一种车削加工中心的液压尾座的制作方法

本发明涉及车削加工技术领域，特别涉及一种车削加工中心的液压尾座。

背景技术：

在机械制造行业中，由于车削加工中心的加工精度高，加工对象更广泛，所以被使用来加工盘类或轴类零件。在加工这类零件的时候，有许多零件需要用内控作为定位夹紧面来进行外圆、端面、螺纹等切削加工。需要在尾座主轴上安装顶尖伸出以顶紧工件，或者利用夹紧机构对工件进行夹紧，而实现对工件的定位，保证加工的稳定性。

现有的液压尾座结构复杂，制造成本高；车削加工时尾座主轴会随着工件转动而高速旋转，但现在的尾座主轴一般只承接在尾座主体内部，容易造成尾座主轴伸出尾座的那一部分由于没有得到承接而发生偏转或抖动，影响尾座主轴的工作平稳性，在加工重型工件时难以达到较高的精度要求。另外，在工件加工时，为了保证工件转动平稳不会发生偏转，需要确保机床主轴和尾座主轴的同心度相同，现有的尾座主轴的同心度调整方式复杂或，费时费力，难以保证加工精度。

可见，现有技术还有待改进和提高。

技术实现要素：

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种能够使工件工作平稳，达到较高加工精度的车削加工中心的液压尾座。

为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一种车削加工中心的液压尾座，包括具有水平安装腔的尾座主体，可相对尾座主体轴向移动的套筒，与套筒同轴设置的主轴，用于驱动套筒轴向运动的液压驱动机构，设置在尾座主体底部的底座，设置在尾座主体后端的主轴承接机构，设置在底座上的锁定机构、牵引连接机构以及液压控制装置；所述尾座主体和底座通过同心度调整机构连接；所述锁定机构用于将液压尾座锁定使其不能相对机床运动，所述牵引连接机构用于使尾座主体与机床牵引装置传动连接；所述主轴通过承接组件与套筒转动连接；所述套筒的一端设置有一个液压卡盘，所述液压卡盘通过卡盘驱动机构控制液压卡盘夹紧或松开工件；所述锁定机构和牵引连接机构、液压驱动机构、卡盘驱动机构均与液压控制装置连接，并由液压控制装置控制它们工作。

所述主轴承接机构包括具有内腔的外壳、设置在外壳内腔中的滑套；该滑套的外环通过轴承与外壳转动连接，滑套的内环套在主轴上；所述滑套、轴承、外壳与主轴同轴设置，所述滑套的一端设置有定位肩，所述滑套上开设有一个环形安装槽，该环形安装槽中安装有一个轴用卡簧，所述轴承位于定位肩和轴用卡簧之间，所述滑套通过定位肩和轴用卡簧实现轴向定位，所述滑套的内环端面上开设有多个储油槽。

所述同心度调整机构包括设置在尾座主体与底座之间的垫板，所述底座上设置有一个调节立柱，所述调节立柱的外壁上水平开设有一个螺纹孔，螺纹孔的轴线与主轴的轴线垂直，所述尾座主体上固定设置有一个承接块，所述承接块上开设有一个与螺纹孔同轴设置的通孔，所述螺纹孔和通孔通过一根螺杆连接，该螺杆包括依次连接的螺纹段、限位肩、拧动调节部，该螺杆的螺纹段拧入螺纹孔，螺杆的限位肩抵压的承接块上，螺杆的拧动调节部穿过通孔。

同心度调整机构还包括两个对称设置的尾座主体导引机构，所述尾座主体导引机构包括一个定位块和锁紧块，所述定位块包括上定位部、下定位部，所述底座开设有一个与下定位部的横截面形状相适配的安装槽，所述垫板上开设有用于定位块穿过的避让口，所述定位块穿过避让口并通过螺钉固定在安装槽中，所述上定位部为直角梯形状，所述锁紧块也为直角梯形状，所述上定位部和锁紧块拼接成一个矩形状的导向块，所述尾座主体的底部开设有一个与导向块相适配的滑槽，所述尾座主体通过导向块与滑槽可沿水平方向滑动，所述上定位部与锁紧块的连接处设置有一个调节口，所述上定位部上设置有一个定位螺孔，所述定位螺孔拧入一根定位螺钉，所述定位螺钉的头部能够推动锁紧块向尾座主体中心方向移动使锁紧块限制尾座主体滑动。

