CN202763444U - 内外双锥度大件回转体类工件的工装 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种内外双锥度大件回转体类工件的工装，包括车外圆用工装、镗内锥用工装、车外锥用工装；车外圆用工装包括磁力拨盘、尾座顶尖、主轴顶尖，工作台上安装车削外圆用的车刀；镗内锥用工装包括安装在工作台上的V型铁，还包括差动镗杆、差速机构、进给丝杠，进给丝杠上设置安装刀体的丝杠螺母；车外锥用工装包括磁力拨盘、尾座顶尖、主轴顶尖，工作台上方、尾座与主轴箱之间固定安装锥度模板，沿锥度模板设置用于安装车外锥的刀具的齿条。配合专用工装，经车外圆、镗内锥、车外锥的工艺，加工获得具有内外双锥度的工件。本实用新型具有加工范围广、成本低、综合加工能力强、实用性强、加工精度高的特点。

Description

内外双锥度大件回转体类工件的工装

技术领域

本实用新型涉及一种机械加工用的辅助装置，具体是指加工内外双锥度大件回转体类工件的工艺的辅助装置。

背景技术

所谓加工工艺指用机械加工的方法改变毛坯的形状、尺寸、相对位置和性质使其成为合格零件的过程。工装即生产过程为完成工艺要求所使用的装备，指制造过程中所用的各种工具、装置的总称。工装包括刀具、夹具、模具、量具、检具、辅具、钳工工具、工位器具等。内外双锥度大件回转体类工件多用于变径工件的连接零件，或指同时承受径向和轴向力的滑动轴承等。对这类工件的加工，通常是对锻造出的圆柱料通过形状、尺寸、相对位置改变实现的。加工时需要配合相应的工艺装备。但是因为此类工件尺寸大，精度高，形状不易装卡，普通车床受回转直径限制无法加工，而普通镗床受加工外圆限制，一般机床很难完成加工。

卧式镗床一般由床身、前立柱、后立柱、主轴箱、尾座和工作台组成。前立柱和后立柱分别位于床身的两端。主轴箱安装在前立柱的侧面，并可以沿前立柱的竖直导轨作上下运动，主轴箱内设置带安装工具的锥孔的主轴，主轴能作旋转主运动和轴向进给运动。主轴箱外侧的主轴上设置与主轴同步转动的平旋盘。为加工需要，主轴上还可以安装镗杆，当镗杆较长时，可用后立柱上的尾座来支承较长镗杆的另一端，以增加镗杆的刚度。尾座安装在后立柱对应主轴箱的一侧，尾座也设置锥孔。后立柱可沿床身上的导轨作水平移动，尾座上的镗杆支撑可以与主轴箱同时作上下运动。工作台安装在前立柱和后立柱之间的床身上，工作台可以实现纵向、横向进给运动，并可回转一定的角度。使用卧式镗床加工零件时，一般是将刀具装在主轴、镗杆或平旋盘上，通过主轴箱可获得需要的各种转速和进给量，同时可随着主轴箱沿前立柱的导轨上下移动；工件安装在工作台上，工作台可随下滑座和上滑座作纵横向移动，还可绕上滑座的圆导轨回转至所需要的角度，以适应各种加工情况。

为了解决大型缸体和缸筒内孔的镗削，现有技术制作了简易的差动镗杆装置。使用时，将镗杆的头端做成与主轴锥孔配合的锥形，达到镗杆与主轴中心线同轴，镗杆还可以通过镗杆支座固定在平旋盘上，由主轴驱动平旋盘，带动镗杆旋转。镗杆的尾端通过轴承安装在尾座内。安装镗杆时，需调整校正镗杆，使尾座支承孔与镗床主轴中心线同轴。

镗杆的中间部分为方形，其上铣有U型槽，槽内装有传动丝杠，镗杆上装有刀架，刀架上装有丝杠螺母，与丝杠相配合，实现刀架沿镗杆的轴向运动。刀架上可以对称安装两把镗刀，同时切削，提高切削时的稳定性。

镗杆的尾端装有一套差动齿轮传动机构（即差速机构）。差动机构从镗杆获得沿中心轴的运动，又通过行星轮系使丝杠转动，丝杠在绕镗杆中心旋转的同时，又获得自转，从而产生刀架的进给运动。

