CN103978070A - 一种精密细长轴加工校直治具及精密细长轴加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种精密细长轴加工校直治具，包括：底座、细长轴固定装置、校正装置和检测装置；所述细长轴固定装置、校正装置和检测装置安装于底座上方，所述细长轴固定装置与校正装置相对。本发明中所述精密细长轴加工校直治具能够将精度矫直在0.005mm以内，有效解决了精密细长轴的超小范围的校正问题，对于跳动大于0.005mm的精密细长轴可以实现快速矫直，降低了精密细长轴的次品率，而且矫直简单快捷，提高了生产效率。本发明还公开了精密细长轴的加工方法，使精密细长轴实现了机械化生产，次品率低。

Description

一种精密细长轴加工校直治具及精密细长轴加工方法

技术领域

本发明涉及一种精密细长轴加工治具及方法，属于机加工技术领域。

背景技术

目前，长度与直径比大于25的细长轴被广泛的应用于工业的生产中。细长轴的表面粗糙度Ra要求在0.1~0.8 的范围内，由于细长轴的长度尺寸相对于直径尺寸较大，在对细长轴的表面进行精加工的过程中，细长轴容易震动出现跳动，造成粗糙度高，废品率较高。在机加工领域中，像圆度0.001mm、表面粗糙Ra0.1mm、轴跳动0.01mm这些尺寸都是很难实现的尺寸，就一般的加工工艺而言，就算实现了这些尺寸同样也会造成较高的废品率，目前无法实现跳动小于0.01mm的精密细长轴的矫直，废品率高，生产效率低下。

发明内容

发明目的：本发明提供了一种能够矫直跳动小于0.005mm的精密细长轴矫直治具，同时还提供了基于上述矫直工具的，可有效的解决废品率高和表面粗糙度高的精密细长轴加工方法。 

技术方案：本发明公开了一种精密细长轴加工校直治具，包括：底座、细长轴固定装置、校正装置和检测装置；所述细长轴固定装置、校正装置和检测装置安装于底座上方，所述细长轴固定装置与校正装置相对。本发明中所述精密细长轴加工校直治具能够将精度矫直在0.005mm以内，有效解决了精密细长轴的超小范围的校正问题，对于跳动大于0.005mm的精密细长轴可以实现快速矫直，降低了精密细长轴的次品率，而且矫直简单快捷，提高了生产效率。

本发明中所述细长轴固定装置包括：固定板、滑动固定块；所述固定板固定于底座上，所述滑动固定块为一对，分别卡在固定板两侧，滑动固定块之间的间距根据待加工的细长轴的长度在固定板上移动调整，使滑动固定块位于待加工的细长轴的两端。本发明中所述的细长轴固定装置可以根据待加工的精密细长轴的长度调节支撑精密细长轴的滑动固定块的间距，适用于各种长度的精密细长轴的加工，通用性广。

本发明中所述校正装置包括：校正固定柱、连接杆、移动座和芯棒；所述校正固定柱为一对，固定于底座上，并位于固定板的一侧；所述连接杆两端固定在校正固定柱上，所述连接杆与待校正的细长轴平行；所述移动座中心设有穿孔，移动座通过穿孔套在连接杆上，沿连接杆滑动；所述芯棒固定于移动座上，随移动座沿连接杆移动和旋转。本发明中所述的校正装置，精密细长轴的待矫直处，只需将移动座移到该处，转动移动座，采用芯棒对待校直处按压即可；所述连接杆6与待加工工件的轴线间距为3cm-3.5cm；当芯棒处于水平位置时，芯棒的下表面与待加工工件的上表面处于同一水平位置，所述芯棒从水平位置向下按压0.1°-0.05°完成矫直动作，操作简单快捷。

本发明中所述检测装置包括：校正支撑柱、延长支架和千分表固定座；所述底座上设有滑动槽，该滑动槽位于校正装置一侧，平行于细长轴；所述校正支撑柱底端卡入滑动槽内，沿滑动槽移动；所述延长支架尾端固定于校正支撑柱上端，所述延长支架与校正支撑柱成直角；所述千分表固定座固定在所述延长支架的前端；千分表固定于千分表固定座上。本发明中所述检测装置通过千分表实现精密细长轴的快速检测。

