CN112517941B - 一种重型长轴类产品的快速找正装置及找正方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种重型长轴类产品的快速找正装置及找正方法，该装置包括可调节测量杆、紧固螺钉、导向套、转轴、轴端挡圈、轴承、尾座套筒，使用该找正装置及找正方法，不需要零件在中心架上调整，而是将中心架调整好后，再将工件直接放置在中心架上，无需二次找正，极大地降低了劳动强度，同时提高加工效率；特别是在批量加工应用中，只需一次找正，很大程度上缩短了加工周期。

Description

一种重型长轴类产品的快速找正装置及找正方法

技术领域

本发明属于数控及精密超精密加工技术领域，涉及一种快速找正装置及找正方法，特别是一种重型长轴类产品的快速找正装置及找正方法。

背景技术

某型号产品长轴类主梁为关键承力结构件，如图1所示，其总长近5M，采用焊接结构构成，总重量约达1.7T，其两端Ra1.6面为机械加工面，须采用车削加工工艺，达到两端外圆同轴度小于Ф0.1的精度要求。

在此长轴零件的车削加工过程中，受工件自身重力影响，工件会产生一定的挠度，为了确保回转精度，通常采用中心架辅助装夹，如图2所示。工件一端用三爪卡盘夹住，另一端架在中心架上。传统的找正方法，通过手动调整中心架径向距离的三个滚轮，确保工件外圆的中心轴线与车床主轴回转中心一致，不仅耗时耗力，而且找正精度受人为因素影响很大，无法满足生产要求。

目前，加工工艺存在以下问题：

(1)操作者依靠手动拧紧中心架滚轮旋钮来托起重达1.7T的工件，单个装夹找正时间约占整个加工周期的50％，耗时耗力，且每个工件加工时均需反复找正，在批量加工中对于生产周期的影响较为明显。

(2)工件中心轴线与车床主轴回转中心是否一致，完成依靠操作者的个人经验来判断。受人为因素的影响，加工一次合格率较低，有时会出现工件表面磨损现象，严重时甚至出现零件掉落现象。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明为解决技术问题提供了一种重型长轴类产品的快速找正装置及找正方法。

本发明是通过以下技术方案来实现的：一种快速找正装置，该装置包括可调节测量杆、紧固螺钉、导向套、转轴、轴端挡圈、轴承、尾座套筒，可调节测量杆通过导向套与转轴孔内径配合，导向套整体采用树杈结构，一端为半环形结构，与转轴固定连接，另一端为加长定位端，与可调节测量杆固定端微分头外圆配合，紧固螺钉通过导向套的导向孔锁紧可调节测量杆，以限制可调节测量杆活动端的偏摆；转轴与尾座套筒中心孔通过轴承配合连接，尾座套筒左端面安装轴端挡圈，控制转轴的轴向移动。

作为优选的技术方案，所述可调节测量杆包括固定端微分头、转接套筒、固定套管、定位螺钉、活动端微分头，固定端微分头一端与转轴连接，与转轴回转中心重合，另一端与固定套管通过转接套筒连接，固定套管上刻有刻度线，与活动端微分头组合，实现精密测量。

作为优选的技术方案，所述固定端微分头为可更换、多量程结构，可根据工件的外径尺寸选择不同量程的微分头。

作为优选的技术方案，所述固定端微分头的量程记作L₁，活动端微分头和固定套管上刻度读数记作L₂，可调节测量杆的测量值记作L，则L＝L₁+L₂。

作为优选的技术方案，该装置是一种钟摆式快速找正装置。

作为优选的技术方案，该装置用于对重型长轴类产品进行找正。

采用快速找正装置对工件进行找正的方法，该方法具体包括如下步骤：

步骤1：取下车床尾座顶尖，安装轴承，将转轴与尾座套筒连接；

步骤2：转动转轴，保证转轴转动自由，左端面安装轴端挡圈；

步骤3：根据工件外径，可调节测量杆选择合适量程的固定端微分头，选定固定端微分头后组装可调节测量杆；

步骤4：将可调节测量杆装入转轴，确保可调节测量杆的固定端微分头一端与转轴回转中心重合；

步骤5：通过旋拧的方式，调整可调节测量杆的活动端微分头，读取和计算测量值，当可调节测量杆所测量的尺寸L等于待加工工件外圆半径的实测值d_实际/2时，锁紧紧固螺钉；