实用新型内容

本实用新型需要解决的技术问题是提供一种能够在普通卧式镗床上加工内外双锥度大件回转体类工件的工装。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：

内外双锥度大件回转体类工件的工装，包括依次配合安装在卧式镗床上的车外圆用工装、镗内锥用工装、车外锥用工装；

所述车外圆用工装包括安装在卧式镗床的平旋盘上的拨动工件旋转的磁力拨盘，卧式镗床尾座和主轴的锥孔内分别安装顶住工件的尾座顶尖和主轴顶尖，卧式镗床工作台上安装车削工件外圆用的车刀；

所述镗内锥用工装包括安装在卧式镗床的平旋盘上的拨动工件旋转的磁力拨盘和安装在卧式镗床工作台上的支撑经车外圆用工装加工过工件的V型铁，V型铁的V型槽内带有滚珠，所述卧式镗床主轴与尾座之间安装由主轴驱动的差动镗杆，差动镗杆的差速机构连接在卧式镗床的主轴上，差速机构驱动位于差动镗杆中部U形槽内的进给丝杠，进给丝杠上设置安装镗刀的丝杠螺母；

所述车外锥用工装包括磁力拨盘、尾座顶尖、主轴顶尖，所述卧式镗床工作台上方、尾座与主轴箱之间固定安装一上轨道的锥度与工件的待加工外圆母线的锥度对应的锥度模板，锥度模板上配合设置安装车刀的刀架，刀架下端插接在卧式镗床工作台的T型槽内。

本实用新型的进一步改进在于：所述车外锥用工装还包括差量补偿装置，所述差量补偿装置包括设置在卧式镗床工作台上的电机及变速箱，变速箱通过齿轮连接一沿工作台滑动的齿条，齿条上设置一与刀架配合连接的横杆，所述刀架上设置一竖向的滑槽，横杆插入此滑槽内。

本实用新型的进一步改进在于：所述尾座顶尖、主轴顶尖均为带有轴承的锥度为1:3000的蘑菇顶尖。

本实用新型的进一步改进在于：所述车外锥用工装的车刀在车削完成后更换为磨具。

由于采用了上述技术方案，本实用新型取得的技术进步是：

本实用新型提出一种突破车床对回转直径限制以及镗床对加工外圆限制的加工工艺和工装，具有加工范围广、成本低、综合加工能力强、实用性强、加工精度高、能在普通卧式镗床完成所有工序加工的特点。本实用新型能够加工的内外双锥度大件回转体类工件的外径能够达到φ2000mm～φ1500mm，内径能够达到φ1200mm～φ600mm，采用差量补偿装置后加工工件的长度能够达到3000mm。

使用本实用新型加工内外双锥度大件回转体类工件时，其工艺包括以下步骤。

a. 在卧式镗床的主轴锥孔内安装锥度1:3000的蘑菇顶尖，尾座锥孔内安装锥度1:3000的带有轴承的蘑菇顶尖，将工件吊装定位到两顶尖之间，控制平旋盘上的磁力拨盘带动工件旋转，通过试切法确定偏差，微调工作台的位置进行补偿，确保安装在工作台上的车刀的刀尖位于工作台主轴与尾座轴线形成的竖直平面上，然后启动镗床正式车削工件的外圆柱面。

b. 车好工件的外圆后，拆除步骤a中的主轴顶尖、尾座顶尖、车刀，在工作台上支设V型铁，找V型铁正两个方向侧母线，修整端面处的内倒角，V型铁找正后，将经过上述工序加工好外圆的工件，放置到V型铁上，并将安装在卧式镗床平旋盘上的磁力拨盘与工件连接。然后安装好差动镗杆，启动镗床，使主轴带动差动镗杆旋转，同时差动镗杆通过差动机构带动进给丝杠自转，刀体随差动镗杆旋转并做轴向进给，实现内锥孔的镗削和绗磨。

