CN210209433U - 一种用于加工细长轴类零件的柔性支撑机构和铣削装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种一种用于加工细长轴类零件的柔性支撑机构和铣削装置。所述用于加工细长轴类零件的柔性支撑机构，包括底座，支撑件、弹簧和驱动杆；底座的上端开设有与所述支撑件间隙配合的垂直孔，底座的侧面开设有与垂直孔贯通的水平孔；支撑件的下端位于垂直孔中，支撑件的上端伸出垂直孔外，支撑件的上端用于与细长轴类零件的侧壁抵接；弹簧连接于支撑件的下端，弹簧的下端伸入水平孔中；驱动杆位于水平孔中，驱动杆可沿水平孔的轴向方向往复运动，驱动杆的轴向方向分为锥形部和驱动部，锥形部位于驱动杆靠近垂直孔的一端；驱动杆水平往复运动过程中，锥形部可压缩弹簧从而使支撑件相对细长轴类零件产生工作压力。此工作压力与刀具作用力相抵消且可精确控制，以减小工件变形。

Description

一种用于加工细长轴类零件的柔性支撑机构和铣削装置

技术领域

本实用新型涉及零件加工技术领域，尤其涉及一种用于加工细长轴类零件的柔性支撑机构和铣削装置。

背景技术

缓冲器限流针杆长径比一般大于20，属细长轴类零件，如图1-5所示，该零件外圆表面有限流槽，精铣限流槽时，由于此槽为变截面圆弧形槽，必须选用球头铣刀进行加工，尺寸精度要求较高。然而此类零件在加工过程中，其刚性较差，在刀具切削力的作用下，零件极易弯曲变形，最终将影响变截面限流槽表面质量和零件尺寸精度，更严重者直接导致零件报废。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种减小工件变形、提高零件尺寸精度，保证产品质量的用于加工细长轴类零件的柔性支撑机构及铣削装置。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

一种用于加工细长轴类零件的柔性支撑机构，包括底座，支撑件、弹簧和驱动杆；

所述底座的上端开设有与所述支撑件间隙配合的垂直孔，所述底座的侧面开设有与所述垂直孔贯通的水平孔；

所述支撑件的下端位于所述垂直孔中，所述支撑件的上端伸出所述垂直孔外，所述支撑件的上端用于与细长轴类零件的侧壁抵接；所述弹簧连接于所述支撑件的下端，所述弹簧的下端伸入所述水平孔中；

所述驱动杆位于所述水平孔中，所述驱动杆可沿水平孔的轴向方向往复运动，所述驱动杆的轴向方向分为锥形部和驱动部，所述锥形部位于所述驱动杆靠近所述垂直孔的一端；

所述驱动杆水平往复运动过程中，所述锥形部可压缩所述弹簧从而使所述支撑件相对细长轴类零件产生工作压力。

藉由上述结构，可在加工细长轴类零件为零件提供支撑力，与刀具作用力抵消，从而减少变形。具体原理为：开始装夹零件时，柔性支撑与工件接触，弹簧处于自由状态。事先无支撑情况下铣削，通过千分表头测量支撑部位跳动判断支撑力的大小，再通过驱动杆的水平运动，由于驱动杆前端为锥形部，锥形部前行过程中与弹簧接触且提供向上的分力，从而使得弹簧压缩，压缩的弹簧将变形力传递给支撑件，支撑件再将此力作为支撑力传递给工件，此支撑力与刀具作用力相抵消，以减小工件变形。可通过公式F＝k×△L×tanα计算出支撑力的大小(其中k为弹簧的劲度系数，△L为螺杆的调节长度，α为楔块的锥角)，由锥形部的运动行程即可控制此支撑力的大小，从而达到调节支撑件对工件的支撑力大小。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述弹簧的下端还连接有楔形块，所述楔形块的下表面与所述锥形部抵接，所述楔形块的下表面为斜面，所述斜面的斜度与所述锥形部的锥度相同。

