CN115815634A - 一种台阶细长轴加工工装及其加工工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种台阶细长轴加工工装及其加工工艺，工装包括内顶尖和开口衬套，内顶尖为金属柱体，其轴心出开设通孔，通孔前端为一锥面。加工过程中，先加工出细段，然后将细段插入内顶尖的通孔顶紧，最后加工剩余部分。本发明将台阶细长轴分段加工，将传统的轴加工装夹用“外顶尖顶紧的方法”进行改进，采用“内顶尖顶紧”的方法，使用内顶尖把台阶细长轴的尾部最细部分给避开，这样大大缩短台阶细长轴加工时的长度，减少了台阶细长轴的长径比，增强了台阶细长轴的刚性，稳定了切削力和吃刀量，保持工件旋转精度的稳定性，零件表面粗糙度有了稳定的切削过程，粗糙度出现明显改善，尺寸精度进而达到要求，产品合格率有了大幅提升。
Description
技术领域
本发明涉及机械加工技术领域，具体涉及一种台阶细长轴加工工装及其加工工艺。
背景技术
细长轴是指长度远大于直径的轴类零件，由于其刚性差，加工难度较大。在加工过程中，工艺系统在切削力、夹紧力、重力等作用下会产生不同程度的变形。使刀具与工件间的相对位置发生变化，从而影响尺寸、形状精度和表面粗糙度等。插杆属于台阶细长轴类零件，材料为45钢。它的长径比较大，两端同轴度要求高。该零件在传统的车削加工过程中即受压缩载荷又受弯曲载荷，切削力越大，压缩屈曲失稳和弯曲变形趋向越大；越靠近自由端，零件的强度、刚度越差，但弯矩、弯曲应力和压缩应力变大，容易出现弯曲变形和断裂等问题。在实际生产中，采取一夹一顶的装卡方式加工零件时，工件在接近图样尺寸时由于强度和刚度降低、应力集中、弯矩增大等因素的影响，零件易弯曲、产生锥度并且振刀现象严重，零件的同轴度、尺寸公差及表面粗糙度都不能达到图样要求。这种装夹工艺对于长径比不大、轴长较短或轴的径向跳动容差量较小的轴类可以采用。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种台阶细长轴加工工艺，避免因台阶细长轴刚性差，而导致加工效率和质量都不能保证。本发明的另一目的是提供一种适用于有台阶的、圆跳动小，有表面精度要求的细长轴专用加工工装。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种台阶细长轴加工工装，包括内顶尖和开口衬套，所述内顶尖为金属柱体，柱体外圆周上设有台阶面、台阶面上设有螺纹，所述内顶尖轴心处设有通孔用于容纳所述台阶细长轴，通孔的前端为60°锥面，用于顶紧所述台阶细长轴。
一种台阶细长轴加工工艺，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将工件的左端加工出一个台阶圆，并保证台阶圆的外圆尺寸一致；
（2）步骤1加工后的工件右端加工至指定尺寸作为细段，细段的直径和所述内顶尖通孔直径适配，在细段左端的过渡位置加工出过渡台阶圆；
（3）将步骤2所述过渡台阶圆的右端面加工出60°的斜面，用于和内顶尖配合；
（4）将步骤3加工后的工件插入所述内顶尖，过渡台阶圆上的斜面和内顶尖通孔前端的锥面紧密贴合、顶紧；
（5）步骤4装配好的工件左端的台阶圆用软爪夹紧后，加工工件上过渡台阶圆和左端台阶圆之间的部分至指定尺寸作为粗段；
（6）用开口衬套夹紧步骤5加工出的粗段，把过渡台阶圆加工到图样要求得到成品台阶细长轴。
与现有技术相比较，本发明的有益效果是：把台阶细长轴分段加工，将原先传统的轴加工装夹用“外顶尖顶紧的方法”进行改进，采用“内顶尖顶紧”的方法，使用内顶尖把台阶细长轴的尾部最细部分给避开，这样大大缩短台阶细长轴加工时的长度，减少了台阶细长轴的长径比，增强了台阶细长轴的刚性，稳定了切削力和吃刀量，保持工件旋转精度的稳定性，零件表面粗糙度有了稳定的切削过程，粗糙度出现明显改善，尺寸精度进而达到要求，产品合格率有了大幅提升。其加工方案原理明确，工艺及工装设计简单合理，能提台阶高细长轴加工部位的刚性，提高加工效率和质量，降低加工成本。
附图说明
图1是本发明所述内顶尖的结构示意图；
图2是本发明所述粗段加工完成后的结构示意图；
图3是本发明所述过渡台阶圆的结构示意图；
图4是本发明所述开口衬套的剖视图；
图5是本发明所述开口衬套的侧视图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。
参照图1-5所示，一种台阶细长轴加工工装，包括内顶尖1和开口衬套2，内顶尖为金属柱体，柱体外圆周上设有台阶面、台阶面上设有螺纹，在内顶尖轴心处设有通孔用于容纳台阶细长轴，通孔的前端为60°锥面，用于顶紧台阶细长轴。
