专利名称：提高轴类及管类工件加工刚性和加工精度的装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种提高轴类及管类工件加工刚性和加工精度的装置，属于轴类
及管类工件的装夹技术领域。
背景技术：
目前在车床上加工细长轴类及管类零件时，通常采用一夹一顶，即车床床头一端 采用卡盘夹紧，尾座一端采用顶尖顶紧的方式，这种加工方式在顶紧的时候，顶紧力不好控 制，力过大容易将工件顶弯，力过小，工件在径向定位不准确，而且加工后的工件的尺寸公 差和形位公差不容易保证。 中国专利文献CN201186355公开了一种《用于柔性长轴加工的工装夹具》，包括 车床主轴卡盘、尾架夹持卡盘、螺纹杆销和锁紧螺母，需要预先在柔性长轴的端部加工螺纹 孔，通过螺纹杆销将柔性长轴夹持在尾架夹持卡盘和车床主轴卡盘上，尾架夹持卡盘和车 床主轴卡盘始终对夹持的柔性长轴施加拉力。该工装夹具使柔性长轴在拉紧状态下车削， 虽然能够提高加工精度，但是柔性长轴的拉紧是靠人力将安装尾架夹持卡盘的车床尾座向 后推移实现，再固定住车床尾架，没有施加拉紧力的装置，拉紧力无法控制，并不能使柔性 长轴真正处于拉紧状态，在加工过程中也无法实现拉紧力的浮动，不能有效减小工件径向 跳动和圆度等形位公差。
发明内容本实用新型针对现有轴类及管类工件车削加工时采用的装夹技术存在的不足，提 供一种简单方便、定位准确、能够有效减小工件径向跳动和圆度等形位公差的提高轴类及 管类工件加工刚性和加工精度的装置。 本实用新型的提高轴类及管类工件加工刚性和加工精度的装置采用下述技术解 决方案 该提高轴类及管类工件加工刚性和加工精度的装置包括安装在车床主轴前端的 卡盘和安装在车床尾部的拉紧装置，该拉紧装置上也安装有卡盘，两个卡盘相对安装并且 其轴线处在同一直线上。 所述拉紧装置采用液压驱动结构，包括液压缸、轴承座、轴承、卡盘座和底座，液压 缸安装在底座上，底座具有与车床导轨面相配合的底部，液压缸内设有活塞杆，活塞杆的一 端伸出液压缸的前端，活塞杆与液压缸的内壁之间设有活塞杆的径向定位装置，活塞杆的 伸出端安装有轴承座，轴承座上安装有轴承，轴承上安装有卡盘座，卡盘座上安装卡盘。 加工轴类工件或管类工件时，在车床导轨上移动底座到合适位置，将工件的两端 分别夹持在两个卡盘上，固定住底座。通过液压控制系统控制上述拉紧装置的活塞杆将工 件拉紧在两个卡盘之间，在拉紧状态下进行加工。 所述拉紧装置也可以采用螺旋移动机构，包括套筒、拉杆、螺杆、轴承座、轴承、卡 盘座和底座，套筒安装在底座上，底座具有与车床导轨面相配合的底部，套筒内设有拉杆，拉杆的一端伸出套筒前端，套筒的后端盖上通过螺纹安装有螺杆，螺杆的前端顶在拉杆的 后端，在套筒内拉杆与套筒的前端盖之间设有弹簧，拉杆与套筒的内壁之间设有拉杆的径 向定位装置，拉杆伸出套筒的一端安装有轴承座，轴承座上安装有轴承，轴承上安装有卡盘 座，卡盘座上安装卡盘。 加工轴类工件时，在车床导轨上移动底座到合适位置，固定住底座，转动螺杆向前 移动，螺杆推动拉杆也向前移动，给弹簧一个预压力。再将轴类工件的两端分别夹持在前后 两个卡盘上。然后，反向转动螺杆，使螺杆向后移动，不再与拉杆接触，拉杆处于自由状态， 此时，弹簧在预压力作用下推动拉杆向后移动，同时拉杆带动卡盘向后移动，使轴类工件拉 紧在两个卡盘之间，进行加工。 本实用新型定位准确，采用两端均为卡盘夹紧的方式，并使工件在拉紧状态下进 行加工，使工件在轴向方向有伸长的趋势，并且能够使拉紧力随切削力的变化而变化，在增 强工件刚性的同时，又不会造成加工后精度的反弹，可有效减小工件的径向跳动和圆度等 形位公差，提高加工精度。
