CN114833358A - 一种通过卧式车床对大变径细长轴进行精加工的方法 - Google Patents

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Abstract

一种通过卧式车床对大变径细长轴进行精加工的方法，在卧式车床上安装两个机械托架，通过两个机械托架的托辊配合支撑大径轴段，通过激光跟踪仪分别对待加工轴上的床头扫描区、床尾扫描区和两处托辊扫描区进行数据采集，拟合出卧式车床的顶尖轴线和待加工轴的轴线，将卧式车床的顶尖轴线与待加工轴的轴线输入机床坐标系内进行对比，得到待加工轴与卧式车床的同轴度差值，然后通过机械托架的丝杠螺母副手动调节托辊的位置，直到待加工轴与卧式车床的同轴度差值不超出加工要求值，不再使用静压托架，能够降低成本，解决了现有技术通过成本低廉的机械托架进行支撑时难以保证同轴度要求的问题，简化了加工过程。

Description

一种通过卧式车床对大变径细长轴进行精加工的方法
技术领域
本发明涉及大变径细长轴的加工方法领域，尤其涉及一种通过卧式车床对大变径细长轴进行精加工的方法。
背景技术
大变径细长轴类零件通常在中部具有大径轴段，大径轴段的轴向两侧分别为小径轴段，大径轴段和小径轴段的直径变化较为剧烈，而且轴整体的长度较长，如液压打桩锤的整体式锤芯就属于大变径细长轴。由于轴整体属于细长结构，所以不会采用立式车床，需要通过卧式车床进行加工，而细长的轴在卧式车床上装夹时由于刚性不足，不能仅靠卧式车床的两个顶尖顶住轴端，还需要通过托架进行支撑。对于中部具有大径轴段的细长轴，由于中部大径轴段的支撑要求较高，所以在精加工时通常采用静压托架，但静压托架需要一套机、电、液控制系统，原理较为复杂，设备投入成本较高，但现有技术通过成本低廉的机械托架进行支撑时，难以保证大变径细长轴与卧式车床的同轴度要求，导致难以进行精加工。
发明内容
本发明的目的是提供一种通过卧式车床对大变径细长轴进行精加工的方法，能够通过机械托架进行支撑，并有效可靠的保证同轴度要求。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种通过卧式车床对大变径细长轴进行精加工的方法，所述的大变径细长轴的中部具有大径轴段，大径轴段的轴向两侧分别为小径轴段，大变径细长轴的总长度不小于10000mm，大径轴段与小径轴段的外径差不小于500mm，包括以下步骤：
在卧式车床上安装两个机械托架，然后将待加工轴装夹至卧式车床，通过卧式车床的床头端和床尾端的顶尖分别顶住待加工轴沿轴向的两端面，并通过两个机械托架的托辊配合支撑大径轴段；
在卧式车床的一侧放置激光跟踪仪，通过激光跟踪仪分别对待加工轴上的床头扫描区、床尾扫描区和两处托辊扫描区进行数据采集，床头扫描区位于靠近床头的小径轴段外圆面上，床尾扫描区位于靠近床尾的小径轴段外圆面上，两处托辊扫描区分别位于靠近大径轴段沿轴向两侧端面的大径轴段外圆面上，且两处托辊扫描区沿径向的投影分别与两个机械托架的托辊沿径向的投影相交或重合；
通过床头扫描区和床尾扫描区采集的数据拟合出卧式车床的顶尖轴线，通过两处托辊扫描区采集的数据拟合出待加工轴的轴线，将卧式车床的顶尖轴线与待加工轴的轴线输入机床坐标系内进行对比，得到待加工轴与卧式车床的同轴度差值，然后通过机械托架的丝杠螺母副手动调节托辊的位置，直到待加工轴与卧式车床的同轴度差值不超出加工要求值；
然后使卧式车床带动待加工轴进行5~10min的试转动，再通过激光跟踪仪重新进行数据采集并计算待加工轴与卧式车床的同轴度差值，当同轴度差值不超出加工要求值时，对大变径细长轴进行精加工；当同轴度差值超出加工要求值时，重新对托辊的位置进行调节。
优选的，床头扫描区、床尾扫描区和两处托辊扫描区沿轴向的长度均为100mm，床头扫描区的一端与小径轴段靠近床头的端面相接，床尾扫描区的一端与小径轴段靠近床尾的端面相接。
优选的，在机械托架的一侧安装百分表，通过百分表实时观察托辊的位置调节量。
根据上述技术方案，本发明的有益效果是：
本发明通过激光跟踪仪的数据采集，可以拟合出车床顶尖的轴线和待加工轴的轴线，就能在装夹后得到同轴度差值，根据同轴度差值就能精确调节机械托架的托辊位置，从而对待加工轴的位置进行微调，使待加工轴的轴线与车床顶尖的轴线趋于重合，就能保证大变径细长轴与卧式车床的同轴度要求，从而实现精加工。与现有技术相比不再使用静压托架，也就不再需要与静压托架配合的机、电、液控制系统，能够降低成本，解决了现有技术通过成本低廉的机械托架进行支撑时难以保证同轴度要求的问题，降低了大变径细长轴的加工成本，简化了加工过程。
附图说明
图1为大变径细长轴的示意图；
图2为待加工轴和激光跟踪仪的安装示意图；
图3为床头扫描区、床尾扫描区和托辊扫描区的示意图；
图4为机械托架的调节示意图。
图中标记：1、大径轴段，2、小径轴段，3、卧式车床，4、机械托架，5、激光跟踪仪，6、床头扫描区，7、床尾扫描区，8、托辊扫描区，9、托辊，10、丝杠螺母副，11、百分表。
具体实施方式
参见附图，具体实施方式如下：
一种通过卧式车床对大变径细长轴进行精加工的方法，如图1所示，大变径细长轴的中部具有大径轴段1，大径轴段1的轴向两侧分别为小径轴段2，大变径细长轴的总长度不小于10000mm，大径轴段1与小径轴段2的外径差不小于500mm。
该方法包括以下步骤：
如图2所示，在卧式车床3上安装两个机械托架4，然后将待加工轴装夹至卧式车床3，通过卧式车床3的床头端和床尾端的顶尖分别顶住待加工轴沿轴向的两端面，并通过两个机械托架4的托辊9配合支撑大径轴段1。
如图2所示，在卧式车床3的一侧放置激光跟踪仪5，通过激光跟踪仪5分别对待加工轴上的床头扫描区6、床尾扫描区7和两处托辊扫描区8进行数据采集。
如图3所示，床头扫描区6位于靠近床头的小径轴段2外圆面上，床尾扫描区7位于靠近床尾的小径轴段2外圆面上，两处托辊扫描区8分别位于靠近大径轴段1沿轴向两侧端面的大径轴段1外圆面上，且两处托辊扫描区8沿径向的投影分别与两个机械托架4的托辊沿径向的投影相交或重合。
如图3所示，床头扫描区6、床尾扫描区7和两处托辊扫描区8沿轴向的长度均为100mm，床头扫描区6的一端与小径轴段2靠近床头的端面相接，床尾扫描区7的一端与小径轴段2靠近床尾的端面相接。
通过床头扫描区6和床尾扫描区7采集的数据拟合出卧式车床3的顶尖轴线，通过两处托辊扫描区8采集的数据拟合出待加工轴的轴线，将卧式车床3的顶尖轴线与待加工轴的轴线输入机床坐标系内进行对比，得到待加工轴与卧式车床3的同轴度差值。
如图4所示，在机械托架4的一侧安装百分表11，然后通过机械托架4的丝杠螺母副10手动调节托辊9的位置，通过百分表11实时观察托辊9的位置调节量，直到待加工轴与卧式车床3的同轴度差值不超出加工要求值。
然后使卧式车床3带动待加工轴进行5~10min的试转动，再通过激光跟踪仪5重新进行数据采集并计算待加工轴与卧式车床3的同轴度差值，当同轴度差值不超出加工要求值时，对大变径细长轴进行精加工；当同轴度差值超出加工要求值时，重新对托辊9的位置进行调节，最终保证精加工前的装夹同轴度要求，即可进行精加工。