所述锁定机构包括设置在底座上的锁定液压缸，用于压紧机身导轨的压板，设置在底座底部的杠杆支座，可转动地设置在杠杆支座上杠杆，该杠杆的中部通过承接轴安装在杠杆支座上；所述杠杆的一端与压板连接，另一端与锁定液压缸的活塞杆端部连接。

所述牵引连接机构包括与在尾座移动方向垂直设置的牵引液压缸，所述牵引液压缸的活塞杆伸出与机床牵引装置连接。

所述液压控制装置包括第一油路控制机构，所述第一油路控制机构控制锁定机构和牵引连接机构同步工作，所述第一油路控制机构包括油箱，与油箱连接的油泵，一个换向阀，单向阀，所述油泵通过供油管依次与单向阀和换向阀的进油口连接，所述锁定液压缸设有第一进油腔和第一回油腔，锁定液压缸的活塞杆设置在第一回油腔中，所述牵引液压缸设有第二进油腔和第二回油腔，牵引液压缸的活塞杆设置在第二回油腔中；所述油箱通过回油管与换向阀的回油口连接，换向阀上设置有两个工作油口，两个工作油口分别与第一油管和第二油管连接；第一油管的输出端分流设置有第一分管和第二分管，所述第一分管和第二分管分别与第一进油腔和第二回油腔连接；第二油管的输入端设置分流设置有第三分管和第四分管，所述第三分管和第四分管分别与第一回油腔和第二进油腔连接。

所述底座上还设置有预紧装置，所述预紧装置包括具有内腔的壳体，从下而上依次设置在壳体内腔中的预紧力调节部、弹簧、承接座、以及可转动地设置在承接座上的预紧轮；所述预紧力调节部用于推动弹簧上升，带动承接座和设置在承接座上的预紧轮竖直上升使预紧轮抵压在机床导轨上。

所述尾座主体后端设有后法兰，所述液压驱动机构包括套在主轴上且与套筒固定连接的缸套，套在缸套上且与后法兰固定连接的活塞，以及套在活塞上且与套筒固定连接的第一密封法兰，所述缸套、套筒、第一密封法兰、活塞围成一个液压缸。

所述卡盘驱动机构包括开设在主轴上的一个轴向通孔，所述设置在轴向通孔中的拉杆，相互连接的安装座和回旋油压缸，所述安装座与主轴固定连接，所述回旋油压缸的输出端与拉杆传动连接；所述拉杆的一端与回旋油压缸的输出端传动连接，另一端与液压卡盘的输入端连接。

有益效果：

本发明提供了一种车削加工中心的液压尾座，通过同心度调整机构，调整机床主轴与液压尾座主轴的同心度，确保两者的同心度符合加工要求，液压控制装置控制所述锁定机构解开锁定，同时牵引连接机构与机床牵引装置传动连接，机床牵引装置驱动液压尾座移动到合适的地方后再对液压尾座进行锁定，然后通过液压驱动机构控制套筒和缸套的轴向运动，从而使设置在套筒上的卡盘移动到较佳的夹持位置，然后回转油压缸驱动拉杆对卡盘进行牵引，使卡盘夹紧工件的尾部，实现对工件的进一步的定位，保证加工的稳定性；由于主轴通过承接组件与套筒转动连接，当工件高速旋转时，卡盘带动主轴平稳地高速回转，尾座主轴通过滑套承接能够防止主轴在工作时发生偏转和抖动，提高主轴的平稳性，保证加工的稳定性。与现有的机床尾座相比，更适用于重型工件高速旋转加工，减少部件的磨损，而且通过液压控制卡盘轴向移动，夹持或松开工件的操作方式简便，承载能力强，自动化程度高。

