专利名称：一种车削细长轴的减振跟刀架的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种机械加工工具，具体是指一种车削细长轴的减振跟刀架。
背景技术：
细长轴的加工历来是机械加工业中的难点之一，其主要难点是工件的刚性极差，在切削力的作用下容易产生振动，造成工件表面粗糙，尺寸及形状公差难以保证；其次是加剧刀具磨损，造成刀具崩刃现象，甚至造成工件报废的可能，严重影响生产效率和效益。目前加工细长轴常用的方法是使用点支撑式跟刀架，跟刀架是径向支承旋转工件的辅助装置，加工时，与刀具一起沿工件轴向移动，降低切削速度和进给量，采用较小的切削深度，并增加支撑工件用的中心架数量，但这些常用技术无法彻底消除加工中的振动现象。经过技术查新，迄今为止还没有一种较好的方法和装置，能有效消除细长轴在加工过程中出现的振动现象。
发明内容
本发明的目的在于提供一种车削细长轴的减振跟刀架，基本消除细长轴类加工过程中的振动，提高工件的旋转精度，从而提高工件表面质量。本发明的目的通过下述技术方案实现
一种车削细长轴的减振跟刀架，包括下支座，以及与下支座匹配的上支座，上支座与下支座构成圆筒形空腔结构，在所述空腔内套装有固定套，在固定套内安装有内部中空的阻尼套，阻尼套与固定套通过锥度配合，在阻尼套直径较大的一端安装有弹簧，弹簧通过端盖固定在固定套内，并通过垫片作用在阻尼套的大直径端面上。在车床的溜板上安装有支架，在支架上安装有半圆筒状的下支座，下支座上通过螺栓、卡扣等连接方式固定连接有上支座，上支座与下支座配合可形成圆筒状结构，其内部空心，在下支座和上支座构成的内部空腔位置安装有固定套，在固定套内套装有阻尼套，阻尼套与固定套呈锥度配合，阻尼套外部的锥度大小应能防止阻尼套和固定套的内锥面产生互锁现象，进而防止阻尼套抱死加工件而发生闷车现象；下支座与上支座构成的整体、固定套、阻尼套均同轴，且该轴线与车床的主轴旋转中心位于同一直线，阻尼套的大直径端面设置有垫片，在靠近垫片的固定套端面安装有端盖，端盖通过螺钉固定在固定套上，在端盖和垫片之间安装有弹簧，弹簧处于压缩状态，弹簧的弹力通过垫片传递给阻尼套；根据使用车床的大小和规格，确定车床溜板表面到主轴旋转中心的高度，进而确定跟刀架安装基面到阻尼套中心的高度值H，根据被车工件的直径确定阻尼套内径的大小，进而确定固定套的直径，再根据支座直径的大小设计调整环的直径，按照装配关系调整其余零件的相关尺寸；车刀靠在阻尼套小端方向出口处，随着加工的不断进行，跟刀架和车刀是同步轴向进给移动的，阻尼套在弹簧的推力和固定套内锥的作用下，抱在被加工轴上，一方面对加工轴形成动配合定位和类似简支梁支撑，从而提高了工件被加工点的旋转精度和抗弯刚度，另一方面对加工轴的旋转产生阻尼，基本消除了振动，达到吸振、抑振的目的；随着加工的进行，阻尼套内孔会产生一定的磨损，在预压弹簧推力的作用下，阻尼套相对固定套产生一定的轴向位移，在固定套锥孔的作用下，进而对阻尼套内孔产生的磨损进行自动补偿，消除了阻尼套磨损带来的影响。在所述阻尼套上设置有开口通槽。进一步讲，在阻尼套上设有一开口通槽，开口通槽在阻尼套的侧壁上，并且连通阻尼套的两个端面，该开口通槽是在完整的阻尼套上剪切形成的，开口通槽使阻尼套其具有一定弹性，以便在弹簧推力的作用下，对阻尼套内孔产生的磨损进行自动补偿。所述阻尼套的内侧壁上设置有冷却油槽。