步骤6：转动转轴，可调节测量杆随转轴转动，利用已调整好数值的可调节测量杆调整中心架三处滚轮的位置，当可调节测量杆的活动端微分头分别与中心架三处滚轮母线接触时，锁死三处滚轮位置；

步骤7：打开中心架，将工件一端用车床三爪卡盘装夹，另一端放置在中心架三处滚轮上，关闭中心架，完成找正装夹，即可对工件进行加工。

作为优选的技术方案，在于批量生产中，工件外径尺寸一致时，无需二次找正，可直接装夹对工件进行加工；当工件外径尺寸不完全一致时，可通过对可调节测量杆的活动端微分头进行量程范围内的调整来匹配工件半径的变化。

本发明的有益效果是：钟摆式快速找正装置结构的使用，就不需要零件在中心架上调整，而是将中心架调整好后，再将工件直接放置在中心架上，无需二次找正，极大地降低了劳动强度，同时提高加工效率；特别是在批量加工应用中，只需一次找正，很大程度上缩短了加工周期；带微分头的可调节测量杆结构设计，找正精度完全取决于测量杆的测量精度，测量精度可达0.01mm，避免了人为操作因素引起的找正误差。

本发明提供了一种重型长轴类产品的钟摆式快速找正装置，该装置采用带微分头的可调节测量杆结构设计，可在短时间内实现对中心架三个滚轮的精密找正，测量精度可达0.01mm，避免了人为操作因素引起的找正误差，特别是在批量加工应用中，只需一次找正，很大程度上缩短了加工周期，提高了加工效率。

附图说明

图1为长轴类主梁结构示意图；

图2为长轴类主梁加工示意图；

图3为钟摆式快速找正装置结构示意图；

图4为可调测量杆结构简图；

图5为找正装置测量原理图。

图中：三爪卡盘1、中心架2、主梁3、车刀4、尾座顶尖5、可调节测量杆6、尾座套筒7、导向套8、转轴9、轴端挡圈10、轴承11、紧固螺钉12、固定端微分头13、转接套筒14、固定套管15、定位螺钉16、活动端微分头17、滚轮18、工件外圆19

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

一种重型长轴类产品的钟摆式快速找正装置及找正方法。

钟摆式快速找正装置，如图3所述，由可调节测量杆6、紧固螺钉12、导向套8、转轴9、轴端挡圈10、轴承11、尾座套筒7构成。

可调节测量杆6通过导向套8与转轴9孔内径采用基孔制(H7/g6)配合，如图3中A-A视图；导向套8整体采用树杈结构，一端为半环形结构，通过螺钉、销子与转轴9连接，另一端为加长定位端，与可调节测量杆6固定端微分头13外圆保持H7/g6配合，确保可调节测量杆6的测量精度；紧固螺钉12通过导向套8的导向孔锁紧可调节测量杆6，以限制可调节测量杆6活动端的偏摆；转轴9与车床尾座套筒7中心孔通过轴承11配合连接，车床尾座套筒7左端面安装轴端挡圈10，控制转轴9的轴向移动。

可调节测量杆6结构如图4所示，由固定端微分头13、转接套筒14、固定套管15、定位螺钉16、活动端微分头17构成。

固定端微分头13为可更换、多量程结构，可根据工件的外径尺寸选择不同量程的微分头，其一端与装置转轴9连接，与转轴9回转中心重合，另一端与固定套管15通过转接套筒14连接，固定套管15上刻有刻度线，与活动端微分头17组合，实现精密测量，其测量精度可达0.01mm。固定端微分头13的量程记作L₁，活动端微分头17和固定套管15上刻度读数，记作L₂，可调节测量杆6的测量值记作L，则L＝L₁+L₂。

如图3-5所示，快速找正装置操作使用方法。

第一步：取下车床尾座顶尖，安装轴承11，将转轴9与尾座套筒7连接；

第二步：转动转轴9，保证转轴9转动自由，左端面安装轴端挡圈10；

第三步：根据工件外径，可调节测量杆6选择合适量程的固定端微分头13，选定固定端微分头13后组装可调节测量杆6；

第四步：将可调节测量杆6装入转轴9，确保可调节测量杆6的固定端微分头13一端与转轴9回转中心重合；

第五步：通过旋拧的方式，调整可调节测量杆6的活动端微分头17，读取和计算测量值，当可调节测量杆6所测量的尺寸L等于待加工工件外圆19半径的实测值d_实际/2时，锁紧紧固螺钉12；

