一种加工细长轴的生产线的制作方法

本发明涉及机械加工领域，具体涉及一种加工细长轴的生产线。

背景技术：

轴径比较大的细长轴的加工一直以来是金加工领域的难题，主要原因有如下几方面：

(1)加工难度大，对操作人员技术经验要求较高；

(2)产品的产品的成品率较低；

(3)传统细长轴的加工主要为装夹基准(中心孔)的精度，其难以获取，并且以中心孔为基准的装夹方法，加工工件并未得到充分定位，因此最终加工出的细长轴精度难以保证。

技术实现要素：

综上所述，为了解决现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种加工细长轴的生产线。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种加工细长轴的生产线，其特征在于，包括第一道工序中在工件两端加工出用于将其定位的拉头结构的拉头线切割机、第二道工序中通过拉头结构拉伸定位住工件后逐段加工的车床以及第三道工序中将工件浸泡电火花液中加工的磨床；

所述拉头结构包括处于工件端部中心位置的凸柱，所述凸柱相对的两侧对称设有两个直面，所述凸柱另外相对的两侧对称设有两个缺口，并且所述缺口包括处于底部的方形面以及处于该方形面两侧的第一平面和第二平面，所述第一平面与所述方形面垂直，所述第二平面处于所述方形面靠近凸柱外端的一侧，并且所述第二平面与所述方形面形成的夹角大于90°。

本发明的有益效果是：首先改变传统细长轴加工工艺中的装夹方法，即最开始在工件的两端通过线切割的方式，加工出后续用于车床加工与磨床加工装夹定位用的拉头结构，在车床加工与磨床加工的加工过程中通过拉头结构拉住工件将其装夹，拉力式的装夹方式使工件的稳定性大为提高，并且径向强度大便于加工；另外改变传统细长轴加工工艺中的磨床磨削加工为电火花加工，提高加工精度。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以作如下进一步的改进：

进一步，所述拉头线切割机包括花岗岩制成的机台，所述机台的中间位置设有用于固定住工件的装夹箱，所述装夹箱为镂空的方体框装结构，在所述装夹箱内水平设有空心主轴，并且所述空心主轴的两端均伸出所述装夹箱外，所述空心主轴的两端且对应所述装夹箱外的位置分别设有设有用于夹紧工件的四爪夹头；

所述工件的一端处于所述装夹箱的外侧，其另外一端经过其中一个四爪夹头再贯穿空心主轴内部后从另外一个四爪夹头穿出；所述机台上且对应所述工件两端的位置处设有在工件的端部加工出所述拉头结构的线切割组件；

其中的一个线切割组件包括上下设置的第一线切割头、第一上拖板、第一中拖板和第一滑套，所述第一滑套可沿着所述机台纵向滑动以适应不同长度工件的加工；所述第一中拖板可纵向滑动的处于所述第一滑套上，所述第一上拖板可横向滑动的处于所述第一中拖板上，所述第一线切割头安装在所述第一上拖板上，所述第一线切割头通过所述第一中拖板的纵向滑动和所述第一上拖板的横向滑动实现其在水平面的移动；

其中的另外一个线切割组件包括上下设置的第二线切割头、第二上拖板、第二中拖板和导轨，所述导轨固定在所述机台上；所述第二中拖板可纵向滑动的处于所述导轨上，所述第二上拖板可横向滑动的处于所述第二中拖板，所述第二线切割头安装在所述第二上拖板上，所述第二线切割头通过所述第二中拖板的纵向滑动和所述第二上拖板的横向滑动实现其在水平面的移动。

采用上述进一步技术方案的有益效果为：采用线切割的方式在工件的两端加工出拉头结构，容易保证拉头结构符合要求。

进一步，所述车床包括床身、箱体、车头组件、第一拉杆、第二拉杆，所述床身为长条块状，在所述床身两端的上表面分别设有竖直向上的头架墙板和尾架墙板，所述头架墙板的顶部和所述尾架墙板的顶部之间通过固定杆连接起来，所述床身上中间位置且对应所述头架墙板和所述尾架墙板之间设有供所述箱体水平运动的第一导轨；

所述第一拉杆的一端通过轴承可转动的安装在所述头架墙板上；所述第一导轨上且靠近所述尾架墙板的位置处可滑动的设有尾座，所述尾座距离所述所述尾架墙板较近的一侧通过第一拉力螺杆与尾架墙板连接；所述第二拉杆的一端通过另外的轴承可转动的安装在尾座上远离所述尾架墙板的一侧；所述工件一端的拉头结构通过第一拉套被所述第一拉杆远离所述头架墙板的一端拉住，所述工件的另外一端的拉头结构穿过所述箱体后通过第二拉套被所述第二拉杆远离所述尾架墙板的一端拉住，所述第二拉杆与所述第一拉杆的结构一致，所述第二拉套和所述第一拉套的结构一致；