进一步讲，作为本发明的进一步改进，在加工过程中，阻尼套会一直与工件表面抱紧，在移动过程中，会产生一定的热量，为了将摩擦的热量排出，在阻尼套的内侧壁上设置有冷却油槽，通过在冷却油槽内通入冷却液，以便及时将摩擦产生的热量排出，达到冷却的目的，同时冷却液可以减小阻尼套内孔的磨损速度，达到降低阻尼套损耗的目的。所述冷却油槽呈螺旋状分布。进一步讲，作为本发明的进一步改进，冷却油槽的优选结构为螺旋状结构，其均匀地分布在阻尼套内壁上，在旋转过程中，冷却液会沿冷却油槽流动，同时在工件移动的过程中冷却液散布在工件表面的面积最大，能有效保证润滑效果，减少磨损。在所述上支座、固定套、以及阻尼套上设置有连通阻尼套内壁与上支座外部连通的通孔，在该通孔内安装有软管接头。进一步讲，为了适于冷却油槽的结构，通过设置通孔的方式，使得软管接头将外部的冷却液能够及时、足量地从外部源源不断地补充到冷却油槽，及时散热。在所述上支座与下支座的内侧壁上设置有两个相互平行的圆环状凹槽，在该凹槽内安装有调整环，所述调整环套装在固定套外表面。进一步讲，为了提高上支座和下支座的通用性，可以采用调整环镶嵌在圆环状凹槽内的结构形式，通过采用不同内径的调整环，来实现不同内径的固定套和阻尼套的安装，通过改变调整环的大小来适应阻尼套、固定套尺寸的变化，以减少支座的使用规格和减少固定套的材料用量和加工量，达到节约成本的目的。所述一个凹槽内的调整环由两个半环构成。进一步讲，为了便于装配，采用两个半环结构构成一个调整环的结构形式，上支座和下支座通过螺杆等连接后，调整环可以固定，当上支座和下支座分开时，调整环也自动松开，便于装配。所述阻尼套采用夹布胶木或尼龙等非金属材料制成。进一步讲，作为本发明的进一步优选，阻尼套的材料有一定的技术要求，需要具有一定的滋润性和耐磨性，同时需要有一定的强度，优选的是夹布胶木、尼龙等非金属材料制作而成。所述阻尼套的长度与其内径之比为1. 25 1.8。进一步讲，阻尼套和工件的接触长度定为工件直径的1. 25到1. 8倍较为合适，即阻尼套的长度与其内径之比为1. 25 1.8，在此取值范围内，阻尼套消除振动的效果最好，同时其摩擦阻力也比较合理，如果其比值过小，减振的效果不明显，如果其比值过大，减振的效果达到最大值后并无明显增加，反而增加了工件与阻尼套的摩擦力，不利于生产；同时该比值与工件的直径成类似反比的情况，即当工件直径较大时，取小值；当工件直径较小时，取较大值。本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果 I本发明一种车削细长轴的减振跟刀架，车刀靠在阻尼套小端方向出口处，随着加工的不断进行，跟刀架和车刀是同步轴向进给移动的，阻尼套在弹簧的推力和固定套内锥的作用下，抱在被加工轴上，一方面对加工轴形成动配合定位和类似简支梁支撑，从而提高了工件被加工处的旋转精度和抗弯刚度，另一方面对加工轴的旋转产生阻尼，基本消除了振动，达到吸振、抑振的目的；随着加工的进行，阻尼套内孔会产生一定的磨损，在预压弹簧推力的作用下，阻尼套相对固定套产生一定的轴向位移，在固定套锥孔的作用下，进而对阻尼套内孔产生的磨损进行自动补偿，消除了阻尼套磨损带来的影响；
2本发明一种车削细长轴的减振跟刀架，在阻尼套的内侧壁上设置有冷却油槽，通过在冷却油槽内通入冷却液，以便及时将摩擦产生的热量排出，达到冷却的目的，同时冷却液可以减小阻尼套内孔的磨损速度，达到降低阻尼套损耗的目的；