一种台阶细长轴加工工艺，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将工件3的左端加工出一个台阶圆31，并保证台阶圆的外圆尺寸一致；
（2）步骤1加工后的工件右端加工至指定尺寸作为细段34，细段的直径和所述内顶尖通孔直径适配，在细段左端的过渡位置加工出过渡台阶圆33；
（3）将步骤2所述过渡台阶圆的右端面加工出60°的斜面，用于和内顶尖配合；
（4将步骤3加工后的工件插入所述内顶尖，过渡台阶圆上的斜面和内顶尖通孔前端的锥面紧密贴合、顶紧；
（5）步骤4装配好的工件左端的台阶圆用软爪夹紧后，加工工件上过渡台阶圆和左端台阶圆之间的部分至指定尺寸作为粗段32；
（6）用开口衬套夹紧步骤5加工出的粗段，把过渡台阶圆加工到图样要求得到成品台阶细长轴。
实施例
取一金属棒为待加工的工件，其长度240mm、直径21 mm，内顶尖通的孔直径8 mm，用车床加工，采用以下步骤：
（1）将工件的左端加工出一个直径15 mm、高度9.8 mm的台阶圆，并保证台阶圆的外圆尺寸一致；
（2）步骤1加工后的工件右端加工出一段长105 mm、直径7.85 mm的细段，在细段左端的过渡位置加工出直径13 mm、高4 mm过渡台阶圆；
（3）将步骤2所述过渡台阶圆的右端面加工出60°的斜面，其小端直径加工到11mm，用于和内顶尖配合；
（4）将步骤3加工后的工件插入所述内顶尖，过渡台阶圆上的斜面和内顶尖通孔前端的锥面紧密贴合、顶紧；
（5）步骤4装配好的工件左端的台阶圆用软爪夹紧后，加工工件上过渡台阶圆和左端台阶圆之间的部分，加工成长117 mm、直径9 mm的粗段；
（6）用开口衬套夹紧步骤5加工出的粗段，把过渡台阶圆加工到直径11 mm得到成品台阶细长轴。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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，均包含在本发明的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种台阶细长轴加工工装，其特征在于，包括内顶尖和开口衬套，所述内顶尖为金属柱体，柱体外圆周上设有台阶面、台阶面上设有螺纹，所述内顶尖轴心处设有通孔用于容纳所述台阶细长轴，通孔的前端为60°锥面，用于顶紧所述台阶细长轴。
2.一种台阶细长轴加工工艺，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将工件的左端加工出一个台阶圆，并保证台阶圆的外圆尺寸一致；
（2）步骤1加工后的工件右端加工至指定尺寸作为细段，细段的直径和所述内顶尖通孔直径适配，在细段左端的过渡位置加工出过渡台阶圆；
（3）将步骤2所述过渡台阶圆的右端面加工出60°的斜面，用于和内顶尖配合；
（4）将步骤3加工后的工件插入所述内顶尖，过渡台阶圆上的斜面和内顶尖通孔前端的锥面紧密贴合、顶紧；
（5）步骤4装配好的工件左端的台阶圆用软爪夹紧后，加工工件上过渡台阶圆和左端台阶圆之间的部分至指定尺寸作为粗段；
（6）用开口衬套夹紧步骤5加工出的粗段，把过渡台阶圆加工到图样要求得到成品台阶细长轴。
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| CN202210772387.7A CN115815634A (zh) | 2022-07-02 | 2022-07-02 | 一种台阶细长轴加工工装及其加工工艺 |
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|---|---|---|---|---|
| CN116803593A (zh) * | 2023-06-21 | 2023-09-26 | 西安百润重工科技有限公司 | 在卧式车床上平移细长轴中心孔的方法 |
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2022
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116803593A (zh) * | 2023-06-21 | 2023-09-26 | 西安百润重工科技有限公司 | 在卧式车床上平移细长轴中心孔的方法 |
| CN116803593B (zh) * | 2023-06-21 | 2024-04-09 | 西安百润重工科技有限公司 | 在卧式车床上平移细长轴中心孔的方法 |
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