CN109663934B - 一种可扩大车床装夹长度的主轴尾孔顶尖装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可扩大车床装夹长度的主轴尾孔顶尖装置及方法，包括连接在车床主轴上的定位套，且定位套的一端穿插在车床主轴的尾端内孔中，另一端连接有调固圈，且调固圈的孔口与车床主轴的尾端外圆采用螺纹紧固，定位套中穿插安装有顶尖体，顶尖体的自由端连接有顶尖，所述顶尖与穿插在车床主轴的尾端内孔中的长轴零件为对正顶紧，且长轴零件在与顶尖对正顶紧的一端端面上加工有中心孔。本发明可在保证长轴零件装夹同心，满足加工质量的前提下，解决因车床规格限制而产生的车床所能装夹零件最大长度限制问题。

Description

一种可扩大车床装夹长度的主轴尾孔顶尖装置及方法

技术领域

本发明属于机械加工领域，具体涉及长轴零件的加工时使用的一种可扩大车床装夹长度的主轴尾孔顶尖装置及方法。

背景技术

长轴零件车削时需选择能够满足零件加工长度的车床。然而实际生产中经常存在车床所能装夹零件的最大长度不能满足要求的问题。当需装夹零件的长度超过生产现场中各型号车床所能装夹零件最大长度的能力范围时，通常认为这些车床就不能车削该长轴零件。为解决此问题，传统方法亦有将长轴零件不被加工的一段直接伸入到未设置任何定心装置的车床主轴孔内，以缩短长轴零件其余部位外露于或伸出于车床主轴孔的长度，并使该长度介于车床所能加工的最大长度范围之内，这样就间接扩大了车床可装夹零件的长度，扩展了车床加工零件范围和能力。但该方法由于未在车床主轴孔内设置任何零件定心装置，因此会使长轴零件伸入车床主轴孔的一段存在偏心的风险，最终影响产品加工质量。

发明内容

本发明提供一种可扩大车床装夹长度的主轴尾孔顶尖装置及方法，可在保证长轴零件装夹同心，满足加工质量的前提下，解决因车床规格限制而产生的车床所能装夹零件最大长度限制问题。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种可扩大车床装夹长度的主轴尾孔顶尖装置，包括连接在车床主轴上的定位套，且定位套的一端穿插在车床主轴的尾端内孔中，另一端连接有调固圈，且调固圈的孔口与车床主轴的尾端外圆采用螺纹紧固，定位套中穿插安装有顶尖体，顶尖体的自由端连接有顶尖，所述顶尖与穿插在车床主轴的尾端内孔中的长轴零件为对正顶紧，且长轴零件在与顶尖对正顶紧的一端端面上加工有中心孔。

进一步地，当使用时，长轴零件被插入到车床主轴的尾端内孔中的一段外圆与车床主轴的尾端内孔之间设置有导向套。

进一步地，导向套的内孔与长轴零件伸入到车床主轴尾端内孔的一端外圆过盈装配，且过盈量为0.02～0.03mm。

进一步地，导向套的外圆与车床主轴的尾端内孔之间的间隙为0.4～0.5mm。

进一步地，定位套的定位外圆和定位套的定位内孔的同轴度≤0.01mm。

进一步地，顶尖体的定位外圆与定位套的定位内孔以0.03～0.05mm的过盈量进行装配。

进一步地，定位套的定位外圆与车床主轴的尾端内孔的装配间隙≤0.01mm。

进一步地，调固圈的端面上对称设置有两个螺栓孔槽，调固圈和定位套通过该螺栓孔槽使用螺栓进行固连。

进一步地，所述螺栓孔槽为圆弧腰形。

一种可扩大车床装夹长度的方法，包括以下步骤：

步骤一：将长轴零件已加工出中心孔的一段伸入到车床主轴的尾端内孔，并将中心孔与顶尖进行对正；

步骤二：用车床三爪或四爪卡盘并配合使用车床尾座顶尖夹紧并驱动长轴零件；

步骤三：对外露于车床主轴尾端内孔的长轴零件进行长度或径向方向车削。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明是在车床主轴尾端内孔中设计安装一个主轴尾孔顶尖，这样可在间接扩大车床可装夹零件长度范围的同时，保证长轴零件伸入车床主轴尾端内孔一段部位的同心，确保加工质量，扩展了车床加工零件范围和能力；因长轴零件中心孔与安装于车床主轴尾端内孔的顶尖进行了对正，这样顶尖就起到了对长轴零件的支撑和定心作用，提高了长轴零件的装夹定位精度，避免了长轴零件伸入车床主轴尾端内孔的一段产生偏心。