c. 内孔加工完毕后，拆除步骤b中的V型铁、差动镗杆及差动机构，根据内孔锥度，在尾座与主轴箱之间固定安装一锥度与工件的待加工外圆锥度对应的锥度模板，锥度模板位于工作台上方，锥度模板上配合安装一刀架，刀架安装车刀，刀架下端插接在工作台的T型槽内。然后在卧式镗床主轴锥孔内安装锥度1:3000的蘑菇顶尖，尾座锥孔安装锥度1:3000的带有轴承的蘑菇顶尖，将工件吊装定位到两顶尖之间。然后启动镗床，控制平旋盘上的磁力拨盘带动工件旋转，对工件的外圆锥度进行试车。然后调整锥度模板使锥度模板的角度以及方向与被加工工件要求的锥度一致，同时通过试切法调整安装在锥度模板上的刀具与主轴和尾座之间的位置关系，调整好后，开始车削外锥面。在车削过程中，刀架带动着车刀会沿着锥度模板不断上升，从而车削车合格的锥度。

在车削工件的外圆柱面和外圆锥度的过程中，如果工件较长，在工作台移动到极限位置到达最大行程时，如果还没有车削到工件的端部，则可使用差量补偿装置继续完成剩余段的加工。此时启动差量补偿装置的电机，变速箱带动齿条移动，齿条带动刀架继续移动并沿锥度模板继续上升，直到将工件的剩余段车削完毕。

附图说明

图1是本实用新型加工外圆柱面的工装示意图；

图2是本实用新型加工内锥孔的工装示意图；

图3是本实用新型加工外锥面的工装示意图；

图4是本实用新型的差量补偿系统原理示意图；

图5是本实用新型最终加工获得的工件示意图。

其中，2、尾座，3、尾座顶尖，4、工件，5、车刀，6、工作台，7、主轴顶尖，8、主轴，9、差动镗杆，10、差速机构，11、V型铁，12、锥度模板，13、刀架，14、齿条，15、变速箱，16、电机，17、横杆。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步详细说明：

内外双锥度大件回转体类工件的工装，在加工外径为φ2000mm～φ1500mm、内径为φ1200mm～φ600mm、长度为3000mm的内外双锥度圆筒类零件时使用，它和现有的卧式镗床一起配合组装使用。

本工装包括车外圆用工装、镗内锥用工装、车外锥用工装；这三种工装按照上述顺序依次安装在卧式镗床上，分别用于加工内外双锥度回转体类工件的外圆柱面、内孔锥面、外圆锥面。

所述车外圆用工装包括一拨动工件4旋转的磁力拨盘，磁力拨盘吸附安装在卧式镗床的平旋盘上，并与被加工工件4连接，从而在平旋盘旋转时带动工件一起旋转。卧式镗床尾座2的锥孔内安装尾座顶尖3，卧式镗床主轴的锥孔内安装主轴顶尖7，主轴顶尖7和尾座顶尖3分别顶住工件4的两端，尾座顶尖、主轴顶尖均为带有轴承的锥度为1:3000的蘑菇顶尖。卧式镗床的工作台上安装车削工件外圆用的车刀5，车刀5与被加工工件的中心线正下方的外圆母线对应。工作台和车刀的起始位置在工件的一端，启动镗床后，工件旋转，工作台带动车刀从工件的一端车削到另一端，如此反复，可以完成工件的外圆柱面的加工。

在工件外圆柱面加工完成后，拆卸下上步中使用的工作台上的车刀和顶尖，然后安装镗内锥用工装。所述镗内锥用工装包括安装在卧式镗床工作台6上的一对V型铁（11），V型铁的V型槽内带有滚珠，经车外圆用工装加工过工件4放置在两个V型铁的V型槽内。在调整后V型铁和工件的位置后，将安装在卧式镗床平旋盘上的磁力拨盘与工件连接。在卧式镗床的主轴与尾座之间安装一差动镗杆9，差动镗杆的差速机构10连接在卧式镗床的主轴上，主轴带动差速机构，差速机构10驱动位于差动镗杆中部的U形槽内的进给丝杠，进给丝杠上设置丝杠螺母，加工内孔的镗刀安装丝杠螺母上。随着差速机构的转动，进给丝杠旋转，丝杠螺母带动镗刀实现工件轴向的进给，同时工件在平旋盘、磁力拨盘的带动下实现旋转运动，完成工件内孔锥度的加工。

