專利名稱：細長軸零件自動加工設備的制作方法
技術領域：
細長軸零件自動加工設備技術領域[0001]本實用新型涉及一種細長軸零件自動加工設備，尤其是一種超細長軸零件自動 加工設備。
背景技術：
[0002]如一種超細長軸零件驅動桿最大直徑Φ60，總長6000mm，要求同軸度Φ0.03， 圓拄度0.013/1000mm，粗糙度Ral.6ym;另一種細長軸類零件頂桿，材料為H13，硬度 HB315 360，加工直徑Φ400，長度20000mm，直線度0.3mm，粗糙度Ra3.2 μ m。目前，由于上述細長軸、超細長軸零件其整體剛性很差，在加工過程中另受到切削力、自 重的作用，必然會產生較大的彎曲變形而導致振動。加工方法一般只能采用傳統的多點 固定支承、人工接刀方式，其生產效率非常低；由于外表面留有接刀錯位痕跡，整體粗 糙度不能達到要求；另由于切削過程人為分割為多次斷續加工，每次所形成的加工面其 尺寸、形狀精度均不同，零件整體加工精度難以保證。針對上述情況，需要提供一條有 效的解決途徑。實用新型內容[0003]本實用新型所要解決的技術問題在于，克服現有技術中存在的問題，提供一種 細長軸零件自動加工設備，以及采用該設備進行細長軸零件進行自動加工的方法。主要 用于細長軸類、超細長軸類零件的精密加工，可保證加工精度，提高生產效率、增強操 作安全。為了解決上述問題本實用新型的技術方案是這樣的[0004]一種細長軸零件自動加工設備，包括一個用于放置細長加工工件的床身，床身 一端設置有一個主軸箱，床身另一端設置有一尾架，主軸箱上設置有一個卡盤，尾架上 設置有頂尖，其特征在于，床身上設置有若干個用于支撐工件的可以打開并前后移動的 徑向支撐架，徑向支撐架支撐在工件的一側；床身上還設置有導軌，導軌上設置有一拖 板，拖板上設置有用于安裝車刀的刀臺，拖板上還設置有一用于支撐工件的可軸向滑動 的軸向支撐架，軸向支撐架支撐在工件的另一側。[0005]徑向支撐架在工件全程范圍內均勻間隔布置，間隔的距離不大于工件外徑的十倍。[0006]徑向支撐架包括一個下座，下座上設置有一與工件軸向垂直的橫向導軌，導軌 上設置有一帶有液壓馬達的可在橫向導軌上滑動的弓形支撐座，支撐座上部具有上支撐 臂，支撐座底部具有下支撐臂，支撐座側邊具有側支撐臂，上支撐臂、下支撐臂、側支 撐臂從上部、下部、一側面與工件接觸時對工件進行支撐。[0007]上支撐臂上還設置一驅動上支撐臂進行下壓的液壓油缸。[0008]軸向支撐架包括一個下座，下座上設置有一與工件軸向垂直的橫向導軌，導軌 上設置有一帶有液壓馬達的可在橫向導軌上滑動的支撐座，支承座上設置有一弧形導 軌，弧形導軌上設置有一可弧形伸縮的弧形支撐臂，支承座上設置有一下固定支撐點，弧形導軌頂端內側設置有一上固定支撐點，弧形支撐臂的前端設置有一回轉支撐點，上 固定支撐點、下固定支撐點、回轉支撐點從上部、下部、另一側面與工件接觸時對工件 進行支撐。[0009]所述弧形導軌上設置有一與弧形支撐臂連接的弧形齒條，弧形導軌底部弧形支 撐臂兩側設置有隨動滾輪，所述弧形齒條與一主動齒輪嚙合，所述主動齒輪連接一液壓 馬達。[0010]有益效果，本實用新型由于采用了上述的方法、裝置，通過電氣控制技術的攻 關協調，達到了下列目標超細長軸零件驅動桿最大直徑Φ60，總長6000mm，要求 同軸度Φ0.03，圓拄度0.013/1000mm，粗糙度RaLeym;細長軸類零件頂桿，材料 為H13，硬度HB315 360，加工直徑Φ400，長度20000mm，直線度0.3mm，粗糙度 Ra3.2ym。因此，本實用新型能取代傳統的多點固定支承、人工接刀加工方法，可大幅 度提高生產效率、操作安全、零件整體加工精度，為細長軸、超細長軸零件的自動加工 提供了一條有效的解決途徑。
[0011]
以下結合附圖和具體實施方式
來詳細說明本實用新型；[0012]圖Ia是本實用新型所述的細長軸零件自動加工設備的平面布局結構示意圖；[0013]圖Ib是本實用新型所述的細長軸零件自動加工設備的斷面布置結構示意圖；[0014]圖&是本實用新型所述的細長軸零件自動加工過程中在縱向平面上軸向支撐架 和徑向支撐架相互配合的結構示意圖；[0015]圖沈是本實用新型所述的細長軸零件自動加工過程中零件安裝與拆卸狀態的結 構示意圖；[0016]圖北是本實用新型所述的細長軸零件自動加工過程中零件僅由徑向支承架支承 狀態的結構示意圖；[0017]圖2d是本實用新型所述的細長軸零件自動加工過程中零件由軸向支承架支承狀 態的結構示意圖；[0018]圖3是本實用新型所述的軸向支承架結構示意圖；[0019]圖如是本實用新型所述的軸向支承架回轉運動起始狀態示意圖；[0020]圖4b是本實用新型所述的軸向支承架回轉運動終止狀態示意圖；[0021]圖5是本實用新型所述的徑向支承架結構圖；[0022]圖6是本實用新型所述支承架導軌布置結構示意圖。