图1是本实用新型第一个实施例的结构示意图。 图2是本实用新型加工管类工件时的使用状态示意图。 图3是本实用新型第二个实施例的结构示意图。 其中1 、卡盘，2 、螺栓，3 、挡圈，4、卡盘座，5 、轴承，6 、轴承座，7 、前端盖，8 、液压缸， 9、活塞杆，10、定位销，11、底座，12、键，13、轴类工件，14、卡盘，15、工装，16、管类工件，17、 弹簧，18、拉杆，19、套筒，20、螺杆，21、手轮。
具体实施方式实施例1 如图1所示，本实施例的提高轴类及管类工件加工刚性和加工精度的装置主要包 括安装在车床主轴前端的卡盘1和安装在车床尾部的拉紧装置，该拉紧装置上安装有卡盘 14，卡盘1和卡盘14相对安装并且其轴线处在同一直线上。 本实施例的拉紧装置采用液压驱动结构。该拉紧装置包括液压缸8、轴承座6、轴 承5、卡盘座4和底座11，液压缸8安装在底座11上，底座11的底部结构与车床尾座一样， 其在车床上的移动和固定方式与车床尾座在车床上的移动和固定方式一样。液压缸8内设 有活塞杆9，活塞杆9的一端伸出液压缸8的前端盖7，活塞杆9与液压缸8的缸体内壁之 间设有密封圈，液压缸8的前端盖7与活塞杆9接触处设有密封圈和防尘圈，液压缸8的后 端盖与液压缸8的缸体内壁之间也设有密封圈。液压缸8的前后部分别设有进出油口，与 液压控制系统连接，液压控制系统为现有常规技术。活塞杆9的伸出端安装有轴承座6，轴 承座6与活塞杆9通过键12连接，并通过螺栓2和挡圈3轴向固定。轴承座6上安装有轴 承5，轴承5采用具有高轴向和径向承载能力的YRT转台轴承，YRT转台轴承包括一个座圈 和一个轴圈，座圈通过螺钉与轴承座6连接，轴圈通过螺钉与卡盘座4连接。卡盘14通过 螺栓安装在卡盘座4上。 拉紧装置的作用是带动卡盘14轴向移动，活塞杆9只能轴向移动不能转动。为了防止活塞杆9随卡盘14转动，在活塞杆9与液压缸8的缸体内壁之间设有径向定位装置， 该径向定位装置是在活塞杆9上加工出轴向槽，在液压缸8的缸体内壁上安装定位销10， 定位销10与活塞杆9上的轴向槽配合，保证了活塞杆9只能轴向移动而不能转动。定位销 IO可采用T型键。 加工轴类工件13时，在车床导轨上移动底座11到合适位置，将轴类工件13的两 端分别夹持在卡盘1和卡盘14上，固定住底座11。液压控制系统控制液压油由液压缸8的 前部进入，后部出油，推动活塞杆9带动卡盘14向后移动，使轴类工件13拉紧在卡盘1和 卡盘14之间，进行加工。 如图2所示，加工管类工件16时，应该先加工出用于夹持的工装15，工装15固定 安装在管类工件16的两端，通过卡盘1和卡盘14夹持管类工件16两端的工装15，再采用 加工轴类工件13 —样的步骤使管类工件16拉紧，进行加工。当然，也可以直接将管类工件 16的内孔装在卡盘1和卡盘14的卡爪上，通过反向转动卡盘使卡爪张开夹持住管类工件 16，进行加工。 本实施例的拉紧装置采用液压驱动，能够使拉紧力随切削力的变化而变化，在增 强工件刚性的同时，又不会造成加工后精度的反弹，可有效减小工件的径向跳动和圆度等 形位公差，提高加工精度。 实施例2 如图3所示，与实施例1不同的是，本实施例的拉紧装置采用螺旋移动机构。该拉 紧装置包括套筒19、拉杆18、螺杆20、轴承座6、轴承5、卡盘座4和底座ll，套筒19安装在 底座11上，底座11的底部结构与车床尾座一样，其在车床上的移动和固定方式与车床尾座 在车床上的移动和固定方式一样。套筒19内设有拉杆18，拉杆18的一端伸出套筒19前端 盖，套筒19的后端盖上通过螺纹连接有螺杆20，螺杆20的前端顶在拉杆18的后端，螺杆 20的后端安装有手轮21。