一种用于加工阶梯细长轴的固定位置辅助支撑装置的制作方法

本发明的方法属机械加工的金属切削领域，特别涉及一种用于车床上加工精密细长阶梯轴的固定位置辅助支撑装置。

背景技术：

在机械加工领域，经常要用车床加工一些轴类零件，当这些轴类零件所要求的精度较高且轴的直径与轴的长度比超过1:25时，则很难达到较高的加工精度。

传统的加工方法是使用跟刀架进行车削，但这种加工方法极容易在所加工的细长轴圆柱表面产生大小不一的竹节型，有时在加工过程中还会产生振动。如用传统的加工方法，要想达到较高的精度，只能留有较多的磨削余量，并增加磨削工序，而有些细长轴的材质往往不适合磨削加工，因此这种方法的生产效率及成品率都较低。

技术实现要素：

鉴于传统加工方法的种种缺陷，本发明之目的在于提供一种能用车床精密加工直径与长度比在1:25-35且长度在150-250mm之间的细长轴的辅助支撑装置，

一种加工阶梯细长轴的固定位置辅助支撑装置，它由活顶尖1、装置基件2、紧固螺钉3、两件辅助支撑螺钉4及塑料支撑头5所组成。

所述的活顶尖1包括轴承外壳大外圆1-1和直径为20-25mm的旋转顶尖小外圆1-2，其特征为轴承外壳大外圆1-1与旋转顶尖小外圆1-2为不同的零件，相互之间能产生旋转。

所述的装置基件2，是一形状如漏斗的阶梯管套状构件经切割小管套而成，它由连接套2-1及扇面悬臂支撑杆2-5所构成。所述的连接套2-1为圆筒状，其上有连接套内孔2-2、连接套外圆2-3及紧固螺钉孔2-4。连接套内孔2-2与活顶尖1上轴承外壳大外圆1-1为间隙配合，配合间隙为0.05-0.10mm，其深度大于轴承外壳大外圆1-1长度8-12mm。连接套外圆2-3大于连接套内孔2-212-20mm，其长度大于连接套内孔2-2深度6-8mm。紧固螺钉孔2-4贯穿连接套2-1，螺纹规格为M8或M10,位于连接套内孔2-2中间并且指向圆心，与水平面垂直，或与水平面垂直线呈±15°。

所述的扇面支撑悬臂杆2-5是剖面为扇形的悬臂杆件，以小管套沿母线切割至小管套根部而成,其长度为连接套外圆2-3长度的1.2-1.5倍。它包括有垂直支撑螺钉孔2-6、水平支撑螺钉孔2-7、垂直切割面2-8、水平切割面2-11、及小管套内孔2-9和小管套外圆2-10。所述的垂直支撑螺钉孔2-6螺纹的规格为M6-M8，螺钉孔贯穿，其中心线指向扇面中心，并且与紧固螺钉孔2-4中心线夹角为0°±15°，与扇面悬臂支撑杆2-5左端面距离8-10mm；所述的水平支撑螺钉孔2-7，其螺纹规格及距离扇面悬臂支撑杆2-5左端面距离与垂直支撑螺钉孔2-6相同，水平支撑螺钉孔2-7螺纹中心线与垂直支撑螺钉孔2-6的螺纹中心线夹角呈90°±2°；所述的垂直切割面2-8与垂直支撑螺钉孔2-6中心线平行且相距6-8mm；所述的水平切割面2-11与水平支撑螺钉孔2-7中心线平行且相距6-8mm；所述的小管套内孔2-9的内径尺寸大于活顶尖1上旋转顶尖小外圆1-2的外径2-4mm；所述的小管套外圆2-10的外径尺寸大于小管套内孔2-9的内径10-12mm；

所述的紧固螺钉3是螺纹规格与紧固螺钉孔2-4螺纹的规格相同，且螺纹长度为15-20mm的外六角或内六角螺钉。

所述的辅助支撑螺钉4由旋转盘4-1、顶紧螺纹4-2及定位凸台4-3所组成。所述的旋转盘4-1是直径为15-25mm，厚度为3-6mm的圆盘状构件，在外圆上有直型或网状滚压痕。所述的顶紧螺纹4-2其螺纹规格与垂直支撑螺钉孔2-6的螺纹规格相同，其长度与小管套外圆2-10的半径相差±2mm。所述的定位凸台4-3为一段圆柱体，其外径为顶紧螺纹4-2上螺纹内径的一半并±0.2mm，它的长度为其直径的1-1.5倍。