附图说明

图1为本发明提供的车削加工中心的液压尾座的立体图1。

图2为本发明提供的车削加工中心的液压尾座的立体图2。

图3为本发明提供的车削加工中心的液压尾座的结构示意图。

图4为图3中m区域的局部放大图。

图5为本发明提供的车削加工中心的液压尾座中，牵引连接机构的结构示意图。

图6为本发明提供的车削加工中心的液压尾座中，第一油路控制机构的结构示意图。

图7为本发明提供的车削加工中心的液压尾座中，同心度调整机构的结构示意图。

图8为本发明提供的车削加工中心的液压尾座中，同心度调整机构的爆炸图。

图9为本发明提供的车削加工中心的液压尾座中，预紧机构的结构示意图。

具体实施方式

本发明提供一种车削加工中心的液压尾座，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明的保护范围。

请参阅图1-图9，本发明提供一种车削加工中心的液压尾座，本文中，“前”为主轴朝向卡盘的方向，“后”为与“前”相反的方向。

所述车削加工中心的液压尾座包括具有水平安装腔的尾座主体1，可相对尾座主体轴向移动的套筒11，与套筒同轴设置的主轴12，用于驱动套筒轴向运动的液压驱动机构2，设置在尾座主体底部的底座13，设置在尾座主体后端的主轴承接机构3，设置在底座上的锁定机构4、牵引连接机构5以及液压控制装置6；所述尾座主体和底座通过同心度调整机构7连接；所述锁定机构4用于将液压尾座锁定使其不能相对机床运动，所述牵引连接机构5用于使尾座主体与机床牵引装置a传动连接；所述主轴12通过承接组件8与套筒11转动连接；所述套筒的一端设置有一个液压卡盘9，所述液压卡盘9通过卡盘驱动机构10控制液压卡盘夹紧或松开工件；所述锁定机构4和牵引连接机构5、液压驱动机构2、卡盘驱动机构10均与液压控制装置6连接，并由液压控制装置6控制它们工作。

具体的，请参阅图4，所述主轴承接机构3包括具有内腔的外壳31、设置在外壳内腔中的滑套32；该滑套的外环通过轴承33与外壳31转动连接，滑套32的内环套在主轴12上；所述滑套32、轴承33、外壳31与主轴同轴设置，所述滑套的一端设置有定位肩32.1，所述滑套上开设有一个环形安装槽，该环形安装槽中安装有一个轴用卡簧34，所述轴承33位于定位肩32.1和轴用卡簧34之间，所述滑套32通过定位肩32.1和轴用卡簧34实现轴向定位。此处，所述外壳31通过螺钉固定在尾座主体1的后端，所述轴承通过定位盖35固定在外壳31上，所述滑套32与主轴12过盈配合。所述轴承33优选采用深沟球轴承。优先的，所述滑套的内环端面上开设有多个储油槽，润滑油可以储存到储油槽（图中未示出）中，使得滑套的内环与主轴之间长时间得到润滑，有效减少主轴相对滑套轴向移动时的摩擦力。

液压卡盘9夹持工件后，主轴12随工件的传动发生圆周转动，由于滑套32与主轴12过盈配合，主轴12既可转动，也可相对滑套32滑动，主轴12通过滑套32承接能够保证主轴12与尾座主体1的同轴度，防止主轴12在工作时发生偏转和抖动，提高主轴的平稳性，保证加工的稳定性。

