[发明专利]一种细长轴加工工艺

说明书

技术领域

本发明属机械加工领域，具体涉及一种适用于细长轴的加工工艺。 

背景技术

当今，机械产品日趋多样化，朝着高精度、低表面粗糙度方向发展。轴类零件在机械行业中使用广泛，在航天、汽车、印刷机械、小型电机以及重载快速传送装置中都有应用。长轴加工是轴类零件加工，也是机加工中的一个难点。按加工经验，通常将轴长与轴直径之比40～60称之为细长轴。由于此种轴柔度大，刚性差。切削时，由于轴的自重产生的离心力所产生的径向挠度，以及车削加工中，车床-夹具-刀具所构成的加工工艺系统，发生加工系统振动，以上这些因素都影响长轴的加工精度。 

传统的轴加工装夹方式是：双顶尖装夹或双卡盘式装夹。这两种装夹方式使被加工轴处于一个受挤压的状态，如附图1所示，轴身段在轴径向上易产生弯曲变形。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大的轴类可以采用。 

本发明提供一种新的加工工艺及专用工装，使被加工长轴处在轴向拉伸受力状态，如附图2所示，从而避免使被加工长轴处于受挤压状态。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于细长轴加工的新的工艺，避免使被加工长轴处于受挤压状态，而使其处于轴向拉伸受力状态。本发明细长轴加工工艺适用于加工长径比40～60、圆跳动小，有表面精度要求的细长轴。 

本发明的另一目的是提供一种适用于加工长径比40～60、圆跳动小，有表面精度要求的细长轴专用工装。 

在以下文本中，如无特别说明，所述细长轴均指长径比40～60的细长轴。 

本发明通过以下方案实现： 

本发明将原先“传统的轴加工装夹---双顶尖装夹或双卡盘式装夹”进行改进，采用“拉伸装夹工艺”，即：轴的一端固定于机床的主轴端，另一端施加一定拉力的装夹(夹持)状态。具体如附图3所示。 

具体来说，本发明是这样实现的：轴的一端固定于机床的主轴端，另一端由固定在车床尾架上的特制工装上的卡盘夹持，使被加工轴处于“拉伸”状态。 

轴的两端加工中心螺纹孔(C型)。螺纹孔孔径与轴外径之比约为1∶2。 

细长轴的圆跳动及表面处理要求比一般长轴要高，故在加工此类长轴时，不仅要考虑装夹方式，还要考虑装夹受力与加工工艺之间的协调。如采用双头夹拉工艺，适合于长径比20～30，圆跳动0.25～0.35的轴类。这是因为工序之间的每次装夹，轴的被夹持点不是同一位置。细长轴的加工要求高，因此这种双头夹拉工艺不是理想的工艺方案。将轴的两端各自加工中心螺纹孔(C型)，装夹受力点则为同一位置。因此，这种定位工艺基准性高，稳定性好。适合加工精度高的细长轴加工。 

加工时，先将将轴的一端固定于卡爪盘并夹紧后，另一端则是通过特制工装夹持住轴的另一端，工装固定在车床的尾座架加上。 

在与车床尾架联接这一端，加工轴端中心螺纹孔(C型)。 

自制螺纹销杆。将螺纹销杆的光杆端开槽。这样可以通过螺丝刀旋紧或松开，达到装卸目的。 

轴端中心孔螺纹与螺纹销杆的螺纹段相联接，挡圈介于轴端和螺母之间，挡圈外径小于轴径，起到退刀槽作用。螺母(两个)互为反向旋紧并固定，使挡圈“撑紧”轴，起到锁紧作用。尾架上的卡盘卡爪卡住螺纹销杆的光杆端。 

轴承的内径与车床尾架尾座上的尖锥外圆径紧配合。这样，将轴承内径固定于车床尖锥端面上。轴承的外径与法兰盘的轴承室紧配合，嵌在法兰盘的轴承室中。通过顶板与螺钉固定，使轴承处于固定的状态，不偏移。随后，车床的尾架尾座架往右移推移，并锁紧。使轴整体处于“水平拉直”状态。 

通过长轴拉伸工装装夹，使得细长轴整体处于“水平拉直”状态。这样有利于获得良好的加工精度。经检测，被加工长轴达到设计要求。细长轴要求有表面处理：镀镍、镀镍磷、氮化、氮氧化等。工装在安装在车床尾架座上后，无需搬动。也不影响其他同类工序加工。长轴两端加工带螺纹中心孔，中心孔亦可称为工艺孔(待加工至尺寸后去除)，故特制工装可分别加工长轴粗、中、精工序。如被加工轴的直径不大于卡爪的最大开启距、轴长不大于车刀的有效行程均可通过安装本型工装加工长轴。长轴拉伸工装可实现批量加工，提高生产效率，降低成本。长轴拉伸工装适宜安装在主轴卡盘直径和车刀行程较大的车床上。本发明工装可广泛应用于机械制造领域，如：航天、汽车、印刷机械、小型电机以及轻载快速传送装置中。 

附图说明

图1细长轴处于轴向受压状态示意图 

图2细长轴处于轴向拉伸状态示意图 

图3细长轴拉伸工艺-装夹示意图