一种带有切削补偿机构的仿形车床加工曲面轴的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及仿形车床技术领域，更具体地说，涉及一种带有切削补偿机构的仿形车床加工曲面轴的方法。
【背景技术】
[0002]用普通车床和磨床可以很容易在工件上加工出圆柱面，圆柱面的法线是直线。但是用普通车床和磨床难以在工件上加工出曲面，因而对于需要进行曲面加工的工件，多是通过数控车床来完成曲面加工。对于中小企业来说，数控车床价格较高，特别是针对大型轴类零件，需要采购大型数控车床，以中小企业的经济实力难以承受，导致了曲面轴类零件的加工难题。
[0003]经过不断的探索研究，本领域技术人员研究出通过仿形法加工曲面轴类零件的方法，设计出了仿形加工设备。虽然利用该方法无需再依赖数控车床加工工件，但现有仿形车床加工精度低，难以满足高精度曲面轴类工件的加工。经过检索发现，现有技术中存在对普通车床设备进行改进而实现仿形加工的方法，如中国专利号:ZL201220330898.5，授权公告日:2013年I月9日，该申请案公开了一种仿形车削装置，包括机床床身、主轴箱，刀架、尾座，床身上设有滑动配合的大托板沿床身横向运动，在大托板上设有滑动配合的中托板沿床身纵向运动，所述的刀架设在中托板的一端，在刀架对应的中托板一端设有弹簧与大托板连接，在中托板的另一端设有滚轮，滚轮与一个设在床身一侧的靠模板的仿形面配合。该装置通过对普通车床的改造实现自动回位的仿形加工方法，所加工曲面轴类零件的轴向尺寸有限，而且所采用的滑动压板在滑动时对加工尺寸影响较大，在弹簧的作用下容易出现跳刀现象。
[0004]又如中国专利申请号:201010203881.9，申请日:2010年6月19日，该申请案公开了一种仿形车床，包括机架、变速箱安装在机架一端，机架上设有横向导轨，纵向导轨滑动安装在横向导轨上，尾座安装在机架上方，机架一侧设有仿形台，仿形模具通过仿形夹具安装在仿形台上；机架上与尾座相对位置安装有夹具头；车刀架上设有仿形头与仿形模具配合，车刀架通过支承轨安装在纵向导轨上，支承轨上设有轴承；车刀架通过其上的动螺母与丝杠连接。该方案中仿形头直接与仿形模具接触，摩擦力大，而且重力通过连杆作用到刀座的驱动力随着连杆角度的变化而变化，导致作用到刀座的力大小不均，仿形模具不同段的磨损程度也不同，致使仿形偏差较大。
【发明内容】
[0005]1.发明要解决的技术问题
[0006]本发明的目的在于克服现有技术中仿形车床加工精度低、寿命短的不足，提供了一种带有切削补偿机构的仿形车床加工曲面轴的方法，本发明的技术方案，通过切削补偿机构对加工过程中的切削力进行补偿，保证了足够的切削力，减轻了对仿形机构的磨损，提高了加工精度和使用寿命，而且易于改造实现，降低了生产成本。
[0007]2.技术方案
[0008]为达到上述目的，本发明提供的技术方案为:
[0009]本发明的一种带有切削补偿机构的仿形车床加工曲面轴的方法，其步骤为:
[0010]步骤一、装夹；
[0011]在带有切削补偿机构的仿形车床上装夹待加工工件，配合使用顶针固定；
[0012]步骤二、仿形机构的调整；
[0013]根据所要加工工件的长度调整仿形车床上曲面模板的位置，该调整通过改变调节槽与紧固螺栓的相对位置实现；
[0014]步骤三、调节切削补偿机构；
[0015]根据工件的轴径及仿形面上的最大间距D选择合适的调节孔安装仿形靠轮，通过调节板调整外套筒的卡合段与内套筒的卡合段的距离为2D/3，由于外套筒外端的挡板与调节板相贴合，调节板转动时不会影响外套筒与；
[0016]步骤四、加工；
[0017]启动车床开始加工，刀座在纵向运动，同时在横向受到切削补偿机构的抵抗力，仿形靠轮贴着仿形面走动，则刀头行走轨迹与仿形面曲线相同，实现仿形加工。
[0018]作为本发明更进一步的改进，所述仿形车床包括车床本体、拉板、托板和刀座，托板沿车床本体纵向滑动，拉板与托板滑动连接，使拉板沿托板横向滑动，所述刀座固定在拉板上；该车床还包括切削补偿机构和仿形机构；所述仿形机构包括仿形靠轮和曲面模板，仿形靠轮通过连杆设置在拉板上的调节孔中，所述切削补偿机构通过拉板控制仿形靠轮与曲面模板的仿形面配合。
