一种细长筒类精密零件车削装置的制作方法

1.本实用新型涉及一种机械加工装置，尤其是可有效防止切削热对细长筒类精密零件加工精度造成影响的车削装置。


背景技术：

2.目前，机械制造行业磨削、车削长径比(长度/直径)较大的高精密薄壁细长筒类零件，通常采用刚性较好的心轴，轴向压紧，凭手感或扭力扳手确定夹紧力大小。加工时的切削热引起的线膨胀会导致工件强行微弯曲，这样在变形状态下完成最终精密加工，卸去心轴后工件微弯曲自行恢复，带来较大的因热变形引起的直线度误差和圆度误差。
3.譬如：某精密铝合金光学仪器长镜筒零件，外圆φ28mm、壁厚2.5mm，长300mm，如图1所示；通常采用刚性心轴装夹加工，零件与心轴装配形式如图2所示；即使在充分冷却情况下，切削时的切削热也会使工件温度升高约1℃，铝合金线膨胀系数为22.6
×
10-6
/℃，按300mm计算，会产生0.0068mm的轴向伸长量；但受到心轴装置限制，迫使工件产生压缩与弯曲弹性变形，变形情况如图3所示；在工件呈现微弯曲状态下进行精密加工，卸去心轴后工件微弯曲自行恢复，引起的工件直线度误差达0.03～0.08mm，远远超出直线度公差0.008mm；同时也不同程度地增大了圆度误差，一般为0.02～0.05mm，导致直径尺寸超差。


技术实现要素：

4.为了最大限度地减小热变形引起的直线度、圆度误差，解决薄壁细长筒类零件精密加工难题，本实用新型的目的是提供一种细长筒类精密零件车削装置；该车削装置不仅能精确地控制工件压紧力大小，而且能让工件切削热引起的线膨胀自由延伸，避免切削热引起的弯曲变形对零件的精密加工造成影响。
5.为了实现上述目的，本实用新型采用下述技术方案：一种细长筒类精密零件车削装置，包括定位轴和弹性压紧机构，所述定位轴为基础件，所述弹性压紧机构通过螺母安装在定位轴的端部；所述弹性压紧机构包括活动套、压簧、压紧套、两个垫块、指针、两个螺钉；所述活动套套装在定位轴的端部，且活动套的一端与精密零件的末端接触；所述压紧套套装在活动套外部，且压紧套通过螺母与定位轴固定。
6.进一步地，所述压紧套上开设有两个轴向滑槽，两个螺钉分别穿过两个轴向滑槽固定在活动套上，使得活动套相对压紧套可轴向滑动，活动套和压紧套之间安装有压簧，且活动套与压紧套之间通过压簧传递压紧力。
7.进一步地，所述螺钉上安装有防止转动的垫块。
8.进一步地，所述压紧套其中一个轴向滑槽边刻有压力刻度线，所述指针通过螺钉固定在活动套上，所述指针可指示压力的大小。
9.本实用新型能够达到以下有益效果：用于精密薄壁细长筒类零件加工时，可通过弹性压紧机构准确地控制压紧力大小。精密切削过程中，残留切削热引起的工件微量线膨胀，会通过压缩压簧自动吸收，使工件基本上在无弯曲变形的恒定压紧力状态下完成精密
切削，大幅度减少了加工过程中的复杂变形，避免切削热引起的弯曲变形对精密加工的影响。
附图说明
10.此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。
11.图1为待加工精密零件的结构示意图；
12.图2为常规心轴装夹示意图；
13.图3为常规心轴装夹变形示意图；
14.图4为本实用新型的安装剖视图；
15.图5为本实用新型的安装示意图；
16.图6为图4中ⅰ处的放大示意图；
17.图7为图5中ⅱ处的放大示意图；
18.图中：1、定位轴，2、活动套，3、压簧，4、压紧套，5、垫块，6、指针，7、螺钉，8、螺母。
具体实施方式
19.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体实施例及相应的附图对本实用新型技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
20.参照图4～7，本实用新型实施例提供一种细长筒类精密零件车削装置，包括定位轴1、活动套2、压簧3、压紧套4、两个垫块5、指针6、两个螺钉7、螺母8。其中定位轴1为基础件，活动套2、压簧3、压紧套4、两个垫块5、指针6、两个螺钉7组成一个弹性压紧机构，弹性压紧机构通过螺母8安装在定位轴1的端部，该弹性压紧机构也可成为一个整体与定位轴1分开。
21.参照图6、7，活动套2套装在定位轴1的端部，且活动套2的一端与精密零件的末端接触；压紧套4套装在活动套2外部，且压紧套4通过螺母8与定位轴1固定；压紧套4上开设有两个轴向滑槽，两个螺钉7分别穿过两个轴向滑槽固定在活动套2上，使得活动套2相对压紧套4可轴向滑动，且螺钉7上安装有防止转动的垫块5。
22.活动套2和压紧套4之间安装有压簧3，且活动套2与压紧套4之间通过压簧3传递压紧力，通过改变压簧3的压缩量可准确地控制压力大小，并可直接从刻度上读出数值。
23.参照图6、7，压紧套4其中一个轴向滑槽边刻有压力刻度线，指针6通过螺钉7固定在活动套2上，活动套2连同指针6、垫块5可在压紧套4的滑槽中轴向滑动，指针6可指示压力的大小。
24.本实用新型用于精密加工时，加工前，工件首先通过定位孔装在定位轴1上，再套上弹性压紧机构，用螺母8施加压紧力，压紧力大小可直接通过压紧套4上的刻度显示出来，可控制加工前不弯曲。切削过程中，切削热会使工件产生微量线膨胀，从而使工件推动活动
套2向右产生微量位移压缩压簧3，由于在充分冷却情况下线膨胀量很小，导致的压簧3压力变化可忽略不计，相当于通过弹性压紧机构吸收了加工时切削热引起的微量线膨胀，使工件基本上在无弯曲变形的恒定压紧力状态下进行精密切削，大幅度减少了加工过程中的复杂变形，使工件得到很好的形状与尺寸精度。
25.如图1所示铝合金零件，原来采用刚性心轴装夹加工，零件与心轴装配形式如图2。即使在充分冷却情况下，切削时工件温度也会升高约1℃，铝合金线膨胀系数为22.6
×
10-6
/℃，按300mm计算，会产生0.0068mm的轴向伸长量。但受到心轴装置限制，迫使工件产生压缩与弯曲弹性变形，变形示意图如图3，经检测该工件弯曲变形为0.08mm左右。这样，在工件呈现微弯曲状态下进行精密加工，卸去心轴后工件微弯曲自行恢复，引起的工件直线度误差达0.03～0.08mm，远远超出直线度公差0.008mm；同时也不同程度地增大了圆度误差，一般为0.02～0.05mm，导致直径尺寸超差。
26.采用本实用新型装夹加工，工件与该装置装配形式如图4-7，在其它切削条件不变情况下，工件仍然会因切削热使工件产生轴向微量伸长，但工件伸长会自动推动活动套2向右产生微量位移，由于位移量很小，导致的压簧压力变化可忽略不计，相当于通过弹性压紧机构吸收了加工时切削热引起的微量线膨胀，使工件基本上在无弯曲变形的恒定压紧力状态下进行精密切削。经过批量零件加工验证，直线度误差为0.003～0.008mm，圆度误差为0.002～0.006mm。大幅提高了零件加工精度，圆满地解决了此细长套筒件的精密加工超差难题。
27.以上所述仅为本实用新型的实施例而已，并不用于限制本实用新型。对于本领域技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的权利要求范围之内。