附图说明

图1是主轴尾孔顶尖装置整体结构及安装示意图；

图2是调固圈结构示意图，其中(a)为主视剖视图，(b)为(a)的A向视图；

图3是定位套结构示意图；

图4是使用主轴尾孔顶尖装置时长轴零件总体装夹示意图。

其中：1－调固圈；2－定位套；3－顶尖体；4-车床主轴；5-长轴零件；6-螺栓；7－导向套；8－顶尖；9－螺栓孔槽；10－定位套的定位外圆；11－定位套的定位内孔；12－主轴尾孔顶尖装置；13－车床三爪或四爪卡盘；14－车床中心架；15－车床尾座顶尖。

具体实施方式

下面对本发明作进一步详细描述：

传统方法虽可将零件的一段直接伸入到未设置任何定心装置的车床主轴孔内，以间接扩大车床可装夹零件的长度范围，但该方法会使零件伸入车床主轴孔的一段存在偏心的风险。与传统相比，本发明是在传统方法的基础上，于车床主轴孔内设计安装一个主轴尾孔顶尖，这样可在间接扩大车床可装夹零件长度范围的同时，保证长轴零件伸入车床主轴孔一段部位的同心，确保加工质量。

首先选择主轴孔尾端径向跳动和轴向窜动等精度高的车床，并在该车床主轴孔的尾端部位固定安装一个主轴尾孔顶尖装置；之后将长轴零件需要伸入到车床主轴孔的一段之端面加工出中心孔；然后将长轴零件已加工出中心孔的一段伸入到车床主轴孔内，并将长轴零件中心孔与安装于车床主轴孔尾部的顶尖进行对正，保证长轴零件伸入到主轴孔内的一段不会产生偏心；接着用车床三爪或四爪卡盘并配合使用车床尾座顶尖夹紧并驱动长轴零件(根据情况可配合使用车床中心架支承长轴零件)；最后对外露于或伸出于车床主轴孔的零件部位进行车削。

下面对结合附图本发明实施例操作过程做详细描述：

参见图1至图4，按以下内容实施：

步骤一：选择主轴孔尾端径向跳动和轴向窜动等精度高的车床。根据车床主轴4尾端内孔的径向跳动实际值，修正车床主轴4的尾端内孔，并使该尾端内孔的中心线与车床主轴4旋转中心线同轴。

步骤二：根据该车床主轴孔的实际结构和尺寸，设计安装一个主轴尾孔顶尖装置12。如图1，其由调固圈1、定位套2和顶尖体3等组成。其中顶尖体3中装入的顶尖8可为活顶尖或死顶尖；调固圈1的端面螺栓孔槽9的形状为圆弧腰形(如图2)；定位套的定位内孔11和定位套的定位外圆10的同轴度不大于0.01mm(如图3)。

主轴尾孔顶尖装置安装于车床主轴4尾端的过程为：首先将顶尖体3的定位外圆与定位套的定位内孔11以0.03～0.05mm的过盈量进行装配；之后将定位套的定位外圆10与车床主轴4的尾端内孔以不大于0.01mm的间隙配合；接着将调固圈1的孔口与车床主轴4的尾端外圆用螺纹方式紧固连接；最后用螺栓6将调固圈1和定位套2紧固连接。至此，调固圈1、定位套2、顶尖体3和车床主轴4便组成了固定连接的一体，可使主轴尾孔顶尖装置12整体固定安装在车床主轴4的尾端。安装后，顶尖8的中心线应与车床主轴4旋转中心线的同轴度在0.02mm以内。

步骤三：将长轴零件5需要伸入到车床主轴4尾端内孔的一段其端面车削平整并加工出中心孔。

步骤四：将长轴零件5已加工出中心孔的一段伸入到车床主轴4尾端内孔，并将长轴零件的中心孔与安装于车床主轴4尾端内孔的顶尖8进行对正，保证长轴零件5伸入到车床主轴4孔内的一段不会产生偏心。