所述的塑料支撑头5为有球面底的杯状构件，它包括定位连接内孔5-1、圆柱体5-2与球型顶5-3。所述的定位连接内孔5-1的内径小于定位凸台4-3的外径0.04-0.08mm，其深度大于定位凸台4-3的长度0.5-1mm；所述的圆柱体5-2的外圆直径小于顶紧螺纹4-2的螺纹内径0.1-0.2辅助支撑螺钉4mm，其长度大于定位连接内孔5-1的深度1-2mm；所述的顶端球面5-3与圆柱体5-2相连接，其球面半径为圆柱体5-2外圆直径尺寸的0.75-1.0倍。

将活顶尖1上的轴承外壳大外圆1-1配入装置基件2的连接套内孔2-2，紧固螺钉3旋入装置基件2上的紧固螺钉孔2-4，塑料支撑头5上定位连接内孔5-1配入辅助支撑螺钉4上的定位凸台4-3，辅助支撑螺钉4旋入装置基件2上的垂直支撑螺钉孔2-6、另一辅助支撑螺钉4旋入水平支撑螺钉孔2-7，这就形成了一种用于加工阶梯细长轴的固定位置辅助支撑装置。

本专利的优点在于：使用本装置消除了加工阶梯细长轴过程中的振动与变形现象，提高了细长轴零件的加工精度，改善了零件的表面质量。该装置的工作原理是：利用两个辅助支撑螺钉4上塑料支撑头5的顶端球面5-3，对已加工完成的细长轴靠近顶尖四分子一±5mm至三分之一±5mm处进行支撑，减少了细长轴零件在加工过程中因受到切削力而产生的弯曲变形。

有益效果

经在车床上使用固定位置支撑装置加工阶梯细长轴，其加工出来的各圆柱表面径向全跳动误差可小于0.008mm，圆柱度误差小于0.008mm，产品的合格率可达95％，因代替了磨床的加工，还提高了生产效率。

附图说明

图1为固定位置辅助支撑装置装配示意图。

图2为活顶尖1示意图。

图3为装置基件2示意图。

图4为扇面悬臂支撑杆(2-5)的紧固螺钉孔(2-4)轴向示意图。

图5为辅助支撑螺钉4示意图。

图6为塑料支撑头5示意图。

具有实施方式

一种加工阶梯细长轴的固定位置辅助支撑装置，它由活顶尖1、装置基件2、紧固螺钉3、两件辅助支撑螺钉4及塑料支撑头5所组成。

1.其特征在于：所述的活顶尖1为商用活顶尖，包括轴承外壳大外圆1-1和直径为20-25mm的旋转顶尖小外圆1-2，其特征为轴承外壳大外圆1-1与旋转顶尖小外圆1-2为不同的零件，相互之间能产生旋转。

所述的装置基件2，是一形状如漏斗的阶梯管套状构件经切割小管套而成，它由连接套2-1及扇面悬臂支撑杆2-5所构成。所述的连接套2-1为圆筒状，其上有连接套内孔2-2、连接套外圆2-3及紧固螺钉孔2-4。连接套内孔2-2与活顶尖1上轴承外壳大外圆1-1为间隙配合，配合间隙为0.05-0.10mm，其深度大于轴承外壳大外圆1-1长度8-12mm。连接套外圆2-3大于连接套内孔2-212-20mm，其长度大于连接套内孔2-2深度6-8mm。紧固螺钉孔2-4贯穿连接套2-1，螺纹规格为M8或M10,位于连接套内孔2-2中间并且指向圆心，与水平面垂直，或与水平面垂直线呈±15°。