具體實施方式
[0023]為了使本實用新型實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了 解，下面結合具體圖示，進一步闡述本實用新型。[0024]參看圖la、圖b[0025]本實施例所述的細長軸零件自動加工設備整體布局型結構如圖所示[0026]加工機床由主軸箱1、卡盤2、徑向支承架3、頂尖4、尾架5、拖板7、刀臺 8、軸向支承架9、床身10組成；細長軸零件6兩端由卡盤2、頂尖4夾持定位；中間由多個徑向支承架3、單個軸向支承架9定位；徑向支承架3、軸向支承架9布置與工件兩 側；；拖板7沿床身導軌移動，刀臺8位于拖板7上部，可沿導軌徑向移動；徑向支承 架3可沿床身導軌獨立移動、軸向支承架9由拖板7帶動沿床身導軌移動。[0027]主軸箱1、卡盤2、徑向支承架3、頂尖4、尾架5、拖板7、刀臺8、軸向支承架 9、細長軸零件6均位于床身10上部。[0028]軸向支承架結構[0029]如圖3所示，軸向支承架9由下座91、導軌92、支承座93、下固定支承點94、 上固定支承點95、回轉支承點96、弧形導軌97、液壓馬達98、齒輪99、傳動支架910、 弧形齒條911、支承臂912、滾輪913、液壓馬達914組成。[0030]支承座93可沿下座91、導軌92由液壓馬達914驅動實現徑向移動；下固定支 承點94、上固定支承點95位于工件上、下位置，主要用于承受工件重量；回轉支承點96 位于工件一側，主要用于承受刀具切削力；下固定支承點94、上固定支承點95、回轉支 承點96形成切削加工時的工件主定位點。4.軸向支承架支承臂采用回轉運動方式[0031]如圖3、圖4a和圖4b所示，軸向支承架回轉運動由弧形導軌97、液壓馬達98、 齒輪99、傳動支架910、弧形齒條911、支承臂912、滾輪913組成。[0032]回轉支承點96位于支承臂912前端，滾輪913位于支承臂912尾部，齒輪99、 液壓馬達98位于傳動支架910上，弧形齒條911位于支承臂912 二側，弧形導軌97位于 支承座93內；齒輪99通過液壓馬達98驅動，作用于弧形齒條911，帶動支承臂912通 過滾輪913滾動沿弧形導軌97實現往復回轉運動。[0033]弧形導軌97圓心點的控制高于工件圓心1 2mm，可防止回轉支承點96在往 復運動過程中對工件造成損傷，僅在終點工作位置實現與零件的有效接觸支承。[0034]徑向支承架結構[0035]如圖5所示，徑向支承架3由下座31、導軌32、油缸33、支承座34、輔助支承 35、側支承臂36、液壓油缸37、上支承臂38、下支承臂39、液壓馬達310組成。[0036]支承座34可沿下座31、導軌32由液壓油缸37驅動實現徑向移動；上支承臂 38、下支承臂39位于工件上、下位置，主要用于承受工件重量；側支承臂36位于工件一 側，主要用于承受刀具切削力；上支承臂38、下支承臂39、、側支承臂36形成切削加工 時的工件輔助定位點。[0037]徑向支承架隨動控制方式；[0038]如圖5所示，上支承臂38由液壓油缸37驅動、下支承臂39由液壓馬達310驅 動。支承工件時上支承臂38首先下壓，下支承臂39跟隨作用于工件。[0039]加工機床調試時，試件由主定位點定位夾持，上支承臂38位于軸向支承架主定 位點側面200mm，測出上支承臂38作用于試件導致其下彎變形0.1 0.3mm時的液壓油 缸37壓力值，該數值作為液壓馬達310、下支承臂39停止作用工件的控制參數。全程正 常自動運行時，各個徑向支承架的輔助定位點跟隨主定位點而確定，防止由于多個輔助 定位點的失準對于主定位點的強行干涉，而造成細長軸零件彎曲、破壞加工精度情況。[0040]支承架導軌結構；[0041]如圖6所示，徑向支承架3使用導軌101、導軌102，軸向支承架9使用導軌 103、導軌104，布置于細長軸零件二側，所有導軌均為連續導軌。