CN219925179U - 一种用于产品成型的凹槽芯轴加工装置 - Google Patents
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Abstract
一种用于产品成型的凹槽芯轴加工装置及方法，涉及机械加工技术领域。所述装置包括依次连接的夹持本体、拉刀组件和压轮组件；所述拉刀组件通过限位螺钉固定在所述压轮组件的左挡板上，所述夹持本体通过限位螺钉锁紧固定在所述压轮组件的左挡板，夹持本体的轴线方向和被加工零件的轴线方向一致。本实用新型采用多对拉刀设计，有效减轻零件在拉削过程中的拉刀磨损强度，降低因刀具磨损对零件造成的加工精度损失；集拉削和抛光设计于一体，抛光压轮既起到零件导向作用，又可使零件在拉削基础上进一步提升零件表面光洁度。且装夹和拆卸方便快捷，对于批量产品的加工可以有效提高产品质量水平、产品合格率和加工效率，应用效果明显。
Description
技术领域
本实用新型属于细长芯轴加工技术领域，具体涉及一种用于产品成型的凹槽芯轴加工装置。
背景技术
带有通槽的芯轴在精密机械行业的应用占有很大比重，在机械加工领域，带有通槽的芯轴类产品同样应用较为广泛。故针对细长轴类零件凹槽加工技术的研发具有行业代表性的意义。对于需要光洁度和对称度较高的带有凹槽芯轴类产品，其需要的开槽长度远远超出加工中心的加工行程，需要设计组合治具装夹分段加工，导致产品凹槽加工衔接处接痕较大，对于工件接痕的抛光处理效率低下，而且难以保证尺寸精度。故针对现有技术的不足之处，研究开发一种装夹方便，提高加工效率，保证芯轴批量快速精确开槽的拉削加工的装置，具有十分重要的意义。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了解决现有加工中心加工带有凹槽的芯轴加工质量问题，提供了一种用于产品成型的凹槽芯轴加工装置，能够实现细长轴类产品轴向凹槽一次加工成型，解决了细长轴类产品在分段式加工过程中因接痕问题导致加工效率低、成本高、表面光洁度差的问题。
本实用新型为实现上述目的所采用的技术方案是：一种用于产品成型的凹槽芯轴加工装置，其特征在于：包括依次连接的夹持本体、拉刀组件和压轮组件；所述拉刀组件通过限位螺钉固定在所述压轮组件的左挡板上，所述夹持本体通过限位螺钉锁紧固定在所述压轮组件的左挡板，夹持本体的轴线方向和被加工零件的轴线方向一致；
所述拉刀组件包括拉刀固定座、前固定板、后固定板、拉刀、导料板、底板、定位套和限位螺钉；所述拉刀固定座位于前固定板、后固定板之间，拉刀固定座左右端面的中心位置同轴开设圆形通孔，所述圆形通孔间隙配合定位套，被加工零件在加工前穿过定位套；拉刀固定座左端面设有开口槽，所述开口槽为拉刀的刀架，所述拉刀刀头朝向内侧，沿开口槽方向对称排列，两列最外侧的拉刀通过穿过导料板的顶丝锁紧固定；所述导料板右端面与拉刀固定座左端面重合，导料板右端面对应开口槽位置设有两个凸台，所述凸台宽度与开口槽宽度一致；
所述压轮组件包括压轮、主压轮座、副压轮座、销轴、导向套、导向架板、上盖板、左挡板、右挡板、底座和限位螺钉；所述底座、左挡板、右挡板和上盖板装配形成四方体结构空间；所述四方体结构空间被导向架板分割为左右两个独立空间，所述两个独立空间内分别安装有一对压轮，所述压轮安装在主压轮座、副压轮座内，所述压轮中间环绕轴心部位带有环形凸起，所述环形凸起部位形状与被加工零件的凹槽形状匹配；所述主压轮座、副压轮座的顶部和底部同轴开设有用于固定压轮的限位孔，所述销轴插入限位孔内对压轮进行圆周限位；所述主压轮座、副压轮座与导向架板的装配宽度和装配高度一致，与压轮的装配高度一致；所述导向架板中间对应导向套安装位置同轴开设通孔，孔内安装导向套，所述导向套结构外周设有限位卡槽，所述限位卡槽安装方向与零件拉削约束方向相反，通过导向架板卡紧固定。
所述夹持本体为上下侧壁对称半开口的阶梯圆筒形，开口部位保留的实体长度足够车床三爪卡盘夹持，开口深度能够满足方便为所述拉刀组件留有的排屑槽清理铁屑和添加润滑油；限位螺钉从夹持本体夹持端端面贯穿，穿进左挡板的螺纹孔内。