在套筒19内拉杆18与套筒19的前端盖之间设有弹簧17。卡 盘14与拉杆18的连接方式与实施例1相同，拉杆18伸出套筒19的一端安装有轴承座6， 轴承座6与拉杆18通过键连接，并通过螺栓和挡圈轴向固定。轴承座6上安装有轴承5，轴 承5上连接有卡盘座4，卡盘14安装在卡盘座4上。拉杆18也只能在套筒19内轴向移动 而不能转动，因此在拉杆18与套筒19的内壁之间设有径向定位装置，该径向定位装置是在 拉杆18上加工出轴向槽，在套筒19的内壁上安装定位销IO，定位销10与拉杆18上的轴向 槽配合，保证了拉杆18只能轴向移动而不能转动。 加工轴类工件时，在车床导轨上移动底座11到合适位置，固定住底座ll，通过转 动手轮21使螺杆20向前移动，同时螺杆20推动拉杆18也向前移动，给弹簧17 —个预压 力，在此状态时，将轴类工件的两端分别夹持在卡盘1和卡盘14上。然后，反向转动手轮 21，使螺杆20向后移动，不再与拉杆18接触，拉杆18处于自由状态，此时，弹簧17在预压 力作用下推动拉杆18向后移动，同时拉杆18带动卡盘14向后移动，使轴类工件拉紧在卡 盘1和卡盘14之间，进行加工。 加工管类工件的过程结合实施例1所述和上述轴类工件的加工过程进行。 本实施例的拉紧装置通过螺旋移动机构和弹簧的弹力给工件施加拉紧力，同样能
够随切削力的变化而变化，在增强工件刚性的同时，又不会造成加工后精度的反弹，可有效
减小工件的径向跳动和圆度等形位公差，提高加工精度。
权利要求一种提高轴类及管类工件加工刚性和加工精度的装置，其特征在于包括安装在车床主轴前端的卡盘和安装在车床尾部的拉紧装置，该拉紧装置上也安装有卡盘，两个卡盘相对安装并且其轴线处在同一直线上。
2. 根据权利要求1所述的提高轴类及管类工件加工刚性和加工精度的装置，其特征在 于所述拉紧装置采用液压驱动结构，包括液压缸、轴承座、轴承、卡盘座和底座，液压缸安 装在底座上，底座具有与车床导轨面相配合的底部，液压缸内设有活塞杆，活塞杆的一端伸 出液压缸的前端，活塞杆与液压缸的内壁之间设有活塞杆的径向定位装置，活塞杆的伸出 端安装有轴承座，轴承座上安装有轴承，轴承上安装有卡盘座，卡盘座上安装卡盘。
3. 根据权利要求1所述的提高轴类及管类工件加工刚性和加工精度的装置，其特征在 于所述拉紧装置采用螺旋移动机构，包括套筒、拉杆、螺杆、轴承座、轴承、卡盘座和底座， 套筒安装在底座上，底座具有与车床导轨面相配合的底部，套筒内设有拉杆，拉杆的一端伸 出套筒前端，套筒的后端盖上通过螺纹安装有螺杆，螺杆的前端顶在拉杆的后端，在套筒内 拉杆与套筒的前端盖之间设有弹簧，拉杆与套筒的内壁之间设有拉杆的径向定位装置，拉 杆伸出套筒的一端安装有轴承座，轴承座上安装有轴承，轴承上安装有卡盘座，卡盘座上安 装卡盘。
专利摘要本实用新型提供了一种提高轴类及管类工件加工刚性和加工精度的装置。该装置包括安装在车床主轴上的卡盘和安装在车床尾部的拉紧装置，该拉紧装置上也安装有卡盘，两个卡盘相对安装并且其轴线处在同一直线上。所述拉紧装置可采用液压驱动结构，也可以采用螺旋移动机构。本实用新型定位准确，采用两端均为卡盘夹紧的方式，并使工件在拉紧状态下进行加工，使工件在轴向方向有伸长的趋势，并且能够使拉紧力随切削力的变化而变化，在增强工件刚性的同时，又不会造成加工后精度的反弹，可有效减小工件的径向跳动和圆度等形位公差，提高加工精度。
文档编号B23B13/02GK201442104SQ200920031538
公开日2010年4月28日 申请日期2009年8月11日 优先权日2009年8月11日
发明者王爱福, 赵显华, 鞠远明 申请人:山东华云机电科技有限公