专利名称：轴类及管类工件拉紧状态下的加工装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种轴类及管类工件的加工装置，属于轴类及管类工件的外表面
加工技术领域。
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，并且在加工过程中由于温度 升高，导致工件伸长无法释放而发生弯曲，而且加工后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。 上述中国专利文献CN201186355公开的《用于柔性长轴加工的工装夹具》还存在 另一个不足之处，就是工件的两端都采用卡盘定位夹紧，当工件需要改变设备类型，如由车 床车削移到磨床磨削或磨床转车床加工时，两次装夹的位置就会发生变化，也就是说两次 装夹不是同一个定位基准，同样不能有效减小工件径向跳动和圆度等形位公差。 众所周知，通过工件两端的中心孔定位并通过两顶尖装夹来加工轴类工件，可以 保证工件多次装夹采用同一个定位基准，能够有效提高定位和加工精度。如中国专利文献 CN1994666A公开的《一种轴类零件的夹持方法》，是先测出工件自由状态下两端的距离，再 将工件顶在两顶尖之间，其中一个装在活动顶尖座上，工件两端装上法兰盘，分别用螺母旋 紧，使顶尖与工件中心孔贴合，测量工件两端的距离，并与自由状态下相比较，调整活动顶 尖座的位置，使工件两端的距离与自由状态下一致，固定活动顶尖，即可加工工件。这种方 法操作复杂，也没有给出通过何种技术手段调整活动顶尖座的位置使工件两端的距离与自 由状态下一致。工件也没有在拉紧状态下加工，加工过程中不能抵消切削力、热膨胀力等造 成的工件变形。 当需要对工件精确定位，又要通过卡盘夹紧时，可以采用浮动卡盘。浮动卡盘主要 用于不规则的带脱模斜度的坯件，卡盘中孔内可安装顶尖，以便对工件精确定位。卡盘的主 要特性为夹紧力大，在夹紧的同时将工件向后拉，使工件端面紧靠在卡盘的定位面上；卡爪 能单独浮动，能夹持不规则和带小斜度的坯件。如中国专利文献CN2154143公开的《一种顶 尖式浮动卡盘》，包括卡盘体和三爪，卡盘体内的三爪可以绕定位销转动，有顶尖滑动安装在卡盘体前端内，卡盘体内有拉杆，拉杆上套装有上、下两个浮动体，卡盘体内有弹簧使三 爪和下浮动体保持锥面接触。浮动卡盘可以实现对工件夹紧的同时又能精确定位，但是需 要中间拉杆的拉动，因此无法实现工件在拉紧状态下的加工。 综合现有技术，使轴类工件通过两顶尖定位在既受顶尖顶压力又受拉紧力的状态 下加工，是提高工件加工精度的关键，但在实际应用上存在一定技术难度，目前尚未发现有 这方面技术的报道。
发明内容本实用新型针对现有轴类及管类工件加工技术存在的不足，提供一种多工位加工
时定位准确、能够有效保证加工精度的轴类及管类工件拉紧状态下的加工装置。
本实用新型的轴类及管类工件拉紧状态下的加工装置采用以下技术解决方案 该装置包括安装在机床主轴前端的浮动卡盘和安装在机床尾部的拉紧装置，该拉
紧装置上也安装有浮动卡盘，所述拉紧装置包括液压缸、轴承座、轴承、卡盘座和底座，液压
缸安装在底座上，液压缸内设有活塞杆，活塞杆的两端分别伸出液压缸的前后端，活塞杆与
液压缸的内壁之间设有活塞杆的径向定位装置，活塞杆的前伸出端安装有轴承座，轴承座
上安装有轴承，轴承上安装有盘座，浮动卡盘安装在卡盘座上，活塞杆内部设有通孔，卡盘
座上浮动卡盘的拉杆由活塞杆的通孔伸出，活塞杆的后伸出端安装有一个液压缸，该液压
缸内的活塞也设有内部通孔，卡盘座上浮动卡盘的拉杆伸入该液压缸的活塞通孔，拉杆通
过前后两个推力轴承与活塞连接在一起。 上述装置应用时，工件通过两浮动卡盘上的顶尖定位，然后通过拉紧装置后部的 液压缸驱动后浮动卡盘的拉杆使后浮动卡盘夹紧工件的后端，再启动拉紧装置，使后浮动 卡盘和工件一起向后拉紧，使工件处于拉紧状态。由于推力轴承的作用，后浮动卡盘、工件 和后浮动卡盘的拉杆能够一起转动。 浮动卡盘内的顶尖可采用浮动顶尖、活顶尖等各种结构形式。 本实用新型采用将工件两端顶住的定位装夹方式，可保证多工位加工时采用同一 定位基准，同时在拉紧状态下加工工件，使工件在轴向方向有伸长的趋势，可随时释放工件 在加工过程中因切削力、热膨胀力等引起的变形，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是本实用新型的结构示意图。 其中1 、后浮动卡盘，2、顶尖，3、卡盘座，4、轴承，5、轴承座，6、前端盖，7、后浮动卡 盘拉杆，8、液压缸，9、活塞杆，10、定位销，11、底座，12、后端盖，13、轴类工件，14、前浮动卡
盘拉杆，15、前浮动卡盘，16、连接盘，17、左端盖，18、活塞，19、推力轴承，20、缸体，21、右端
圭