3本发明一种车削细长轴的减振跟刀架，采用两个半环结构构成一个调整环的结构形式，上支座和下支座通过螺杆等连接后，调整环可以固定，当上支座和下支座分开始，调整环也自动松开，便于装配，通过改变调整环的大小来适应阻尼套、固定套尺寸的变化，以减少支座的使用规格和减少固定套的材料用量和加工量，达到节约成本的目的；
4本发明一种车削细长轴的减振跟刀架，可以提高工件的旋转精度，保证工件的加工尺寸及形状公差，提闻广品合格率；
5本发明一种车削细长轴的减振跟刀架，能够加大切削用量和延长刀具使用寿命，并具有自动定心功能，所以可以有效降低加工成本，提升生产效率。
图1为本发明整体沿阻尼套轴线的半剖结构示意 图2为本发明整体沿软管接头的半剖右视 图3为本发明阻尼套的结构示意 图4为本发明图3的左视图。附图中标记及相应的零部件名称1-阻尼套，2-固定套，3-调整环，4-下支座，5-垫片，6-弹簧，7-螺钉，8-端盖，9-上支座，10-软管接头，11-冷却油槽，12-开口通槽，13-支架。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。实施例如图1至4所示，本发明一种车削细长轴的减振跟刀架，在车床的溜板上安装有支架13，在支架13上安装有半圆筒状的下支座4，下支座4上通过螺栓、连接方式固定连接有上支座9，上支座9与下支座4配合可形成圆筒状结构，其内部空心，在下支座4和上支座9构成的内部空腔位置安装有固定套2，固定套2整体外部呈圆筒状，在上支座9与下支座4的内侧壁上设置有两个相互平行的圆环状凹槽，在该凹槽内安装有调整环3，调整环3为两个半环状结构，与凹槽相匹配且套装在固定套2外表面，上支座9和下支座4通过螺杆等连接后，调整环3可以固定，当上支座9和下支座4分开时，调整环3也自动松开，便于装配；固定套2内部为锥体状空腔，在该锥体状空腔内套装有阻尼套1，阻尼套I与固定套呈锥度配合，阻尼套I外部的锥度大小应能防止阻尼套I和固定套2的内锥面产生互锁现象，进而防止阻尼套I抱死加工件而发生闷车现象，阻尼套I内部位圆柱状空腔，在空腔的侧壁上设置有冷却油槽11，冷却油槽11均匀分布在阻尼套I内侧壁上，在上支座9、固定套2、以及阻尼套I上设置有连通阻尼套I内壁与上支座9外部连通的通孔，在该通孔内安装有软管接头10，在阻尼套I上设有一开口通槽12，开口通槽12在阻尼套I的侧壁上，并且连通阻尼套I的两个端面，该开口通槽12是在完整的阻尼套I上剪切形成的，开口通槽12使阻尼套I其具有一定弹性；下支座4与上支座9构成的整体、固定套2、阻尼套I均同轴，且该轴线与车床的主轴旋转中心位于同一直线，阻尼套I的大直径端面设置有垫片5，在靠近垫片5的固定套2端面安装有端盖8，端盖8通过螺钉7固定在固定套上，作为常规固定手段，也可以采用螺栓等代替；在端盖8和垫片5之间安装有弹簧6，弹簧6处于压缩状态，弹簧6的弹力通过垫片5传递给阻尼套I ;根据使用车床的大小和规格，确定车床溜板表面到主轴旋转中心的高度，进而确定跟刀架安装基面到阻尼套中心的高度值H，根据被车工件的直径确定阻尼套I内径的大小，进而确定固定套2的直径，再根据支座直径的大小确定调整环3的直径，按照装配关系调整其余零件的相关尺寸。本发明的减振跟刀架使用方法如下
第一步将阻尼套I装入固定套2中，然后套入被加工的工件上；
第二部将被加工件装卡到车床上并将固定套2定位在调整环3上；
第三步安装调整环3上半环和上支座9，并接上冷却液软管；
第四步在阻尼套I大端面上装入垫片5和弹簧6后再装入端盖8，并用螺钉7紧固，但留有5mm左右的调节余量；
第五步找正其余辅助支撑；