具体的，请参阅图7和图8，所述同心度调整机构7包括设置在尾座主体1与底座13之间的垫板71，所述底座13上设置有一个调节立柱72，所述调节立柱的外壁上水平开设有一个螺纹孔73，螺纹孔73的轴线与主轴12的轴线垂直，所述尾座主体上固定设置有一个承接块74，所述承接块74上开设有一个与螺纹孔同轴设置的通孔75，所述螺纹孔73和通孔75通过一根螺杆76连接，该螺杆76包括依次连接的螺纹段76a、限位肩76b、拧动调节部76c，该螺杆的螺纹段76a拧入螺纹孔73，螺杆的限位肩76b抵压的承接块74上，螺杆76的拧动调节部76c穿过通孔75。

进一步的，同心度调整机构还7包括两个对称设置的尾座主体导引机构，所述尾座主体导引机构7b包括一个定位块77和锁紧块78，所述定位块77包括上定位部77a、下定位部77b，所述底座13开设有一个与下定位部77b的横截面形状相适配的安装槽13a，所述垫板上开设有用于定位块穿过的避让口，所述定位块77穿过避让口并通过螺钉固定在安装槽中，所述上定位部为直角梯形状，所述锁紧块78也为直角梯形状，所述上定位部77a和锁紧块拼接成一个矩形状的导向块，所述尾座主体的底部开设有一个与导向块相适配的滑槽，所述尾座主体通过导向块与滑槽可沿水平方向滑动，所述上定位部与锁紧块的连接处设置有一个调节口79，所述上定位部上设置有一个定位螺孔，所述定位螺孔拧入一根定位螺钉70，所述定位螺钉70的头部能够推动锁紧块78向尾座主体1中心方向移动使锁紧块78限制尾座主体1滑动。本实施例中，所述尾座主体导引机构对称设置有两个。

在工件加工时，主轴12和机床主轴的同心度需要保持一致才能使工件平稳的转动，保证加工精度，通过调整主轴的径向位置的方式可实现对主轴和机床主轴同心度的调整，对主轴的径向位置的调整主要包括对竖直和水平方向这两个方向的调整；主轴在竖直方向的位置调整时可以通过磨平或更换垫板的方式使主轴达到合适的支承高度，无须对改变尾座主体和底座等大型部件进行改造，便于操作，调整成本低；主轴在水平方向的位置调整时，先松开定位螺钉70，使锁紧块78松开对尾座主体2的锁紧，然后通过扳手旋动拧动调节部76c，拧动力通过调节立柱72转化为推力，使限位肩76b推动尾座主体1沿水平方向移动到合适的位置。当尾座主体1移动到合适的位置时，再将定位螺钉拧紧，使定位螺钉70的头部推动锁紧块78向尾座主体1中心方向移动，锁紧块78与尾座主体1之间相互挤压产生摩擦阻力，从而限制尾座主体1滑动实现尾座主体的锁紧，防止尾座主体在工作过程中发生松开造成水平方向的自偏移。最后调整完毕后，通过锁紧螺钉701对底座、垫板、尾座主体进行固接。

见图1和图7，所述锁定机构4包括设置在底座上的锁定液压缸41，用于压紧机身导轨的压板42，设置在底座底部的杠杆支座43，可转动地设置在杠杆支座43上杠杆44，该杠杆44的中部通过承接轴45安装在杠杆支座43上；所述杠杆44的一端与压板42连接，另一端与锁定液压缸41的活塞杆端部连接。当尾座需要移动时，锁定液压缸41驱动活塞杆向上运动，通过杠杆44带动压板远离机身导轨b，尾座解锁；当尾座沿机身导轨b的导引方向移动到合适的位置时，锁定液压缸41驱动活塞杆向下运动，通过杠杆44带动压板42上升压紧机身导轨b，利用摩擦力使尾座不能相对机身导轨发生相对运动，牢固地锁定在机身上；快速实现尾座的锁定和解锁，便于控制，工作效率高。

