[发明专利]一种用立式插齿机加工薄壁空心长轴的工装及使用方法

说明书

本发明所述用立式插齿机加工薄壁空心长轴的工装，包括定位底盘、定位环、定位芯轴、挡板、紧固螺钉、胀套、锥度芯轴、盖板、基座、定位支座、夹套和定位螺钉。该工装中定位底盘、定位环、定位芯轴、锥度芯轴、胀套和被加工薄壁空心长轴的定位段的组合方式，及所形成的组合体在立式插齿机卡盘上的安装方式，实现了对被加工薄壁空心长轴的轴向受力装夹，有效解决了薄壁空心长轴的变形问题，该工装中夹套、定位螺钉、基座、定位支座的设置，不仅在避免变形的情况下实现了被加工薄壁空心长轴上部的固定，增强了被加工薄壁空心长轴加工段的刚性，消除了加工中的振动，而且对组合安装过程中的找正没有任何干涉。

技术领域

本发明属于机械加工用工装领域，特别涉及一种用立式插齿机加工薄壁空心长轴的工装及使用方法。

背景技术

在薄壁空心长轴内壁上进行内花键、键槽等加工，立式插齿机是一种使用较多的机床，但用立式插齿机加工，存在以下难点：(1)由于被加工零件壁厚较薄，传统径向受力的装夹方式极易导致零件变形；(2)若被加工零件长度超过1000mm，加工时必须对零件上端进行固定，但此类轴没有外圆台阶，在避免变形的情况下实现零件上部的固定非常困难；(3)若被加工零件的加工位置距离底部装夹位置大于800mm，则加工时被加工零件上端在直径方向会受到阻力而发生偏移，出现让刀现象，导致零件振动，无法保证加工质量。因此，针对立式插齿机加工薄壁空心长轴存在的难点开发出合适的工装，对于加工的顺利进行和加工质量的保证非常重要。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种用立式插齿机加工薄壁空心长轴的工装及使用方法，以便在加工中避免被加工零件变形，消除振动，保证加工精度和表面质量并便于操作。

本发明所述用立式插齿机加工薄壁空心长轴的工装，包括定位底盘、定位环、定位芯轴、挡板、紧固螺钉、胀套、锥度芯轴、盖板、基座、定位支座、夹套和定位螺钉；所述定位底盘的数量为一个，定位底盘中心部位设置有上大下小的阶梯通孔，所述阶梯通孔中，位于下部的小孔供定位芯轴下端通过，位于上部的大孔对被加工薄壁空心长轴下端定位；所述定位环的数量为一个，定位环为圆筒体，其上端端部设置有第一定位轴肩，第一定位轴肩以下部分为定位环主体部分，定位环主体部分的外径d9＝d8－(0.1～0.5)mm，定位环第一定位轴肩的外径d10＝d1－(2～3)mm，式中，d1为被加工薄壁空心长轴定位段的内径或定位段主体部分的内径，d8为被加工薄壁空心长轴内孔中设置的定位台阶的中心孔孔径，所述d8＝d1－(12～20)mm，所述d1由被加工薄壁空心长轴的具体类型而定，定位环的内径d12无特别要求，只要能满足定位芯轴的强度要求和组装要求即可；所述定位芯轴的数量为一根，定位芯轴为圆柱体，其上端设置有外螺纹段，下端设置有内螺纹段，靠外螺纹段一端设置有第二定位轴肩，定位芯轴的直径d11与定位环的内径为间隙配合，第二定位轴肩的直径d2＝d10－(15～35)mm，外螺纹段的大径小于定位芯轴的直径，第二定位轴肩下环面与外螺纹段端面之间的长度L7小于被加工薄壁空心长轴定位段的长度L5，第二定位轴肩下环面与定位芯轴下端面之间的长度L9－被加工薄壁空心长轴内孔中设置的定位台阶上环面与被加工薄壁空心长轴下端面之间的长度L10－定位环第一定位轴肩的长度L8＝定位底盘中心部位设置的阶梯通孔中小孔的长度；所述挡板的数量为一个，挡板中心部位设置有供紧固螺钉通过的过孔，所述紧固螺钉的数量为一颗，紧固螺钉的外螺纹与定位芯轴设置的内螺纹段的内螺纹相匹配；所述胀套的数量为一个，胀套的制作材料为黄铜，外形为圆台形，内孔为有锥度的圆形通孔，胀套的外径d3与被加工薄壁空心长轴定位段或定位段主体部分的内径d1为过盈配合，胀套内孔小端的孔径d4＝d2+(2～4)mm、胀套内孔大端的孔径d5＝d4+2×L2×tgα1，式中，α1为胀套内孔的锥度角，α1＝1.0°～2.0°，L2为胀套的长度，L2＝L1，式中，L1为定位芯轴中第二定位轴肩下环面与外螺纹段起始处之间的长度，所述胀套至少被分割成五个圆弧片，其中，至少有两个圆心角为10°的圆弧片；所述锥度芯轴的数量为一个，锥度芯轴为筒体结构，其外形为圆锥台形，内孔为圆形通孔，锥度芯轴内孔的孔径与定位芯轴的直径d11为间隙配合，锥度芯轴大端的外径d6＝d5+(0.2～1.0)mm、锥度芯轴小端的外径d7＝d6－2×L3×tgα2，式中，α2为锥度芯轴外壁的锥度角，α2＝α1＝1.0°～2.0°，L3为锥度芯轴的长度，L3＝L2－(20～30)mm；所述夹套的数量为一个，夹套内孔的孔径与被加工薄壁空心长轴定位段的外径为间隙配合，夹套被分割成尺寸相同的两个圆弧片；所述盖板的数量为一个，盖板中心部位设置有供定位芯轴的螺纹段通过的过孔；所述基座的数量为双数且至少为四个，所述定位支座的数量与基座的数量相同，所述定位螺钉的数量与定位支座的数量相同，定位支座上部设置有与定位螺钉匹配的螺孔。