本发明还公开了一种精密细长轴加工方法，所述细长轴两端为圆柱形，中部设有凹槽部，该细长轴加工方法包括以下步骤：

（1）工件热处理，处理后将工件的芯部硬度控制在820±40 HV10之内；

（2）工件外径粗加工，通过无心磨床粗加工工件外径，使工件外径与规定尺寸相差Φ0.7mm到Φ1.0mm；

（3）采用权利要求1所述的精密细长轴加工校直治具进行校正：先将待校正的细长轴放在精密细长轴加工校直治具上；采用千分表依次测量标记10个点，要求跳动达到0.005mm以内；未达到0.005mm以内的点，采用精密细长轴加工校直治具校正，矫直时，所述芯棒从水平位置向下按压0.1°-0.05°，每次矫直动作完毕后使用千分表测量，使全部10个点都达到标准范围内； 

（4）工件外径精加工：采用无心磨床精加工工件外径，使工件外径与规定尺寸相差Φ0.49mm到Φ0.51mm；

（5）加工工件长度：采用冲子机加工工件长度，精度范围±0.1mm；

（6）采用冲子机加工工件两端面倒角，精度要求±0.1mm；

（7）加工工件中部凹槽部的打磨方法为：采用三次打磨，

第一次打磨采用冲子机80#砂轮粗磨工件中部，使工件中部外径与规定尺寸相差0到Φ0.014mm；

第二次打磨采用冲子机80#砂轮，使工件中部外径与规定尺寸相差0到Φ0.02mm；

第三次打磨采用冲子机320#砂轮精磨工件中部，使工件中部外径与规定尺寸相差0到Φ0.014mm，表面粗糙度小于Ra0.1，圆度小于0.001mm；

（8）工件两端外径精细加工：采用无心磨床精加工工件两端外径，使工件外径与规定尺寸相差0到Φ0.1mm；

（9）加工工件两端面，采用平面磨床加工工件两端面；

（10）工件整体精抛光，通抛光机精抛工件整体，精抛光精度0-Φ0.014mm。

本发明中对于中间部分的打磨采用的多次分层打磨，使打磨过程易于控制，降低了打磨难度，降低了精密细长轴加工的次品率；

有益效果：

1、本发明所述的精密细长轴加工校直治具，能够将精密细长轴的精度矫直在0.005mm以内，有效解决了精密细长轴的超小范围的校正问题，对于跳动大于0.005mm的精密细长轴可以实现快速矫直，降低了精密细长轴的次品率，而且矫直简单快捷，提高了生产效率。

2、本发明所述精密细长轴的加工方法，实现了采用机加工完成圆度小于0.001mm、表面粗糙小于Ra0.1mm、轴跳动小于0.01mm的精密细长轴的工厂作业化生产，成品率高。

附图说明

图1是本发明中需加工的精密细长轴的结构示意图。

图2是本发明中需加工的精密细长轴中部的放大图。

图3是本发明所述精密细长轴加工校直治具的结构示意图。

图中：需加工的精密细长轴1、滑动固定块2、固定块3、底座4、校正固定柱5、连接杆6、移动座7、滑动槽8、校正支撑柱9、千分表固定座10、芯棒11、延长支架12。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等同形式的修改均落于本申请权利要求所限定的范围。

如图所述的一种精密细长轴加工校直治具，包括：底座4、细长轴固定装置、校正装置和检测装置；所述细长轴固定装置、校正装置和检测装置安装于底座4上方，所述细长轴固定装置与校正装置相对。

所述细长轴固定装置包括：固定板3、滑动固定块2；所述固定块3固定于底座4上，所述滑动固定块2为一对，分别卡在固定板3两侧，滑动固定块2之间的间距根据待加工的细长轴的长度在固定板3上移动调整，使滑动固定块2位于待加工的细长轴的两端。