所述拉刀固定座外观为四方体结构，其开口槽的深度和宽度满足所需数量拉刀的安装和限位；拉刀固定座左右端面沿中心位置上下对称分别开设两个螺纹孔，限位螺钉插入压轮组件左挡板的沉头孔，进入所述螺纹孔锁紧固定；拉刀固定座对应前固定板、后固定板四个直角方向设有用于装配连接的螺纹孔，通过限位螺钉锁紧固定；拉刀固定座对应拉刀拉削部位设置有排屑口，所述排屑口呈方形贯通拉刀固定座，下端用底板经限位螺钉封闭固定。
所述拉刀的对向安装距离根据凹槽芯轴中槽间底径距离尺寸的不同进行灵活调整，刃口沿被加工零件拉削方向有过渡角度，刃口形状根据开口槽形状设计定制；所述拉刀底部设有螺纹孔，限位螺钉通过前固定板、后固定板对应位置开设的沉孔穿入拉刀底部螺纹孔对其进行锁紧固定。
所述导料板与拉刀固定座左端面两个螺纹孔对应设有沉孔，限位螺钉从沉孔穿过，插入拉刀固定座左端面螺纹孔锁紧固定；导料板的凸台中心位置各设一个顶丝孔，顶丝从顶丝孔左端插入，从凸台右侧顶出，延伸至最外侧拉刀端面锁紧固定。
所述主压轮座、副压轮座的侧方基板开设有螺纹孔，通过限位螺钉与底座锁紧固定，所述主压轮座的压轮中心距比副压轮座压轮的中心距大，起到零件导向和滚压抛光的作用。
所述上盖板安装在底座上端面，通过限位螺钉固定。
所述压轮组件左挡板外端面设有通槽，所述通槽与所述拉刀组件连接端面装配宽度一致。
所述装置加工凹槽芯轴的直径范围是Φ2~ Φ10mm，凹槽的表面光洁度可以控制在Ra0.4以内，尺寸精度可以保证在0.01以内。
本实用新型用于加工产品成型的凹槽芯轴的工装具有以下有益效果：
一种用于产品成型的凹槽芯轴加工装置可以实现不同长度和直径的带槽细长轴类产品凹槽的加工，也可以针对不同槽型的细长轴类零件进行刀头形状的定制设计和加工，具有很高的灵活性和普适性。本实用新型采用多对拉刀设计，有效减轻了零件在拉削过程中的拉刀磨损强度，降低了因刀具磨损对零件造成的加工精度损失。本实用新型在零件加工过程中集拉削和抛光设计于一体，抛光压轮既起到零件导向作用，又可使零件在拉削基础上进一步提升零件表面光洁度。且装夹和拆卸方便快捷，对于批量产品的加工可以有效提高产品质量水平、产品合格率和加工效率，应用效果明显。
附图说明
图1为凹槽芯轴加工装置底部视角结构示意图；
图2为凹槽芯轴加工装置顶部视角结构示意图；
图3为图2的A-A剖面结构示意图；
图4为拉刀组件结构图；
图5为压轮组件结构图；
图6为图5的B-B剖面示意图；
图7为图6的C区域放大图；
图8为夹持本体结构图；
图9为凹槽芯轴的主视图；
图10为凹槽芯轴的右视图；
图11为本实用新型装置应用在车床上效果图；
图中：1导向套，2销轴，3底座，4主压轮座，5左挡板，6底板，7前固定板，8导料板，9夹持本体，10定位套，11后固定板，12拉刀，13拉刀固定座，14导向架板，15压轮，16上盖板，17副压轮座，18右挡板，19限位螺钉，R1凹槽芯轴两端圆弧角，L凹槽芯轴全长，ΦD凹槽芯轴外径，A凹槽芯轴槽间底径距离。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细说明，但本实用新型并不局限于具体实施例。
实施例
如图1-图3所示，一种用于产品成型的凹槽芯轴加工装置，包括拉刀组件、压轮组件和夹持本体。
如图4所示， 所述拉刀组件包括拉刀固定座 13 、前固定板 7 、后固定板 11 、拉刀 12 、导料板 8 、底板6 、定位套 10 和限位螺钉19。将三对拉刀12刀头向内，刃口倾斜角度沿工件拉削过渡方向安装在拉刀固定座 13 的开口槽处，直接参与零件槽位的拉削加工。拉刀按照从左到右由荒取到精加工的顺序安装，调整合适的中心距，保证精加工拉刀刃口之间的最小距离在零件被拉削后达到其开槽后槽间底径距离。拉刀固定座 13 的前后两侧螺纹孔和左侧螺纹孔用于安装前固定板 7 、后固定板 11 和导料板 8 ，通过限位螺钉19和顶丝对拉刀 12 进行固定。此外，在导料板 8 的通孔内安装定位套10，安装过程中定位套10卡槽与零件拉削受力方向相反，从而保证其在零件加工过程中不会串动，起到进料导向的作用。零件加工前在拉刀固定座 13 的上端面开口处添加润滑油，起到润滑和冷却的作用。