第六步车床挂到空挡，手动盘动卡盘旋转工件，在该跟刀架的端面打表检查工件的跳动，若跳动过大，说明阻尼套过松，应调整端盖压紧螺钉7，增加弹簧6的压紧力度，直到跳动满足要求为止，感觉工件旋转时有一定的阻力，但能盘动为佳；
第七步试车，打开冷却液开关，以加工时的转速旋转工件，观察冷却液能否顺利排出，阻尼套I有无烧焦现象，阻尼套I和固定套2是否相对静止，阻尼套I和加工轴是否能够相对转动；
第八步以上步骤完成后即可加工工件了。以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质上对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种车削细长轴的减振跟刀架，包括下支座(4)，以及与下支座(4)匹配的上支座(9)，上支座(9)与下支座(4)构成圆筒形空腔结构，其特征在于在所述空腔内套装有固定套(2)，在固定套(2)内安装有内部中空的阻尼套(1)，阻尼套(I)与固定套(2)通过锥度配合，在阻尼套(I)直径较大的一端安装有弹簧(6)，弹簧(6)通过端盖(8)固定在固定套(2)内，并通过垫片(5)作用在阻尼套(I)的大直径端面上。
2.根据权利要求1所述的一种车削细长轴的减振跟刀架，其特征在于在所述阻尼套Cl)上设置有开口通槽(12)。
3.根据权利要求1所述的一种车削细长轴的减振跟刀架，其特征在于所述阻尼套(I)的内侧壁上设置有冷却油槽(11)。
4.根据权利要求3所述的一种车削细长轴的减振跟刀架，其特征在于所述冷却油槽(11)呈螺旋状分布。
5.根据权利要求3所述的一种车削细长轴的减振跟刀架，其特征在于在所述上支座(9)、固定套(2)、以及阻尼套(I)上设置有连通阻尼套(I)内壁与上支座(9)外部连通的通孔，在该通孔内安装有软管接头(10)。
6.根据权利要求1至5中任意一项所述的一种车削细长轴的减振跟刀架，其特征在于在所述上支座(9)与下支座(4)的内侧壁上设置有两个相互平行的圆环状凹槽，在该凹槽内安装有调整环(3)，所述调整环(3)套装在固定套(2)外表面。
7.根据权利要求6所述的一种车削细长轴的减振跟刀架，其特征在于所述一个凹槽内的调整环(3)由两个半环构成。
8.根据权利要求1至5中任意一项所述的一种车削细长轴的减振跟刀架，其特征在于所述阻尼套(I)采用夹布胶木或尼龙制成。
9.根据权利要求1至5中任意一项所述的一种车削细长轴的减振跟刀架，其特征在于所述阻尼套(I)的长度与其内径之比为1. 25 1. 8。
全文摘要
本发明公布了一种车削细长轴的减振跟刀架，包括下支座，以及与下支座匹配的上支座，上支座与下支座构成圆筒形空腔结构，在所述空腔内套装有固定套，在固定套内安装有内部中空的阻尼套，阻尼套与固定套通过锥度配合，在阻尼套直径较大的一端安装有弹簧，弹簧通过端盖固定在固定套内，并通过垫片作用在阻尼套的大直径端面上。本发明基本消除了振动，消除了阻尼套磨损带来的影响；冷却液可以减小阻尼套内孔的磨损速度，达到降低阻尼套损耗的目的；减少支座的使用规格和减少固定套的材料用量和加工量，达到节约成本的目的；保证工件的加工尺寸及形状公差，提高合格率；可以有效降低加工成本，提升生产效率。
文档编号B23B25/00GK103009075SQ20121056646
公开日2013年4月3日 申请日期2012年12月25日 优先权日2012年12月25日
发明者胡运峰, 杨炯平 申请人:中国核动力研究设计院, 中国核动力研究设计院成都大华科技开发公司