所述床身上的一侧设有与所述第一导轨相互平行第二导轨，所述箱体的一侧为开口设置，所述车头组件可滑动的处于所述第二导轨上且对应所述箱体开口的位置处，并且所述箱体与所述车头组件分别沿着所述第一导轨和所述第二导轨从头架墙板到尾架墙板的方向上同步运动，并且在同步运动的过程中所述车头组件穿过所述箱体的开口对工件逐段加工，所述箱体上设有带动箱体与所述车头组件同步运动以及工件旋转的双头电机。

采用上述进一步技术方案的有益效果为：实现车床通过拉头结构拉伸定位住工件后逐段加工，避免一次加工完工件，因其细长而产生回弹，影响加工精度。

进一步，所述第一拉杆的端部设有与所述凸柱的缺口相匹配的卡块，所述第一拉杆上且对应所述卡块的位置处设有插入固定块的插孔，所述第一拉套套在所述凸柱的外周，并且第一拉套的内壁上设有顶住所述直面的凸块；

所述第一拉杆通过所述卡块卡入所述凸柱的缺口内再将螺栓连接固定块和第一拉套后将工件拉住，并且工件在整个加工过程中其轴向可自由伸展。

采用上述进一步技术方案的有益效果为：通过两个对称的直面以及第二平面拉伸定位住工件来加工，保证车床、磨床通过拉头结构拉伸定位住工件来加工的过程中机床转动工件的旋转中心线与拉伸工件的拉力应力线重合一致，从而减少工件恢复自由状态即从机床上放下后的变形量，最终提高了加工精度。

进一步，所述箱体上且对应所述工件的位置处设有用于限制工件不做径向位移的无定心液压四爪夹头。

进一步，所述车头组件包括第二滑套、第三中拖板、小拖板和刀架，所述第二滑套可滑动的处于所述第二导轨上且对应所述箱体开口的位置处，所述第三中拖板可纵向滑动的处于所述第二滑套上，所述小拖板可横向滑动的处于所述第三中拖板上，所述刀架安装在所述小拖板上，所述刀架通过所述第三中拖板的纵向滑动和所述小拖板的横向滑动实现其进给和横向移动来车削加工。

进一步，所述第一拉力螺杆穿出所述尾架墙板外，在所述第一拉力螺杆上且对应所述尾架墙板的外侧固定有第一卡环，所述第一卡环和所述尾架墙板的侧壁之间压缩有第一弹簧，所述尾座在所述第一弹簧的弹力下通过第二拉杆实时拉住工件。

进一步，所述第一拉力螺杆上且对应所述第一弹簧的位置处设有用于检测第一弹簧弹力的压力感应器。

采用上述进一步技术方案的有益效果为：通过压力感应器掌握对工件的拉力，使其符合实际加工要求。

进一步，所述磨床包括机架、气浮套，在所述机架上中间位置设有用花岗岩制作的且用于供所述气浮套气浮滑动的条状轨道，所述机架上的一侧设有槽体，在所述槽体内装有电火花加工液，所述工件的两端可转动的安装在所述槽体内，并且所述工件浸没在电火花加工液内，所述气浮套上设有磨头组件，所述磨头组件在所述气浮套沿着所述轨道气浮运动的过程中对工件进行加工。

采用上述进一步技术方案的有益效果为：实现磨床通过拉头结构拉伸定位住工件并浸泡在电火花液中来加工，改变传统细长轴加工工艺中的磨床磨削加工为电火花加工，提高加工精度。

进一步，所述槽体的一端外侧设有带动工件转动的旋转电机，所述旋转电机输出端通过第一旋转万向节联接第三拉杆的一端，所述第三拉杆的另外一端通过第三拉套联接所述槽体内工件一端的拉头结构，所述工件另一端的拉头结构通过第四拉套联接第四拉杆的一端，所述第四拉杆的另外一端通过用于形成回路来电火花加工的回路电极联接第二拉力螺杆；

所述第二拉力螺杆远离工件的一端从槽体与旋转电机相对的侧面穿出，在所述第二拉力螺杆上且对应所述槽体的外侧固定有第二卡环，所述第二卡环和所述槽体的侧壁之间压缩有第二弹簧，所述第二拉力螺杆在所述第二弹簧的弹力下通过第四拉杆实时拉住工件。