如图5-图7所示，所述压轮组件包括压轮 15 、主压轮座 4 、副压轮座 17 、销轴2、导向套 1 、导向架板 14 、限位螺钉 19 、上盖板 16 、左挡板 5 、右挡板 6 、底座3 。所述压轮组件的底座 3 、左挡板 5 、右挡板 6 和上盖板 16 装配形成四方体结构空间。底座3的左右两侧挡板通过限位螺钉与底座 3 固定，左挡板 5 外端面设有通槽，通槽与拉刀组件连接端面装配宽度一致。所述四方体空间被三块导向架板 14 分割为左右两个独立空间。两个独立空间内分别安装有一对压轮 15 ，压轮15被安装在主压轮座 4 和副压轮座17内。所述主压轮座 4 和副压轮座 17的顶部和底部同轴开设有用于固定压轮15的限位孔，由销轴 2 插入限位孔内对压轮 15 进行圆周限位，压轮 15 在加工中起到零件导向和抛光的作用。各压轮座通过限位螺钉与底座 3 锁紧固定，上盖板 16 安装在所述底座 3上端面，通过限位螺钉固定。导向套 1 安装插入在导向架板 14 中间通孔内，导向套 1 卡槽的安装方向与零件拉削受力方向相反。
如图8所示，所述夹持本体9安装的轴线方向和被加工零件的轴线方向一致，所述夹持本体9锁紧固定在所述压轮组件的左挡板 5上 ，限位螺钉 19 从夹持本体9夹持端端面贯穿，穿进左挡板5的螺纹孔内。
本实施例加工对象为带有凹槽的芯轴，其待加工的各部位结构如图9、图10所示。
一种采用实施例1中所述装置的用于产品成型的凹槽芯轴加工方法，根据产品的实际长度在其一端加长，用其加长端作为凹槽加工装置的装夹和定位端，先将凹槽芯轴外径ΦD加工成，然后将开槽装置安装在车床上，将凹槽加工成，然后将产品的加长部位切除，凹槽芯轴全长L加工成，最后小型车床加工凹槽芯轴两端圆弧角R1。具体步骤包括：
S1：通过无心磨床加工凹槽芯轴外径ΦD，具体步骤为：
将芯轴通过无心磨床的托板托起，导轮带动工件旋转砂轮进行磨削将凹槽芯轴外径 ΦD 加工成，公差控制在0.04mm以内，轴向长度内无明显弯曲和变形；
S2：车床加工芯轴两侧通槽，具体步骤为：
1）将凹槽芯轴加工工装安装到车床的三爪卡盘上，然后进行径向锁紧并找正；
2）将待开槽的芯轴穿入所述工装；
3）调节所述刀架，使安装其上的锁紧套与芯轴加长端同心；
4）将加长端插入到刀架的锁紧套内并用顶丝固定；
5）在拉刀组件设置的排屑槽中加入润滑油；
6）启动车床，后移大托板带动刀架，芯轴在刀架的拉动下穿过工装内部，两侧凹槽被加工成；
S3：小型车床加工凹槽芯轴两端圆弧角R1，具体步骤为：
将芯轴杆径为基准，用小型车床的弹性夹头装夹芯轴，凹槽芯轴两端圆弧角R1加工成；
本发明产品成型的凹槽芯轴加工方法应用芯轴凹槽加工工装完成一系列加工工序的过程，允许的工件直径加工范围为Φ2~Φ10mm，凹槽的表面光洁度可以控制在Ra0.4以内，尺寸精度可以保证在0.01以内，采用本发明的加工方法能够满足此类零件的加工及使用精度，同时降低凹槽加工的成本，提高生产效率，进而使产品在市场中更加有竞争力。
以上内容是结合优选技术方案对本实用新型所做的进一步详细说明，不能认定实用新型的具体实施仅限于这些说明。对本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的构思的前提下，还可以做出简单的推演及替换，都应当视为本实用新型的保护范围。
Claims (9)
1.一种用于产品成型的凹槽芯轴加工装置，其特征在于：包括依次连接的夹持本体、拉刀组件和压轮组件；所述拉刀组件通过限位螺钉固定在所述压轮组件的左挡板上，所述夹持本体通过限位螺钉锁紧固定在所述压轮组件的左挡板，夹持本体的轴线方向和被加工零件的轴线方向一致；