[0019]作为本发明更进一步的改进，在车床本体一侧设置有托架，曲面模板固定在托架上，且曲面模板上具有仿形面的一侧朝向外侧。
[0020]作为本发明更进一步的改进，所述仿形靠轮的半径小于曲面模板的最小曲面半径。
[0021]作为本发明更进一步的改进，所述调节孔至少有两个，且各调节孔沿拉板长度方向依次排列。
[0022]作为本发明更进一步的改进，所述切削补偿机构包括轴杆、外套筒、外部压簧、限位杆、内套筒和内部压簧，其中，内套筒与托板外端面固定连接，轴杆带有螺纹的一端穿过内套筒与拉板上的螺母副螺纹连接，在轴杆另一端设置有调节板，所述外套筒一端设有圆形挡板，该挡板与调节板相贴合，外套筒另一端套装在内套筒上；在外套筒上装有同轴的外部压簧，该外部压簧一端抵住外套筒外端的挡板，外部压簧另一端抵住托板外端面。
[0023]作为本发明更进一步的改进，所述内套筒上开设有内套筒槽，该内套筒槽主要由直线滑移段和卡合段组成，在轴杆上套装有同轴的内部压簧，该内部压簧一端抵住托板外端面，内部压簧另一端固连有圆形的限位杆，该限位杆与卡合段卡接；所述外套筒上设置有外套筒槽，该外套筒槽与内套筒槽结构相同，外套筒的卡合段与内套筒的卡合段设置方向相反，当外套筒运动时，限位杆在外套筒的卡合段与内套筒的卡合段间切换。
[0024]作为本发明更进一步的改进，所述内套筒上的卡合段主要由内槽倾斜段、内槽过渡段和内槽圆弧段相互连接围成；内槽倾斜段的下端向内槽圆弧段倾斜，且内槽圆弧段与内槽倾斜段的最小距离不小于限位杆的直径尺寸。
[0025]作为本发明更进一步的改进，所述直线滑移段的宽度不小于限位杆的直径尺寸。
[0026]作为本发明更进一步的改进，所述外套筒的卡合段设有相应的外槽倾斜段、外槽过渡段和外槽圆弧段，所述内槽圆弧段与外槽倾斜段相对。
[0027]3.有益效果
[0028]采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果:
[0029](I)本发明的一种带有切削补偿机构的仿形车床加工曲面轴的方法，在现有车床的基础上，只需把原调节丝杆改造成可通过切削补偿机构控制其滑动的轴杆便可，改造后能够直接加工曲面轴工件，操作简单，易于实现，大大降低了生产成本；
[0030](2)本发明的一种带有切削补偿机构的仿形车床加工曲面轴的方法，其中的切削补偿机构包括外部压簧和内部压簧，内部压簧开始处于非工作状态，当外部压簧不足以提供足够的切削力时，内部压簧自动弹出对切削力进行补偿，保证了刀头的切削量，大大提高了加工精度；
[0031 ] (3)本发明的一种带有切削补偿机构的仿形车床加工曲面轴的方法，其中的内套筒槽的卡合段由内槽倾斜段、内槽过渡段和内槽圆弧段组成，外套筒槽的卡合段与内套筒槽中卡合段的设置方向相反，通过倾斜段能够使限位杆在两者之间自由切换，自动化程度高，结构设计合理，易于实现；
[0032](4)本发明的一种带有切削补偿机构的仿形车床加工曲面轴的方法，在拉板上设置有调节孔，至少两个调节孔沿拉板长度方向依次排列，仿形靠轮通过连杆固定在其中的一个调节孔中，可以通过改变仿形靠轮的安装位置来调整刀座与待加工工件中心轴的距离，实现对不同尺寸工件的仿形加工。
【附图说明】
[0033]图1为本发明中带有切削补偿机构的仿形车床的主视结构示意图；
[0034]图2为本发明的带有切削补偿机构的仿形车床的俯视结构示意图；
[0035]图3为本发明中托板与托架的配合机构示意图；
[0036]图4为本发明中仿形机构的结构示意图；
[0037]图5为本发明中切削补偿机构的立体结构示意图；
[0038]图6为本发明中切削补偿机构的内部结构示意图；
[0039]图7为本发明中内套筒槽与外套筒槽的配合结构示意图。
[0040]示意图中的标号说明:1、车床本体；2、切削补偿机构；201、调节板；202、轴杆；203、外套筒；204、外部压簧；205、外套筒槽；2051、外槽倾斜段；2052、外槽过渡段；2053、外槽圆