所述校正装置包括：校正固定柱5、连接杆6、移动座7和芯棒11；所述校正固定柱5为一对，固定于底座4上，并位于固定板3的一侧；所述连接杆6两端固定在校正固定柱5上，所述连接杆6与待校正的细长轴平行；所述移动座7中心设有穿孔，移动座通过穿孔套在连接杆6上，沿连接杆滑动；所述芯棒11固定于移动座7上，随移动座7沿连接杆6移动和旋转。

所述检测装置包括：校正支撑柱9、延长支架12和千分表固定座10；所述底座4上设有滑动槽8，该滑动槽8位于校正装置一侧，平行于细长轴；所述校正支撑柱9底端卡入滑动槽8内，沿滑动槽8移动；所述延长支架尾端固定于校正支撑柱9上端，所述延长支架12与校正支撑柱9成直角；所述千分表固定座10固定在所述延长支架的前端；千分表固定于千分表固定座10上。

本实施例所述精密细长轴加工校直治具的工作原理是：

将待加工成精密细长轴的工件放置到滑动固定块2上，滑动固定块2支撑固定件两端，所述检测装置中的，千分表固定座10上的千分表位于工件上方，随着校正支撑柱9沿着滑动槽8移动对加工的工件进行检测，当检测到工件的跳动大于0.005mm时，移动所述校正装置中的移动座7，移动座7沿着连接杆6滑动，滑动到跳动大于0.005mm之处，转动移动座7，移动座7自传带动芯棒11向待加工工件转动，对于跳动大于0.005mm处的矫直只需采用芯棒对待校直处按压即可；当芯棒旋转到水平位置时，芯棒的下表面与待加工工件的上表面处于同一水平位置，所述芯棒从水平位置向下按压0.1°-0.05°完成矫直动作，按压角度从小往大逐渐增加，每次按压完成后，采用千分表检查，待矫直动作完成后，千分表再次检查，使该点处跳动小于0.005mm。

本实施例还公开了一种加工如图1、2所述的精密细长轴的加工方法，图1、2所示的精密细长轴两端为圆柱形，中部设有凹槽部；两端外径要求Φ2.5mm，中间部分外径要求Φ2.0mm;

具体步骤如下：

（1）热处理后工件1的芯部硬度在820±40 HV10之内；

（2）通过无心磨床粗加工工件1外径，使工件1外径为Φ3.4mm；

（3）采用权利要求1所述的精密细长轴加工校直治具进行校正：先将待校正的细长轴放在精密细长轴加工校直治具上；采用千分表依次测量标记10个点，要求跳动达到0.005mm以内；未达到0.005mm以内的点，采用精密细长轴加工校直治具校正，矫直时，所述芯棒从水平位置向下按压0.1°-0.05°，每次矫直动作完毕后使用千分表测量，使全部10个点都达到标准范围内； 

（4）工件外径精加工：采用无心磨床精加工工件外径，使工件外径与规定尺寸相差Φ0.49mm到Φ0.51mm；

（5）加工工件长度：采用冲子机加工工件长度，精度范围±0.1mm；

（6）采用冲子机加工工件两端面倒角，精度要求±0.1mm；

（7）加工工件中部凹槽部的打磨方法为：采用三次打磨，

第一次打磨采用冲子机80#砂轮粗磨工件中部，使工件中部外径与规定尺寸相差0到Φ0.014mm；

第二次打磨采用冲子机80#砂轮，使工件中部外径与规定尺寸相差0到Φ0.02mm；

第三次打磨采用冲子机320#砂轮精磨工件中部，使工件中部外径与规定尺寸相差0到Φ0.014mm，表面粗糙度小于Ra0.1，圆度小于0.001mm；

（8）工件两端外径精细加工：采用无心磨床精加工工件两端外径，使工件外径与规定尺寸相差0到Φ0.1mm；

（9）加工工件两端面，采用平面磨床加工工件两端面；

（10）工件整体精抛光，通抛光机精抛工件整体，精抛光精度0-Φ0.014mm。

Claims (5)