所述拉刀组件包括拉刀固定座、前固定板、后固定板、拉刀、导料板、底板、定位套和限位螺钉；所述拉刀固定座位于前固定板、后固定板之间，拉刀固定座左右端面的中心位置同轴开设圆形通孔，所述圆形通孔间隙配合定位套，被加工零件在加工前穿过定位套；拉刀固定座左端面设有开口槽，所述开口槽为拉刀的刀架，所述拉刀刀头朝向内侧，沿开口槽方向对称排列，两列最外侧的拉刀通过穿过导料板的顶丝锁紧固定；所述导料板的右端面与拉刀固定座左端面重合，导料板的右端面对应开口槽位置设有两个凸台，所述凸台宽度与开口槽宽度一致；
所述压轮组件包括压轮、主压轮座、副压轮座、销轴、导向套、导向架板、上盖板、左挡板、右挡板、底座和限位螺钉；所述底座、左挡板、右挡板和上盖板装配形成四方体结构空间；所述四方体结构空间被导向架板分割为左右两个独立空间，所述两个独立空间内分别安装有一对压轮，所述压轮安装在主压轮座、副压轮座内，所述压轮中间环绕轴心部位带有环形凸起，所述环形凸起部位形状与被加工零件的凹槽形状匹配；所述主压轮座、副压轮座的顶部和底部同轴开设有用于固定压轮的限位孔，所述销轴插入限位孔内对压轮进行圆周限位；所述主压轮座、副压轮座与导向架板的装配宽度和装配高度一致，与压轮的装配高度一致；所述导向架板中间对应导向套安装位置同轴开设通孔，孔内安装导向套，所述导向套结构外周设有限位卡槽，所述限位卡槽的安装方向与零件拉削约束方向相反，通过导向架板卡紧固定。
2.根据权利要求1所述的一种用于产品成型的凹槽芯轴加工装置，其特征在于：所述夹持本体为上下侧壁对称半开口的阶梯圆筒形，开口部位保留的实体长度足够车床三爪卡盘夹持，开口深度能够满足方便为所述拉刀组件留有的排屑槽清理铁屑和添加润滑油；限位螺钉从夹持本体夹持端端面贯穿，穿进左挡板的螺纹孔内。
3.根据权利要求1所述的一种用于产品成型的凹槽芯轴加工装置，其特征在于：所述拉刀固定座外观为四方体结构，其开口槽的深度和宽度满足所需数量拉刀的安装和限位；拉刀固定座左右端面沿中心位置上下对称分别开设两个螺纹孔，限位螺钉插入压轮组件左挡板的沉头孔，进入所述螺纹孔锁紧固定；拉刀固定座对应前固定板、后固定板四个直角方向设有用于装配连接的螺纹孔，通过限位螺钉锁紧固定；拉刀固定座对应拉刀拉削部位设置有排屑口，所述排屑口呈方形贯通拉刀固定座，下端用底板经限位螺钉封闭固定。
4.根据权利要求1所述的一种用于产品成型的凹槽芯轴加工装置，其特征在于：所述拉刀的对向安装距离根据凹槽芯轴中槽间底径距离尺寸的不同进行灵活调整，刃口沿被加工零件拉削方向有过渡角度，刃口形状根据开口槽形状设计定制；所述拉刀底部设有螺纹孔，限位螺钉通过前固定板、后固定板对应位置开设的沉孔穿入拉刀底部螺纹孔对其进行锁紧固定。
5.根据权利要求1所述的一种用于产品成型的凹槽芯轴加工装置，其特征在于：所述导料板与拉刀固定座左端面两个螺纹孔对应设有沉孔，限位螺钉从沉孔穿过，插入拉刀固定座左端面螺纹孔锁紧固定；导料板的凸台中心位置各设一个顶丝孔，顶丝从顶丝孔左端插入，从凸台右侧顶出，延伸至最外侧拉刀端面锁紧固定。
6.根据权利要求1所述的一种用于产品成型的凹槽芯轴加工装置，其特征在于：所述主压轮座、副压轮座的侧方基板开设有螺纹孔，通过限位螺钉与底座锁紧固定，所述主压轮座的压轮中心距比副压轮座压轮的中心距大，起到零件导向和滚压抛光的作用。
7.根据权利要求1所述的一种用于产品成型的凹槽芯轴加工装置，其特征在于：所述上盖板安装在底座上端面，通过限位螺钉固定。
8.根据权利要求1所述的一种用于产品成型的凹槽芯轴加工装置，其特征在于：所述压轮组件左挡板外端面设有通槽，所述通槽与所述拉刀组件连接端面装配宽度一致。
9. 根据权利要求1至8任一所述的一种用于产品成型的凹槽芯轴加工装置，其特征在于：所述装置所加工凹槽芯轴的直径范围是Φ2~ Φ10mm，凹槽的表面光洁度可以控制在Ra0.4以内，尺寸精度可以保证在0.01以内。
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