在加工完工件的内孔锥度后，拆下差动镗杆，再次用顶尖顶住工件的两端的内孔，并卸下V型铁。并安装车外锥用工装。所述车外锥用工装包括已经安装好的磁力拨盘、尾座顶尖3和主轴顶尖7，在卧式镗床工作台上方、尾座与主轴箱之间固定安装一锥度模板12，锥度模板12上轨道的锥度与工件4的待加工外圆的母线的锥度对应，锥度模板12上安装一刀架13，刀架13与锥度模板12配合设置，刀架13上安装车刀5。刀架13的下端插接在卧式镗床工作台的T型槽内，工作台移动时带动刀架和车刀沿锥度模板的锥面移动。

在刀架13上还设置有一竖向的滑槽，在加工长度接近3m的工件时需要通过此滑槽连接差量补偿装置。所述差量补偿装置作为车外锥用工装的一部分。所述差量补偿装置包括设置在卧式镗床工作台上的电机16及变速箱15，变速箱15通过齿轮连接一沿工作台滑动的齿条14，齿条14上设置一与刀架13的竖向滑槽配合连接的横杆17，横杆17插入此滑槽内。当工作台带动车刀从一端移动到另一端的极限位置时，工件尚有一端没有车削到，此时，工作台停止运动，启动差量补偿装置，差量补偿装置的齿条在齿轮的带动下通过横杆17带动刀架及车刀继续沿锥度模板移动，刀架和车刀继续上升，刀架的滑槽和横杆则产生竖向的位移。

当车削完外圆锥度后，将车刀5更换为砂轮等磨具，可以对外圆锥面进行磨削抛光，进一步提高表面质量。

Claims (4)

1.内外双锥度大件回转体类工件的工装，其特征在于：包括依次配合安装在卧式镗床上的车外圆用工装、镗内锥用工装、车外锥用工装；

所述车外圆用工装包括安装在卧式镗床的平旋盘上的拨动工件旋转的磁力拨盘，卧式镗床尾座（2）和主轴的锥孔内分别安装顶住工件（4）的尾座顶尖（3）和主轴顶尖（7），卧式镗床工作台上安装车削工件外圆用的车刀（5）；

所述镗内锥用工装包括安装在卧式镗床的平旋盘上的拨动工件旋转的磁力拨盘和安装在卧式镗床工作台（6）上的支撑经车外圆用工装加工过工件（4）的V型铁（11），V型铁的V型槽内带有滚珠，所述卧式镗床主轴与尾座之间安装由主轴驱动的差动镗杆（9），差动镗杆的差速机构（10）连接在卧式镗床的主轴上，差速机构（10）驱动位于差动镗杆中部U形槽内的进给丝杠，进给丝杠上设置安装镗刀的丝杠螺母；

所述车外锥用工装包括磁力拨盘、尾座顶尖（3）、主轴顶尖（7），所述卧式镗床工作台上方、尾座与主轴箱之间固定安装一上轨道的锥度与工件（4）的待加工外圆母线的锥度对应的锥度模板（12），锥度模板（12）上配合设置安装车刀（5）的刀架（13），刀架（13）下端插接在卧式镗床工作台的T型槽内。

2.根据权利要求１所述的内外双锥度大件回转体类工件的工装，其特征在于：所述车外锥用工装还包括差量补偿装置，所述差量补偿装置包括设置在卧式镗床工作台上的电机（16）及变速箱（15），变速箱（15）通过齿轮连接一沿工作台滑动的齿条（14），齿条（14）上设置一与刀架（13）配合连接的横杆（17），所述刀架（13）上设置一竖向的滑槽，横杆（17）插入此滑槽内。

3.根据权利要求１所述的内外双锥度大件回转体类工件的工装，其特征在于：所述尾座顶尖、主轴顶尖均为带有轴承的锥度为1:3000的蘑菇顶尖。

4.根据权利要求1或者2任一项所述的内外双锥度大件回转体类工件的工装，其特征在于：所述车外锥用工装的车刀（5）在车削完成后更换为磨具。

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