第六步：转动转轴9，可调节测量杆6随转轴9转动，利用已调整好数值的可调节测量杆6调整中心架三处滚轮18的位置，当可调节测量杆6的活动端微分头17分别与中心架三处滚轮18母线接触时，锁死三处滚轮18位置；

第七步：打开中心架，将工件一端用车床三爪卡盘装夹，另一端放置在中心架三处滚轮18上，关闭中心架，完成找正装夹，即可对工件进行加工。

批量生产中，工件外径尺寸一致时，无需二次找正，可直接装夹对工件进行加工，当工件外径尺寸不完全一致时，可通过对可调节测量杆6的活动端微分头17进行量程范围内的调整来匹配工件半径的变化。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.一种快速找正装置，其特征在于：该装置包括可调节测量杆(6)、紧固螺钉(12)、导向套(8)、转轴(9)、轴端挡圈(10)、轴承(11)、尾座套筒(7)，可调节测量杆(6)通过导向套(8)与转轴(9)孔内径配合，导向套(8)整体采用树杈结构，一端为半环形结构，与转轴(9)固定连接，另一端为加长定位端，与可调节测量杆(6)固定端微分头(13)外圆配合，紧固螺钉(12)通过导向套(8)的导向孔锁紧可调节测量杆(6)，以限制可调节测量杆(6)活动端的偏摆；转轴(9)与尾座套筒(7)中心孔通过轴承(11)配合连接，尾座套筒(7)左端面安装轴端挡圈(10)，控制转轴(9)的轴向移动。

2.根据权利要求1所述的一种快速找正装置，其特征在于所述可调节测量杆(6)包括固定端微分头(13)、转接套筒(14)、固定套管(15)、定位螺钉(16)、活动端微分头(17)，固定端微分头(13)一端与转轴(9)连接，与转轴(9)回转中心重合，另一端与固定套管(15)通过转接套筒(14)连接，固定套管(15)上刻有刻度线，与活动端微分头(17)组合，实现精密测量。

3.根据权利要求2所述的一种快速找正装置，其特征在于所述固定端微分头(13)为可更换、多量程结构，可根据工件的外径尺寸选择不同量程的微分头。

4.根据权利要求2所述的一种快速找正装置，其特征在于所述固定端微分头(13)的量程记作L₁，活动端微分头(17)和固定套管(15)上刻度读数记作L₂，可调节测量杆(6)的测量值记作L，则L＝L₁+L₂。

5.根据权利要求2所述的一种快速找正装置，其特征在于该装置是一种钟摆式快速找正装置。

6.根据权利要求2所述的一种快速找正装置，其特征在于该装置用于对重型长轴类产品进行找正。

7.采用如权利要求1-6任一项所述的快速找正装置对工件进行找正的方法，其特征在于该方法具体包括如下步骤：

步骤1：取下车床尾座顶尖，安装轴承(11)，将转轴(9)与尾座套筒(7)连接；

步骤2：转动转轴(9)，保证转轴(9)转动自由，左端面安装轴端挡圈(10)；

步骤3：根据工件外径，可调节测量杆(6)选择合适量程的固定端微分头(13)，选定固定端微分头(13)后组装可调节测量杆(6)；

步骤4：将可调节测量杆(6)装入转轴(9)，确保可调节测量杆(6)的固定端微分头(13)一端与转轴(9)回转中心重合；

步骤5：通过旋拧的方式，调整可调节测量杆(6)的活动端微分头(17)，读取和计算测量值，当可调节测量杆(6)所测量的尺寸L等于待加工工件外圆(19)半径的实测值d_实际/2时，锁紧紧固螺钉(12)；

步骤6：转动转轴(9)，可调节测量杆(6)随转轴(9)转动，利用已调整好数值的可调节测量杆(6)调整中心架三处滚轮(18)的位置，当可调节测量杆(6)的活动端微分头(17)分别与中心架三处滚轮(18)母线接触时，锁死三处滚轮(18)位置；

步骤7：打开中心架，将工件一端用车床三爪卡盘装夹，另一端放置在中心架三处滚轮(18)上，关闭中心架，完成找正装夹，即可对工件进行加工。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于批量生产中，工件外径尺寸一致时，无需二次找正，可直接装夹对工件进行加工；当工件外径尺寸不完全一致时，可通过对可调节测量杆(6)的活动端微分头(17)进行量程范围内的调整来匹配工件半径的变化。