[0042]細長軸零件自動加工方法；[0043]徑向支承架在工件全程范圍內固定布置，其數量由細長軸零件具體結構特征確 定，布置間隔不大于10倍工件外徑。[0044]如圖&所示，在細長軸軸向全程自動加工過程中，單軸向支承架9始終不可脫 離工件，對工件形成主定位，在接近徑向支承架3輔助定位點時，為避免碰撞，通過電 氣控制，徑向支承架支承座3自動后退脫離工件，消除刀具、軸向支承架的連續運動障 礙，保證其于工件的始終接觸，但其余徑向支承架3a、3b、北仍不可脫離工件，保持對 工件的輔助定位，消除細長軸的彎曲變形及振動。[0045]如圖沈所示，為零件安裝與拆卸狀態，徑向支承架3，軸向支承架9均處于后退位置。[0046]如圖北所示，為零件僅由徑向支承架3支承狀態，為加工開始前、結束后狀 態。[0047]如圖2d所示，為零件由軸向支承架9支承狀態，為加工時狀態，其中一徑向支 承架3已后退，為軸向支承架9、刀臺移動讓出空間。[0048]以上顯示和描述了本實用新型的基本原理、主要特征和本實用新型的優點。本 行業的技術人員應該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中 描述的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下本實用新 型還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型范圍內。本實 用新型要求保護范圍由所附的權利要求書及其等同物界定。
權利要求1.一種細長軸零件自動加工設備，包括一個用于放置細長加工工件的床身，床身一 端設置有一個主軸箱，床身另一端設置有一尾架，主軸箱上設置有一個卡盤，尾架上設 置有頂尖，其特征在于，床身上設置有若干個用于支撐工件的可以打開并前后移動的徑 向支撐架，徑向支撐架支撐在工件的一側；床身上還設置有導軌，導軌上設置有一拖 板，拖板上設置有用于安裝車刀的刀臺，拖板上還設置有一用于支撐工件的可軸向滑動 的軸向支撐架，軸向支撐架支撐在工件的另一側。
2.根據權利要求1所述的一種細長軸零件自動加工設備，其特征在于，徑向支撐架在 工件全程范圍內均勻間隔布置，間隔的距離不大于工件外徑的十倍。
3.根據權利要求2所述的一種細長軸零件自動加工設備，其特征在于，徑向支撐架包 括一個下座，下座上設置有一與工件軸向垂直的橫向導軌，導軌上設置有一帶有液壓馬 達的可在橫向導軌上滑動的弓形支撐座，支撐座上部具有上支撐臂，支撐座底部具有下 支撐臂，支撐座側邊具有側支撐臂，上支撐臂、下支撐臂、側支撐臂從上部、下部、一 側面與工件接觸時對工件進行支撐。
4.根據權利要求3所述的一種細長軸零件自動加工設備，其特征在于，上支撐臂上還 設置一驅動上支撐臂進行下壓的液壓油缸。
5.根據權利要求1所述的一種細長軸零件自動加工設備，其特征在于，軸向支撐架 包括一個下座，下座上設置有一與工件軸向垂直的橫向導軌，導軌上設置有一帶有液壓 馬達的可在橫向導軌上滑動的支撐座，支承座上設置有一弧形導軌，弧形導軌上設置有 一可弧形伸縮的弧形支撐臂，支承座上設置有一下固定支撐點弧形導軌頂端內側設置有 一上固定支撐點，弧形支撐臂的前端設置有一回轉支撐點，上固定支撐點、下固定支撐 點、回轉支撐點從上部、下部、另一側面與工件接觸時對工件進行支撐。
6.根據權利要求5所述的一種細長軸零件自動加工設備，其特征在于，所述弧形導軌 上設置有一與弧形支撐臂連接的弧形齒條，弧形導軌底部弧形支撐臂兩側設置有隨動滾 輪，所述弧形齒條與一主動齒輪嚙合，所述主動齒輪連接一液壓馬達。
專利摘要一種細長軸零件自動加工設備，包括一個用于放置細長加工工件的床身，床身一端設置有一個主軸箱，床身另一端設置有一尾架，主軸箱上設置有一個卡盤，尾架上設置有頂尖，床身上設置有若干個用于支撐工件的可以打開并前后移動的徑向支撐架，徑向支撐架支撐在工件的一側；床身上還設置有導軌，導軌上設置有一拖板，拖板上設置有用于安裝車刀的刀臺，拖板上還設置有一用于支撐工件的可軸向滑動的軸向支撐架，軸向支撐架支撐在工件的另一側。本實用新型能取代傳統的多點固定支承、人工接刀加工方法，可大幅度提高生產效率。
文檔編號B23Q3/00GK201807740SQ20102053448
公開日2011年4月27日 申請日期2010年9月17日 優先權日2010年9月17日
發明者何平華, 周民, 姚俊菠, 孔憲筠, 宋鋼韌, 張琮霆 申請人:上海重型機床廠有限公司