所述的扇面支撑悬臂杆2-5是剖面为扇形的悬臂杆件，以小管套沿母线切割至小管套根部而成,其长度为连接套外圆2-3长度的1.2-1.5倍。它包括有垂直支撑螺钉孔2-6、水平支撑螺钉孔2-7、垂直切割面2-8、水平切割面2-11、及小管套内孔2-9和小管套外圆2-10。所述的垂直支撑螺钉孔2-6螺纹的规格为M6-M8，螺钉孔贯穿，其中心线指向扇面中心，并且与紧固螺钉孔2-4中心线夹角为0°±15°，与扇面悬臂支撑杆2-5左端面距离8-10mm；所述的水平支撑螺钉孔2-7，其螺纹规格及距离扇面悬臂支撑杆2-5左端面距离与垂直支撑螺钉孔2-6相同，水平支撑螺钉孔2-7螺纹中心线与垂直支撑螺钉孔2-6的螺纹中心线夹角呈90°±2°；所述的垂直切割面2-8与垂直支撑螺钉孔2-6中心线平行且相距6-8mm；所述的水平切割面2-11与水平支撑螺钉孔2-7中心线平行且相距6-8mm；所述的小管套内孔2-9的内径尺寸大于活顶尖1上旋转顶尖小外圆1-2的外径2-4mm；所述的小管套外圆2-10的外径尺寸大于小管套内孔2-9的内径10-12mm；

所述的紧固螺钉3是螺纹规格与紧固螺钉孔2-4螺纹的规格相同，且螺纹长度为15-20mm的外六角或内六角螺钉。

所述的辅助支撑螺钉4由旋转盘4-1、顶紧螺纹4-2及定位凸台4-3所组成。所述的旋转盘4-1是直径为15-25mm，厚度为3-6mm的圆盘状构件，在外圆上有直型或网状滚压痕。所述的顶紧螺纹4-2其螺纹规格与垂直支撑螺钉孔2-6的螺纹规格相同，其长度与小管套外圆2-10的半径相差±2mm。所述的定位凸台4-3为一段圆柱体，其外径为顶紧螺纹4-2上螺纹内径的一半并±0.2mm，它的长度为其直径的1-1.5倍。

所述的塑料支撑头5为有球面底的杯状构件，它包括定位连接内孔5-1、圆柱体5-2与球型顶5-3。所述的定位连接内孔5-1的内径小于定位凸台4-3的外径0.04-0.08mm，其深度大于定位凸台4-3的长度0.5-1mm；所述的圆柱体5-2的外圆直径小于顶紧螺纹4-2的螺纹内径0.1-0.2辅助支撑螺钉4mm，其长度大于定位连接内孔5-1的深度1-2mm；所述的顶端球面5-3与圆柱体5-2相连接，其球面半径为圆柱体5-2外圆直径尺寸的0.75-1.0倍。

将活顶尖1上的轴承外壳大外圆1-1配入装置基件2的连接套内孔2-2，紧固螺钉3旋入装置基件2上的紧固螺钉孔2-4，塑料支撑头5上定位连接内孔5-1配入辅助支撑螺钉4上的定位凸台4-3，辅助支撑螺钉4旋入装置基件2上的垂直支撑螺钉孔2-6、另一辅助支撑螺钉4旋入水平支撑螺钉孔2-7，这就形成了一种用于加工阶梯细长轴的固定位置辅助支撑装置。

本发明的固定位置辅助支撑装置的使用方法为：先将活顶尖1安装到车床的尾架上，再将装置基件2的连接套内孔2-2配入活顶尖1上的轴承外壳大外圆1-1，然后把留有精加工余量的细长轴以两顶尖或一夹一顶的安装方式安装到车床上，对细长轴靠近顶尖四分子一±5mm至三分之一±5mm处的外圆段进行精加工，最后对已加工完成的细长轴外圆段根部处进行支撑，具体的支撑方法是：移动装置基件2，使辅助支撑螺钉4对准已精车完成的外圆段根部，并使垂直支撑螺钉孔2-6与水平面垂直，之后拧紧紧固螺钉3。再旋转两个辅助支撑螺钉4，使塑料支撑头5上的顶端球面5-3与细长轴上已精车完成的外圆段接触，并以百分表检测，使两个辅助支撑螺钉4与细长轴外圆接触后轴的变形量在0.01MM之内。