筒状本体(10)上布置有多个通孔(10a)，所述多个顶紧组件(20)与所述多个通孔(10a)一一对应设置，每个所述顶紧组件(20)均包括安装管(21)、滚珠(22)、弹簧(23)和螺纹顶杆(24)，所述安装管(21)的一端固定在所述筒状本体(10)的外周壁上，且所述安装管(21)对准对应的所述通孔(10a)，所述安装管(21)的另一端设有环形端盖(25)，所述滚珠(22)可转动地设置在所述通孔(10a)内，所述弹簧(23)设置在所述滚珠(22)和所述环形端盖(25)之间，所述弹簧(23)的两端分别与所述环形端盖(25)和所述滚珠(22)接触，所述螺纹顶杆(24)的一端插设在所述安装管(21)内且与所述滚珠(22)接触，所述螺纹顶杆(24)与所述环形端盖(25)螺纹连接，每个所述通孔(10a)内还固定设置有限位板(26)，所述限位板(26)位于所述通孔(10a)的远离所述安装管(21)的一端，所述滚珠(22)位于所述限位板(26)和所述弹簧(23)之间，所述限位板(26)上设置有限位孔(26a)，所述限位孔(26a)的半径小于所述滚珠(22)的半径。

2.根据权利要求1所述的过渡套筒，其特征在于，所述限位孔(26a)的靠近所述滚珠(22)的一端的半径大于远离所述滚珠(22)的一端的半径，所述限位孔(26a)的侧壁为过渡曲面(26b)，所述过渡曲面(26b)与所述滚珠(22)的外表面贴合。

3.根据权利要求1所述的过渡套筒，其特征在于，每个所述顶紧组件(20)还包括压块(27)，所述压块(27)沿所述安装管(21)的轴线可滑动地设置在所述安装管(21)中，所述压块(27)设置在所述滚珠(22)和所述螺纹顶杆(24)之间，所述压块(27)朝向所述滚珠(22)的一面设有与所述滚珠(22)相匹配的凹槽(27a)，所述弹簧(23)和所述螺纹顶杆(24)均与所述压块(27)接触。

4.根据权利要求1所述的过渡套筒，其特征在于，所述螺纹顶杆(24)的位于所述安装管(21)外的一端上设置有转动手柄(31)。

5.根据权利要求1所述的过渡套筒，其特征在于，所述筒状本体(10)上沿轴向间隔布置有至少两组通孔(10a)，每组所述通孔(10a)包括沿所述筒状本体(10)周向间隔布置的至少三个通孔(10a)。

6.根据权利要求5所述的过渡套筒，其特征在于，所述筒状本体(10)上布置有两组通孔(10a)，每组所述通孔(10a)包括三个通孔(10a)。

7.根据权利要求5所述的过渡套筒，其特征在于，每组所述通孔(10a)中的多个通孔(10a)沿所述筒状本体(10)周向等角度间隔布置。

8.根据权利要求1～7任一项所述的过渡套筒，其特征在于，所述螺纹顶杆(24)与所述弹簧(23)同轴布置。

9.根据权利要求1～7任一项所述的过渡套筒，其特征在于，所述压块(27)由固体自润滑材料制成。

10.一种轴的加工方法，其特征在于，所述加工方法采用如权利要求1～9任一项所述的过渡套筒，所述加工方法包括：

在待加工的轴上套设过渡套筒；

将所述轴安装到机床上，通过中心架支撑所述过渡套筒；

拧动多个螺纹顶杆，使所述轴与所述过渡套筒同轴；

对所述轴进行车削加工。