具体实施方式如图1所示，本实用新型的装置包括安装在机床主轴前端的前浮动卡盘15和安装 在机床尾部的拉紧装置，该拉紧装置上安装有后浮动卡盘1。前浮动卡盘15安装在机床主
4轴上，在机床主轴的后端安装有中通回转油缸(未画出)，前浮动卡盘的拉杆14与该回转油 缸的活塞连接，在该回转油缸的带动下前浮动卡盘的拉杆14拉动前浮动卡盘15夹紧工件， 中通回转油缸、前浮动卡盘15和轴类工件13随机床主轴一起转动。 所述的拉紧装置采用液压驱动结构，包括液压缸8、轴承座5、轴承4、卡盘座3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，其在机床上的移动 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的两端分别伸出液压缸8的前端盖6和前端盖12，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6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12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的前伸出端安装有轴承座5， 轴承座5与活塞杆9通过键连接，并通过挡圈轴向固定。轴承座5上安装有轴承4，轴承4 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5连接，轴圈通过螺钉与卡盘座3连接。后浮动卡盘1通过螺栓安 装在卡盘座3上。拉紧装置的作用是带动后浮动卡盘1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随后浮动卡盘1转动，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IO，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10可采用T型键。液压缸8的活塞杆9的内部是带通孔 的，并且伸出液压缸8的后端盖12，后浮动卡盘1的拉杆7伸出活塞杆9的内孔。活塞杆9 的后端安装有连接盘16，连接盘16上安装有由左端盖17、缸体20、活塞18和右端盖21组 成的液压缸，活塞18的两端与后浮动卡盘拉杆7之间均设有推力轴承19。两个浮动卡盘内 的顶尖2可以是固定的也可以是浮动的。 轴类工件13的两端安装在前浮动卡盘15和后浮动卡盘1的顶尖2之间，通过两 浮动卡盘的顶尖定位。然后通过由左端盖17、缸体20、活塞18和右端盖21组成的液压缸 驱动后浮动卡盘的拉杆7使后浮动卡盘1夹紧轴类工件13的后端。再启动拉紧装置，使后 浮动卡盘1、其上的顶尖和轴类工件13 —起向后拉紧，使轴类工件13处于拉紧状态。由于 推力轴承19的作用，后浮动卡盘1、轴类工件13和后浮动卡盘拉杆7能够一起转动。 加工管类工件时，将管类工件的两端预先固定安装工艺头，工艺头的外端面上带 有中心孔。加工时，将管类工件两端的工艺头装夹在前浮动卡盘15和后浮动卡盘1的顶尖 2之间。其它过程与加工轴类工件一样。
权利要求一种轴类及管类工件拉紧状态下的加工装置，包括安装在机床主轴前端的浮动卡盘和安装在机床尾部的拉紧装置，该拉紧装置上也安装有浮动卡盘，其特征是所述拉紧装置包括液压缸、轴承座、轴承、卡盘座和底座，液压缸安装在底座上，液压缸内设有活塞杆，活塞杆的两端分别伸出液压缸的前后端，活塞杆与液压缸的内壁之间设有活塞杆的径向定位装置，活塞杆的前伸出端安装有轴承座，轴承座上安装有轴承，轴承上安装有盘座，浮动卡盘安装在卡盘座上，活塞杆内部设有通孔，卡盘座上浮动卡盘的拉杆由活塞杆的通孔伸出，活塞杆的后伸出端安装有一个液压缸，该液压缸内的活塞也设有内部通孔，卡盘座上浮动卡盘的拉杆伸入该液压缸的活塞通孔，拉杆通过前后两个推力轴承与活塞连接在一起。
专利摘要本实用新型提供了一种轴类及管类工件拉紧状态下的加工装置，该装置包括安装在机床主轴前端的浮动卡盘和安装在机床尾部的拉紧装置，该拉紧装置上也安装有浮动卡盘，所述拉紧装置包括液压缸、轴承座、轴承、卡盘座和底座，浮动卡盘安装在卡盘座上，活塞杆内部设有通孔，卡盘座上浮动卡盘的拉杆由活塞杆的通孔伸出，活塞杆的后伸出端安装有一个液压缸，该液压缸内的活塞也设有内部通孔，卡盘座上浮动卡盘的拉杆伸入该液压缸的活塞通孔，拉杆通过前后两个推力轴承与活塞连接在一起。本实用新型可保证多工位加工时采用同一定位基准，同时在拉紧状态下加工工件，提高了工件加工时的刚度，使工件在轴向方向有伸长的趋势可有效提高加工精度。
文档编号B23Q3/00GK201519882SQ20092026937
公开日2010年7月7日 申请日期2009年11月6日 优先权日2009年11月6日
发明者王爱福, 赵显华 申请人:赵显华