见图1和图5，所述牵引连接机构5包括与在尾座移动方向垂直设置的牵引液压缸51，所述牵引液压缸的活塞杆51c伸出与机床牵引装置a连接。所述机床牵引装置包括可相对机身移动的床鞍a1，固定设置在床鞍上的牵引座a2，设置在牵引座上的连接孔a3，以及用于驱动床鞍a1横向移动的驱动装置，牵引液压缸51驱动活塞杆51c朝牵引座a2所在方向移动靠近，并使活塞杆端部插入牵引座的连接孔a3内实现传动连接；然后通过驱动装置驱动床鞍a1横向移动，从而带动尾座移动到合适的位置。该驱动装置并不是本发明的创新点所在，此处不再赘述。为了提高结构的紧凑性，本实施例中，底座上设置有一个用于安装牵引液压缸的安装腔，牵引液压缸设置在安装腔中。

优先的，请参阅图6，所述液压控制装置6包括第一油路控制机构，所述第一油路控制机构控制锁定机构4和牵引连接机构5同步工作，所述第一油路控制机构包括油箱61，与油箱连接的油泵62，一个换向阀63，单向阀64，所述油泵62通过供油管65依次与单向阀64和换向阀63的进油口连接，所述锁定液压缸41设有第一进油腔41a和第一回油腔41b，锁定液压缸的活塞杆41c设置在第一回油腔41b中，所述牵引液压缸51设有第二进油腔51a和第二回油腔51b，牵引液压缸的活塞杆51c设置在第二回油腔51b中；所述油箱61通过回油管66与换向阀63的回油口连接，换向阀上设置有两个工作油口，两个工作油口分别与第一油管67和第二油管68连接；第一油管的输出端分流设置有第一分管67a和第二分管67b，所述第一分管67a和第二分管67b分别与第一进油腔41a和第二回油腔51b连接；第二油管68的输入端设置分流设置有第三分管68a和第四分管68b，所述第三分管68a和第四分管68b分别与第一回油腔41b和第二进油腔51a连接。所述换向阀63优选为二位四通方向电磁控制阀。

以下简述液压控制原理：第一油路控制机构当尾座需要锁定时，换向阀63的进油口与第一油管67连通，油泵62对第一进油腔41a和第二回油腔51b供油，驱动锁定液压缸的活塞杆41c伸出，带动锁定机构压紧机身导轨b，使尾座牢固锁定在机身上；与此同时，牵引液压缸的活塞杆51c缩回，断开与牵引机构的连接，而第一回油腔41b和第二进油腔51a的油液通过第二油管68流回油箱61。当尾座需要移动时，换向阀63进行换向，换向阀的进油口与第二油管68连通，油泵62对第一回油腔41b和第二进油腔51a供油，驱动锁定液压缸的活塞杆41c缩回，使锁定机构松开，使尾座解除锁定；与此同时，牵引液压缸的活塞杆51c伸出，插入牵引座a2上的连接孔a3，使尾座与机床牵引装置传动连接，通过控制机床牵引装置就能移动尾座到合适的地方，而第一进油腔41a和第二回油腔51b的油液通过第一油管67流回油箱61。可见，该液压控制机构使工人通过单次操作就能控制锁定液压缸和牵引液压缸的同步运行，简化操作步骤，提高工作效率；另外由于采用液压为驱动源和数控技术相结合，自动化控制程度高，大大降低工人的劳动强度。

见图2和图9，所述底座13上还设置有预紧装置15，所述预紧装置包括具有内腔的壳体15.5，从下而上依次设置在壳体15.5内腔中的预紧力调节部15.1、弹簧15.2、承接座15.3、以及可转动地设置在承接座上的预紧轮15.4；所述预紧力调节部用于推动弹簧上升，带动承接座和设置在承接座上的预紧轮竖直上升使预紧轮抵压在机床导轨上。所述弹簧15.2为碟形弹簧,碟形弹簧具有刚度大，缓冲吸振能力强，能以小变形承受大载荷的优点，保证预紧力。