进一步，所述第三拉杆和所述第四拉杆与所述第一拉杆的结构一致，所述第二拉套和所述第四拉套与所述第一拉套的结构一致。

附图说明

图1为工件端部拉头结构的放大示意图；

图2为拉头线切割机的结构示意图；

图3为车床的结构示意图；

图4为第一拉杆的结构示意图；

图5为第一拉杆与工件拉头结构的装配示意图；

图6为第一拉套的结构示意图；

图7为第一拉杆与工件的连接结构放大示意图；

图8为磨床的结构示意图；

图9为磨床的俯视图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、工件，2、机台，3、装夹箱，4、空心主轴，5、四爪夹头，6、线切割组件，7、床身，8、箱体，9、车头组件，10、第一拉杆，11、第二拉杆，12、头架墙板，13、尾架墙板，14、第一导轨，15、尾座，16、第一拉力螺杆，17、第一拉套，18、第二拉套，19、第二导轨，20、固定杆，21、电机，22、无定心，23、第一卡环，24、第一弹簧，25、压力传感器，26、机架，27、气浮套，28、轨道，29、槽体，30、磨头组件，31、旋转电机，32、第一旋转万向节，33、回路电极，34、第二拉力螺杆，35、第二卡环，36、第二弹簧，37、第三拉杆，38、第三拉套，39、第四拉套，40、第四拉杆,41、凸柱，42、直面，43、方形面，44、第一平面，45、第二平面，46、卡块，47、插孔，48、固定块，49、第一上拖板，50、第一中拖板，51、第一线切割头,52、第一滑套，53、第二线切割头，54、第二上拖板，55、第二中拖板，56、导轨，57、第二滑套，58、第三中拖板，59、小拖板，60、车头。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

一种加工细长轴的生产线，包括第一道工序中在工件1两端加工出用于将其定位的拉头结构的拉头线切割机、第二道工序中通过拉头结构拉伸定位住工件1后逐段加工的车床以及第三道工序中将工件1浸泡电火花液中加工的磨床。如图1所示，所述拉头结构包括处于工件1端部中心位置的凸柱41，所述凸柱41相对的两侧对称设有两个直面42，所述凸柱41另外相对的两侧对称设有两个缺口，并且所述缺口包括处于底部的方形面43以及处于该方形面43两侧的第一平面44和第二平面45，所述第一平面44与所述方形面43垂直，所述第二平面45处于所述方形面43靠近凸柱41外端的一侧，并且所述第二平面45与所述方形面43形成的夹角大于90°。两个对称的直面42以及第二平面45用于后续加工拉伸定位住工件1，保证车床、磨床通过拉头结构拉伸定位住工件1来加工的过程中机床转动工件1的旋转中心线与拉伸工件1的拉力应力线重合一致，从而减少工件1恢复自由状态即从机床上放下后的变形量，最终提高了加工精度。

如图2所示，所述拉头线切割机包括花岗岩制成的机台2，采取花岗岩作为机台2，花岗岩材料不容易受工作环境的温度、光照等因素的影响而发生微量形变，从而保证加工平面的精度。所述机台2的中间位置设有用于固定住工件1的装夹箱3，所述装夹箱3为镂空的方体框装结构，在所述装夹箱3内水平设有空心主轴4，并且所述空心主轴4的两端均伸出所述装夹箱3外，所述空心主轴4的两端且对应所述装夹箱3外的位置分别设有设有用于夹紧工件1的四爪夹头5。所述工件1的一端处于所述装夹箱3的外侧，其另外一端经过其中一个四爪夹头5再贯穿空心主轴4内部后从另外一个四爪夹头5穿出。所述机台2上且对应所述工件1两端的位置处设有在工件1的端部加工出拉头结构的线切割组件6。

两台线切割组件6中的一台固定即在机台2的位置不可改变，另外一台线切割组件6在机台2的位置可调，以适应不同长度的工件1。采用线切割的方式在工件1的两端通过空心主轴4做旋转分度从而加工出上述拉头结构，容易保证加工出的拉头结构符合要求。

如图3所示，所述车床包括床身7、箱体8、车头组件9、第一拉杆10、第二拉杆11，所述床身7为长条块状，在所述床身7两端的上表面分别设有竖直向上的头架墙板12和尾架墙板13，所述头架墙板12的顶部和所述尾架墙板13的顶部之间通过固定杆20连接起来，所述床身7上中间位置且对应所述头架墙板12和所述尾架墙板13之间设有供所述箱体8水平运动的第一导轨14。

所述第一拉杆10的一端通过轴承可转动的安装在所述头架墙板12上；所述第一导轨14上且靠近所述尾架墙板13的位置处可滑动的设有尾座15，所述尾座15距离所述所述尾架墙板13较近的一侧通过第一拉力螺杆16与尾架墙板13连接；所述第二拉杆11的一端通过另外的轴承可转动的安装在尾座15上远离所述尾架墙板13的一侧；所述工件1一端的拉头结构通过第一拉套17被所述第一拉杆10远离所述头架墙板12的一端拉住，所述工件1的另外一端的拉头结构穿过所述箱体8后通过第二拉套18被所述第二拉杆11远离所述尾架墙板13的一端拉住。所述箱体8上且对应所述工件1的位置处设有用于限制工件1不做径向位移的无定心液压四爪夹头22，无定心液压四爪夹头22对工件1无径向力。

