一种降低数控刀架车削细长轴圆柱度误差的方法

摘要

本发明对传统的数控车削细长轴的车刀安装、进给方向、对刀和数控加工编程进行了创新设计，设计了立式车刀刀架和对刀调整机构，并在数控加工编程上控制刀尖运行轨迹是与细长轴轴线成一定角度的异面直线，根据用传统的车削细长轴工艺产生的圆柱度误差、细长轴直径进行对刀和编制数控加工程序，以此决定异面直线之间的角度和距离，使车刀刀尖运行轨迹的回转面为中间直径小两端直径大的回转双曲面，与工件受力变形产生的误差相抵消，车削加工的细长轴圆柱度误差明显降低，车削细长轴后一次磨削即可达到加工精度要求，达到了优质、高产、低消耗的生产目的。

主权项

一种降低数控刀架车削细长轴圆柱度误差的方法，所述的刀架为立式刀架，包括刀架夹紧机构、立式车刀刀架体（4）、车刀安装支架（7）和车刀垂直位移调整机构，其特征在于：在立式车刀刀架体（4）的一端面设有刀架夹紧机构，刀架夹紧机构包括刀架（1）、方柄（2）和压刀螺栓（3），立式车刀刀架体（4）另一端面上设有T型槽（5），两个车刀安装支架（7）嵌入到T型槽（5）中，车刀安装支架（7）呈方形状，在车刀安装支架（7）方形面的垂线方向设有方形通孔，一端面设有螺纹孔，且与方形通孔垂直贯通，车刀安装支架（7）的另一端面加工有定位方销孔与方形通孔垂直贯通，车刀定位方销（14）置于定位方销孔中，定位方销（14）的一端面与车刀（9）接触，另一端面与T型槽（5）底面接触，与车刀（9）的刀尖相对的另一端贯穿于车刀安装支架（7）的方形通孔中并伸出方形通孔与千分表（6）的测量头接触，内六角螺栓（8）旋入车刀安装支架（7）上的螺纹孔中并与车刀（9）接触，旋转内六角螺栓（8）夹紧或松开车刀（9），车刀垂直位移调整机构包括金属方块（10）、单列向心球轴承（11）、螺旋轴（12）和旋转轴座（13），旋转轴座（13）放置于车床平导轨上，松开内六角螺栓（8），用手旋转螺旋轴（12），在垂直方向上金属方块（10）随动，当金属方块（10）与车刀（9）刀刃接触时，车刀（9）随金属方块（10）一起沿垂直方向移动，千分表（6）的长指针在允许的范围内摆动，指针摆动的量表明车刀（9）刀刃的垂直位移量，千分表（6）的磁性表座放置于车床平导轨上，指针的摆动范围由编程加工工艺及加工允差确定，O点为细长轴左端面中心孔的圆心，A点为细长轴右端面中心孔的圆心，C点为细长轴左端面圆弧上的一点，B点为细长轴右端面圆弧上的一点，车刀（9）刀尖的运动轨迹是与细长轴轴线OA成一定角度和距离的异面直线BC，D点为异面直线BC与过OA的垂直平面的交点，加工前将千分表（6）和车刀垂直位移调整机构移走，把工件装夹在夹具上，夹具包括数控车床尾架上死顶尖（15）、卡盘死顶尖（16）和端面刃拨盘（17），端面刃拨盘（17）与车床主轴一起回转拨动细长轴（18）回转，装夹工件时将数控车床尾架上死顶尖（15）和卡盘死顶尖（16）伸进细长轴两端的中心孔内，端面刃拨盘（17）在水平方向上有弹性与卡盘死顶尖（16）不产生过定位，端面刃拨盘（17）的刃压入细长轴一端面并拨动细长轴回转，刀尖轨迹回转面为中间直径小、两端直径大的回转双曲面，抵消了工件在加工过程中中间部分受力变形大产生的圆柱度误差，加工后的细长轴成等直径；车刀（9）的刀尖运行数控加工编程指令为：G01 Ux W‑z F500，设细长轴（18）长度为325mm，车削细长轴要求半径AB=7.5mm，用常规车削工艺该细长轴中间直径比两端粗0.07mm，即圆柱度误差为0.035mm，则AD=7.5‑0.035=7.465mm，用勾股定理算出DB=0.724mm，AB和DB即作为车刀对刀和编程的依据，x=2DB，z=325，即可编制BC直线的加工程序为：G01 U1.45 W‑325 F500，车削至C点径向退刀程序暂停，卸下工件后按运行键刀具快速运行至B点近处暂停，装夹好工件后再按运行键刀具运行到B点，再加工异面直线BC轨迹至C点即结束，再依次安装加工下一个零件。