1.一种精密细长轴加工校直治具，其特征在于：包括：底座（4）、细长轴固定装置、校正装置和检测装置；所述细长轴固定装置、校正装置和检测装置安装于底座（4）上方，所述细长轴固定装置与校正装置相对。

2.根据权利要求1所述的精密细长轴加工校直治具，其特征在于：所述细长轴固定装置包括：固定板（3）、滑动固定块（2）；所述固定板（3）固定于底座（4）上，所述滑动固定块（2）为一对，分别卡在固定板（3）两侧，滑动固定块（2）之间的间距根据待加工的细长轴的长度在固定板（3）上移动调整，使滑动固定块（2）位于待加工的细长轴的两端。

3.根据权利要求1所述的精密细长轴加工校直治具，其特征在于：所述校正装置包括：校正固定柱（5）、连接杆（6）、移动座（7）和芯棒（11）；所述校正固定柱（5）为一对，固定于底座（4）上，并位于固定板（3）的一侧；所述连接杆（6）两端固定在校正固定柱（5）上，所述连接杆（6）与待校正的细长轴平行；所述移动座（7）中心设有穿孔，移动座通过穿孔套在连接杆（6）上，沿连接杆滑动；所述芯棒（11）固定于移动座（7）上，随移动座（7）沿连接杆（6）移动和旋转；所述连接杆（6）与待加工工件的轴线间距为3cm-3.5cm；芯棒（11）处于水平位置时，芯棒的下表面与待加工工件的上表面处于同一水平位置。

4.根据权利要求1所述的精密细长轴加工校直治具，其特征在于：所述检测装置包括：校正支撑柱（9）、延长支架（12）和千分表固定座（10）；所述底座（4）上设有滑动槽（8），该滑动槽（8）位于校正装置一侧，平行于细长轴；所述校正支撑柱（9）底端卡入滑动槽（8）内，沿滑动槽（8）移动；所述延长支架尾端固定于校正支撑柱（9）上端，所述延长支架（12）与校正支撑柱（9）成直角；所述千分表固定座（10）固定在所述延长支架的前端；千分表固定于千分表固定座（10）上。

5.一种精密细长轴加工方法，其特征在于，所述细长轴两端为圆柱形，中部设有凹槽部，该细长轴加工方法包括以下步骤：

（1）工件热处理，处理后将工件的芯部硬度控制在820±40 HV10之内；

（2）工件外径粗加工，通过无心磨床粗加工工件外径，使工件外径与规定尺寸相差Φ0.7mm到Φ1.0mm；

（3）采用权利要求1所述的精密细长轴加工校直治具进行校正：先将待校正的细长轴放在精密细长轴加工校直治具上；采用千分表依次测量标记10个点，要求跳动达到0.005mm以内；未达到0.005mm以内的点，采用精密细长轴加工校直治具校正，矫直时，所述芯棒从水平位置向下按压0.1°-0.05°，每次矫直动作完毕后使用千分表测量，使全部10个点都达到标准范围内； 

（4）工件外径精加工：采用无心磨床精加工工件外径，使工件外径与规定尺寸相差Φ0.49mm到Φ0.51mm；

（5）加工工件长度：采用冲子机加工工件长度，精度范围±0.1mm；

（6）采用冲子机加工工件两端面倒角，精度要求±0.1mm；

（7）加工工件中部凹槽部的打磨方法为：采用三次打磨，

第一次打磨采用冲子机80#砂轮粗磨工件中部，使工件中部外径与规定尺寸相差0到Φ0.014mm；

第二次打磨采用冲子机80#砂轮，使工件中部外径与规定尺寸相差0到Φ0.02mm；

第三次打磨采用冲子机320#砂轮精磨工件中部，使工件中部外径与规定尺寸相差0到Φ0.014mm，表面粗糙度小于Ra0.1，圆度小于0.001mm；

（8）工件两端外径精细加工：采用无心磨床精加工工件两端外径，使工件外径与规定尺寸相差0到Φ0.1mm；

（9）加工工件两端面，采用平面磨床加工工件两端面；

（10）工件整体精抛光，通抛光机精抛工件整体，精抛光精度0-Φ0.014mm。