Claims (3)

1.一种通过卧式车床对大变径细长轴进行精加工的方法，所述的大变径细长轴的中部具有大径轴段（1），大径轴段（1）的轴向两侧分别为小径轴段（2），大变径细长轴的总长度不小于10000mm，大径轴段（1）与小径轴段（2）的外径差不小于500mm，其特征在于，包括以下步骤：
在卧式车床（3）上安装两个机械托架（4），然后将待加工轴装夹至卧式车床（3），通过卧式车床（3）的床头端和床尾端的顶尖分别顶住待加工轴沿轴向的两端面，并通过两个机械托架（4）的托辊（9）配合支撑大径轴段（1）；
在卧式车床（3）的一侧放置激光跟踪仪（5），通过激光跟踪仪（5）分别对待加工轴上的床头扫描区（6）、床尾扫描区（7）和两处托辊扫描区（8）进行数据采集，床头扫描区（6）位于靠近床头的小径轴段（2）外圆面上，床尾扫描区（7）位于靠近床尾的小径轴段（2）外圆面上，两处托辊扫描区（8）分别位于靠近大径轴段（1）沿轴向两侧端面的大径轴段（1）外圆面上，且两处托辊扫描区（8）沿径向的投影分别与两个机械托架（4）的托辊沿径向的投影相交或重合；
通过床头扫描区（6）和床尾扫描区（7）采集的数据拟合出卧式车床（3）的顶尖轴线，通过两处托辊扫描区（8）采集的数据拟合出待加工轴的轴线，将卧式车床（3）的顶尖轴线与待加工轴的轴线输入机床坐标系内进行对比，得到待加工轴与卧式车床（3）的同轴度差值，然后通过机械托架（4）的丝杠螺母副（10）手动调节托辊（9）的位置，直到待加工轴与卧式车床（3）的同轴度差值不超出加工要求值；
然后使卧式车床（3）带动待加工轴进行5~10min的试转动，再通过激光跟踪仪（5）重新进行数据采集并计算待加工轴与卧式车床（3）的同轴度差值，当同轴度差值不超出加工要求值时，对大变径细长轴进行精加工；当同轴度差值超出加工要求值时，重新对托辊（9）的位置进行调节。
2.根据权利要求1所述的一种通过卧式车床对大变径细长轴进行精加工的方法，其特征在于：床头扫描区（6）、床尾扫描区（7）和两处托辊扫描区（8）沿轴向的长度均为100mm，床头扫描区（6）的一端与小径轴段（2）靠近床头的端面相接，床尾扫描区（7）的一端与小径轴段（2）靠近床尾的端面相接。
3.根据权利要求1所述的一种通过卧式车床对大变径细长轴进行精加工的方法，其特征在于：在机械托架（4）的一侧安装百分表（11），通过百分表（11）实时观察托辊（9）的位置调节量。
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