所述楔形块的上表面为水平面。楔形块的设置可避免锥形部的水平分力对弹簧和支撑力精度的影响。

所述支撑件的上端开设有用于容纳所述细长轴类零件的凹槽。该凹槽能够限制工件两个方向自由度，保证工件在加工时不会由于刀具作用力而偏摆。凹槽优选为V型槽。

所述水平孔贯穿所述底座，所述驱动杆位于所述水平孔的一端，所述水平孔的另一端设有防止驱动杆脱出的堵头。

所述支撑件的下端开设有容置孔，所述弹簧的上部位于所述容置孔中。

所述驱动部的侧壁开设有螺纹，所述水平孔的内壁与所述驱动部之间设有与驱动部螺纹配合的螺套。

所述底座上还设有提手。

作为一个总的发明构思，本实用新型还提供一种用于加工细长轴类零件的铣削装置，包括顶尖和夹头，所述顶尖和夹头用于将细长轴类零件固定于二者之间，所述细长轴类零件的下方设有上述的柔性支撑机构。

优选的，所述柔性支撑机构设有多个，多个柔性支撑机构沿细长轴类零件的长度方向间隔布置。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

本实用新型能够在细长轴类零件加工时为零件提供精确的支撑力，该支撑力可与刀具作用力相抵消，从而能最大程度减小工件变形，提供工件尺寸精度。

附图说明

图1为缓冲器限流针杆的结构示意图。

图2为图1的A-A剖面图。

图3为图1的B-B剖面图。

图4为图1的C-C剖面图。

图5为图1的D-D剖面图。

图6为本实用新型的剖视结构示意图。

图7为本实用新型的侧视结构示意图。

图8为本实用新型的铣削装置的结构示意图。

图例说明：1、底座；11、垂直孔；12、水平孔；13、提手；2、支撑件；21、凹槽；22、容置孔；3、弹簧；4、驱动杆；41、锥形部；42、驱动部；5、楔形块；6、堵头；7、螺套；8、缓冲器限流针杆；81、限流槽；100、柔性支撑机构；200、顶尖；300、夹头。

具体实施方式

以下结合具体优选的实施例对本实用新型作进一步描述，但并不因此而限制本实用新型的保护范围。

实施例1：

如图6和图7所示，本实施例的用于加工细长轴类零件的柔性支撑机构，包括底座1，支撑件2、弹簧3、驱动杆4、楔形块5、堵头6和螺套7。

底座1的上端开设有与支撑件2间隙配合的垂直孔11，底座1的侧面开设有与垂直孔11贯通的水平孔12。底座1上还设有提手13，方便搬运。

水平孔12贯穿底座1，驱动杆4位于水平孔12的一端，驱动杆4可沿水平孔12的轴向方向往复运动，水平孔12的另一端设有防止驱动杆4脱出的堵头6。驱动杆4的轴向方向分为锥形部41和驱动部42，锥形部41位于驱动杆4靠近垂直孔11的一端。

本实施例中，驱动杆4为锥形螺杆，即：驱动部42的侧壁设有螺纹，螺套7设于水平孔12的内壁与驱动部42之间。

支撑件2的下端位于垂直孔11中，支撑件2的上端伸出垂直孔11外，支撑件2的上端开设有用于容纳细长轴类零件的凹槽21，本实施例中凹槽21为V型槽，用于与细长轴类零件的侧壁抵接，主要为了能够限制工件两个方向自由度，保证工件在加工时不会由于刀具作用力而偏摆。支撑件2的下端开设有容置孔22，弹簧3连接于该容置孔22的底面。楔形块5连接于弹簧3的下端，楔形块5的下端伸入水平孔中。楔形块5的上表面为水平面。楔形块5的下表面可与锥形部41抵接，楔形块5的下表面为斜面，斜面的斜度与锥形部41的锥度相同。

如图8所示，将本实施例的柔性支撑机构用于缓冲器限流针杆限流槽的铣削。铣削装置包括顶尖200和夹头300，顶尖200和夹头300将缓冲器限流针杆8固定于二者之间，具体地，夹头300为四轴加工中心三爪卡盘，四轴加工中心三爪卡盘夹持工件一端的Φ20mm夹头，尾座顶尖顶紧工件另一端的顶尖孔，另辅以两个柔性支撑机构100柔性之撑，精铣三个限流槽81。

精铣限流槽时，由于此槽为变截面圆弧形槽，必须选用球头铣刀进行加工，编制程序时沿截面圆弧进刀，铣削圆弧截面横向步距为0.05mm(即每隔0.05mm铣削一个圆弧截面)，采用G02G19圆弧插补指令，以保证槽型与实际相符。