如图4和5所示，所述第一拉杆10的端部设有与所述凸柱41的缺口相匹配的卡块46，所述第一拉杆10上且对应所述卡块的位置处设有插入固定块48的插孔47，所述第一拉套17套在所述凸柱41的外周。如图6所示，第一拉套的内壁17上设有顶住所述直面42的凸块49。如图7所示，所述第一拉杆10通过所述卡块46卡入所述凸柱41的缺口内再将螺栓连接固定块48和第一拉套后14将工件1拉住。所述第二拉杆11与所述第一拉杆10的结构一致，所述第二拉套18和所述第一拉套17的结构一致，第二拉杆11与工件1的连接与第一拉杆10与工件1的连接方式一样。

所述床身7上的一侧设有与所述第一导轨14相互平行第二导轨19，所述箱体8的一侧为开口设置，所述车头组件9处于所述第二导轨19上且对应所述箱体8开口的位置处，所述车头组件9包括第二滑套57、第三中拖板58、小拖板59和刀架60，所述第二滑套57可滑动的处于所述第二导轨19上且对应所述箱体8开口的位置处，所述第三中拖板58可纵向滑动的处于所述第二滑套57上，所述小拖板59可横向滑动的处于所述第三中拖板58上，所述刀架60安装在所述小拖板59上，所述刀架60通过所述第三中拖板58的纵向滑动和所述小拖板59的横向滑动实现其进给和横向移动来车削加工。所述箱体8与所述车头组件9分别沿着所述第一导轨14和所述第二导轨19从头架墙板12到尾架墙板13的方向上同步运动，并且在同步运动的过程中所述车头组件9穿过所述箱体8的开口对工件1逐段加工，所述箱体8上设有带动箱体8与所述车头组件9同步运动以及工件1旋转的双头电机21。

所述第一拉力螺杆16穿出所述尾架墙板13外，在所述第一拉力螺杆16上且对应所述尾架墙板13的外侧固定有第一卡环23，所述第一卡环23和所述尾架墙板13的侧壁之间压缩有第一弹簧24，所述尾座15在所述第一弹簧24的弹力下通过第二拉杆11实时拉住工件1，所述第一拉力螺杆16上且对应所述第一弹簧24的位置处设有用于检测第一弹簧24弹力的压力感应器25。在整个车床加工的过程中工件1两端的拉头结构被第一拉杆10和第二拉杆11轴向拉紧，工件1在整个加工过程中其轴向可自由伸展，可以提高工件1的径向刚度。另外分段加工工件1，避免一次加工完工件1，因其细长而产生回弹，影响加工精度。

如图8和9所示，所述磨床包括机架26、气浮套27，在所述机架26上中间位置设有用花岗岩制作的且用于供所述气浮套27气浮滑动的条状轨道28，采用气浮套27在条状轨道28上气浮滑动，气浮套27不与轨道28接触，减小了摩擦力，保证了在加工的过程中的端跳精度，在整个平面加工运动中气浮套27做低速平稳转动。所述机架26上的一侧设有槽体29，所述槽体29的外侧设有带动工件1转动的旋转电机31，所述旋转电机31输出端通过第一旋转万向节32联接第三拉杆37的一端，所述第三拉杆37的另外一端通过第三拉套38联接所述槽体29内工件1一端的拉头结构，所述工件1另一端的拉头结构通过第四拉套39联接第四拉杆40的一端，所述第四拉杆40的另外一端通过通过用于形成回路来电火花加工的回路电极33联接第二拉力螺杆34。

其中所述第三拉杆31和所述第四拉杆40与所述第一拉杆10的结构一致，所述第二拉套18和所述第四拉套39与所述第一拉套17的结构一致，第三拉杆31、第四拉杆40与工件1的连接与第一拉杆10与工件1的连接方式一样。

所述第二拉力螺杆34远离工件1的一端从槽体29与旋转电机31相对的侧面穿出，在所述第二拉力螺杆34上且对应所述槽体29的外侧固定有第二卡环35，所述第二卡环35和所述槽体29的侧壁之间压缩有第二弹簧36，所述第二拉力螺杆34在所述第二弹簧36的弹力下通过第四拉杆实时拉住工件1。在所述槽体29内装有电火花加工液，所述工件1的两端可转动的安装在所述槽体29内，并且所述工件1浸没在电火花加工液内，所述气浮套27上设有磨头组件30，所述磨头组件30在所述气浮套27沿着所述轨道28气浮运动的过程中对转动的工件1进行加工。磨床通过拉头结构拉伸定位住工件并浸泡在电火花液中来加工，改变传统细长轴加工工艺中的磨床磨削加工为电火花加工，工件1与电极头无机械接触，工件1没有温升，提高加工精度。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。