另外，为使长轴零件5需伸入到车床主轴4孔内的一段其中心孔能快速与顶尖8进行对正，可用尼龙材料制作一个如图1指示的导向套7。在将长轴零件5的一段伸入到车床主轴4的内孔之前，将该导向套7配装在长轴零件5上。导向套7的内孔应与长轴零件5需伸入到车床主轴4内孔的一端外圆过盈装配，过盈量为0.02～0.03mm；导向套7的外圆应与车床主轴4的内孔间隙为0.4～0.5mm。这样在将长轴零件5的一段伸入到车床主轴4的内孔时，导向套7就起到了对长轴零件5的导向定心作用，可引导长轴零件5的中心孔快速与主轴尾孔顶尖对正。

步骤五：如图4，用车床三爪或四爪卡盘13并配合使用车床尾座顶尖15夹紧并驱动长轴零件(根据情况可配合使用车床中心架14支承长轴零件)。

步骤六：对外露于或伸出于车床主轴4内孔的零件部位进行长度或径向方向车削。

至此，本发明方法便实现了在保证长轴零件车削同心的前提下，可间接扩大车床可装夹零件的长度范围，扩展了车床加工零件范围和能力。

Claims (7)

1.一种可扩大车床装夹长度的主轴尾孔顶尖装置，其特征在于，包括连接在车床主轴(4)上的定位套(2)，且定位套(2)的一端穿插在车床主轴(4)的尾端内孔中，另一端通过螺栓连接有调固圈(1)，且调固圈(1)的孔口与车床主轴(4)的尾端外圆采用螺纹紧固，定位套(2)中穿插安装有顶尖体(3)，顶尖体(3)的自由端连接有顶尖(8)，顶尖（ 8） 可为活顶尖或死顶尖，所述顶尖(8)与穿插在车床主轴(4)的尾端内孔中的长轴零件(5)为对正顶紧，且长轴零件(5)在与顶尖(8)对正顶紧的一端端面上加工有中心孔，定位套的定位外圆(10)和定位套的定位内孔(11)的同轴度≤0.01mm，顶尖体(3)的定位外圆与定位套的定位内孔(11)以0.03～0.05mm的过盈量进行装配，定位套的定位外圆(10)与车床主轴(4)的尾端内孔的装配间隙≤0.01mm。

2.根据权利要求1所述的一种可扩大车床装夹长度的主轴尾孔顶尖装置，其特征在于，当使用时，长轴零件(5)被插入到车床主轴(4)的尾端内孔中的一段外圆与车床主轴(4)的尾端内孔之间设置有导向套(7)。

3.根据权利要求2所述的一种可扩大车床装夹长度的主轴尾孔顶尖装置，其特征在于，导向套(7)的内孔与长轴零件(5)伸入到车床主轴(4)尾端内孔的一端外圆过盈装配，且过盈量为0.02～0.03mm。

4.根据权利要求2所述的一种可扩大车床装夹长度的主轴尾孔顶尖装置，其特征在于，导向套(7)的外圆与车床主轴(4)的尾端内孔之间的间隙为0.4～0.5mm。

5.根据权利要求1所述的一种可扩大车床装夹长度的主轴尾孔顶尖装置，其特征在于，调固圈(1)的端面上对称设置有两个螺栓孔槽(9)，调固圈(1)和定位套(2)通过该螺栓孔槽(9)使用螺栓(6)进行固连。

6.根据权利要求5所述的一种可扩大车床装夹长度的主轴尾孔顶尖装置，其特征在于，所述螺栓孔槽(9)为圆弧腰形。

7.一种可扩大车床装夹长度的方法，采用权利要求1至6任一项所述的主轴尾孔顶尖装置，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：将长轴零件(5)已加工出中心孔的一段伸入到车床主轴(4)的尾端内孔，并将中心孔与顶尖(8)进行对正；

步骤二：用车床三爪或四爪卡盘(13)并配合使用车床尾座顶尖(15)夹紧并驱动长轴零件(5)；

步骤三：对外露于车床主轴(4)尾端内孔的长轴零件(5)进行长度或径向方向车削。

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