当尾座需要移动时，尾座上的锁定机构4松开对机身导轨b的锁定，尾座可相对机身导轨b滑动，机身导轨b位于预紧装置15和底座13之间，通过调整预紧力调节部使弹簧15.2压缩推动承接座15.3上升，使预紧轮15.4抵压在机身导轨b的底部形成一个预紧力，尾座在移动时，该预紧力保证底座始终压贴在机身导轨b上，防止底座与机身导轨之间的间隙过大，影响尾座移动的平稳性和移动位置精度。另外，通过设置预紧装置可防止尾座脱离机身导轨发生意外事故。

见图3，所述尾座主体后端设有后法兰21，所述液压驱动机构包括套在主轴12上且与套筒固定连接的缸套22，套在缸套上且与后法兰固定连接的活塞23，以及套在活塞23上且与套筒固定连接的第一密封法兰24，所述缸套22、套筒11、第一密封法兰24、活塞围成一个液压缸，形成第三进油腔x和第三回油腔r。液压油进入第三进油腔x推动缸套22和套筒11向前移动，主轴12和液压卡盘9跟随套筒向前移动，第三回油腔r中的油液回流到油箱61；当驱动卡盘朝远离工件的方向移动时，液压油进入回油腔推动第一密封法兰24和套筒11向后移动，主轴和卡盘跟随套筒向后移动，第三进油腔中的油液回流到油箱61。所述液压驱动机构通过液压控制装置中的第二油路控制机构控制运动。此处，所述缸套与主轴过盈配合，缸套与主轴之间的间隙优选为0.1mm。

具体的，所述套筒的顶部开设有一个沿轴向延伸的滑槽25，尾座主体上固定设置有一个导向柱26，该导向柱26卡入滑槽中实现对套筒的周向定位，结构紧凑，易于装配。

优选的，所述承接组件8包括依次抵接的锁紧螺母81、圆柱滚子轴承82、隔套83、角接触球轴承84、第二密封法兰85；所述尾座主体的前端设置有前法兰86，所述第二密封法兰85和液压卡盘9固接在前法兰86上。主轴的支承结构采用前后端轴承支承，具有刚性强，结构牢固可靠的特点；为了提高支承能力，所述角接触球轴承可以设置并列设置多个。

优选的，所述卡盘驱动机构10包括开设在主轴上的一个轴向通孔10.1，所述设置在轴向通孔中的拉杆10.2，相互连接的安装座10.3和回旋油压缸10.4，所述安装座10.3与主轴12固定连接，所述回旋油压缸10.4的输出端与拉杆10.2传动连接；所述拉杆10.2的一端与回旋油压缸10.4的输出端传动连接，另一端与液压卡盘9的输入端连接。所述回旋油压缸10.4驱动拉杆10.2向前伸出或向后缩回，从而安装座10.3和主轴12连接，使结构更加紧凑，不与拉杆发生干涉；所述液压卡盘9为高速中实液压卡盘，该高速中实液压卡盘的承载性能好，夹持稳定性高，很好地满足加工需求，保证加工精度。

工作时，先通过同心度调整机构7，调整机床主轴与液压尾座主轴的同心度，确保两者的同心度符合加工要求，液压控制装置6控制所述锁定机构4解开锁定，同时牵引连接机构5与机床牵引装置a传动连接，机床牵引装置驱动液压尾座移动到合适的地方后再对液压尾座进行锁定，然后通过液压驱动机构2控制套筒11和缸套22的轴向运动，从而使设置在套筒11上的液压卡盘9移动到较佳的夹持位置，然后回转油压缸10.4驱动拉杆10.2对液压卡盘9进行牵引，使卡盘夹紧工件的尾部，实现对工件的进一步的定位，保证加工的稳定性；由于主轴通过承接组件与套筒转动连接，当工件高速旋转时，卡盘带动主轴平稳地高速回转，尾座主轴通过滑套承接能够防止主轴在工作时发生偏转和抖动，提高主轴的平稳性，保证加工的稳定性。与现有的机床尾座相比，更适用于重型工件高速旋转加工，减少部件的磨损，而且通过液压控制卡盘轴向移动，夹持或松开工件的操作方式简便，承载能力强，自动化程度高。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明的保护范围。