将螺杆往里旋，即可带动锥形部41前行，从而给楔形块5提供一个前上方的作用力，由于楔形块5斜面的斜度与锥形部41的锥度相同，该作用力水平分力被楔形块5的反作用力抵消，而水平分力传递至弹簧3，弹簧3被压缩，压缩的弹簧3将变形力传递给支撑件2，支撑件2再将此力作为支撑力传递给工件，此支撑力与刀具作用力相抵消，以减小工件变形。

事先无支撑情况下铣削，通过千分表头测量支撑部位跳动判断支撑力的大小，再通过公式F＝k×△L×tanα计算出支撑力的大小(其中k为弹簧的劲度系数，△L为螺杆的调节长度，α为楔块的锥角)，由锥形部的运动行程即可控制此支撑力的大小，从而达到精确调节支撑件对工件的支撑力大小。

以上所述，仅是本申请的较佳实施例，并非对本申请做任何形式的限制，虽然本申请以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限制本申请，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本申请技术方案的范围内，利用上述揭示的技术内容做出些许的变动或修饰均等同于等效实施案例，均属于技术方案范围内。

Claims (10)

1.一种用于加工细长轴类零件的柔性支撑机构，其特征在于，包括底座（1），支撑件（2）、弹簧（3）和驱动杆（4）；

所述底座（1）的上端开设有与所述支撑件（2）间隙配合的垂直孔（11），所述底座（1）的侧面开设有与所述垂直孔（11）贯通的水平孔（12）；

所述支撑件（2）的下端位于所述垂直孔（11）中，所述支撑件（2）的上端伸出所述垂直孔（11）外，所述支撑件（2）的上端用于与细长轴类零件的侧壁抵接；所述弹簧（3）连接于所述支撑件（2）的下端，所述弹簧（3）的下端伸入所述水平孔（12）中；

所述驱动杆（4）位于所述水平孔（12）中，所述驱动杆（4）可沿水平孔（12）的轴向方向往复运动，所述驱动杆（4）的轴向方向分为锥形部（41）和驱动部（42），所述锥形部（41）位于所述驱动杆（4）靠近所述垂直孔（11）的一端；

所述驱动杆（4）水平往复运动过程中，所述锥形部（41）可压缩所述弹簧（3）从而使所述支撑件（2）相对细长轴类零件产生工作压力。

2.根据权利要求1所述的用于加工细长轴类零件的柔性支撑机构，其特征在于，所述弹簧（3）的下端还连接有楔形块（5），所述楔形块（5）的下表面与所述锥形部（41）抵接，所述楔形块（5）的下表面为斜面，所述斜面的斜度与所述锥形部（41）的锥度相同。

3.根据权利要求2所述的用于加工细长轴类零件的柔性支撑机构，其特征在于，所述楔形块（5）的上表面为水平面。

4.根据权利要求1-3任一项所述的用于加工细长轴类零件的柔性支撑机构，其特征在于，所述支撑件（2）的上端开设有用于容纳所述细长轴类零件的凹槽（21）。

5.根据权利要求1-3任一项所述的用于加工细长轴类零件的柔性支撑机构，其特征在于，所述水平孔（12）贯穿所述底座（1），所述驱动杆（4）位于所述水平孔（12）的一端，所述水平孔（12）的另一端设有防止驱动杆（4）脱出的堵头（6）。

6.根据权利要求1-3任一项所述的用于加工细长轴类零件的柔性支撑机构，其特征在于，所述支撑件（2）的下端开设有容置孔（22），所述弹簧（3）的上部位于所述容置孔（22）中。

7.根据权利要求1-3任一项所述的用于加工细长轴类零件的柔性支撑机构，其特征在于，所述驱动部（42）的侧壁开设有螺纹，所述水平孔（12）的内壁与所述驱动部（42）之间设有与驱动部螺纹配合的螺套（7）。

8.根据权利要求1-3任一项所述的用于加工细长轴类零件的柔性支撑机构，其特征在于，所述底座（1）上还设有提手（13）。

9.一种用于加工细长轴类零件的铣削装置，包括顶尖和夹头，所述顶尖（200）和夹头（300）用于将细长轴类零件固定于二者之间，其特征在于，所述细长轴类零件的下方设有如权利要求1-8任一项所述的柔性支撑机构（100）。

10.根据权利要求9所述的用于加工细长轴类零件的铣削装置，其特征在于，所述柔性支撑机构（100）设有多个，多个柔性支撑机构（100）构沿细长轴类零件的长度方向间隔布置。

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