一种用于复杂阶梯深孔加工的装置制造方法及图纸

一种用于复杂阶梯深孔加工的装置，该装置特别适合于带有复杂环槽的阶梯深孔的加工，尤其适合分瓣结构复杂阶梯深孔的整体加工，它采用工件转动并沿X向、Z向进给，刀具穿过工件固定不动的切削加工方式，在工件两侧增加了刀具随动支撑装置，随动支撑装置与刀具仅有Z向相对运动，与工件仅有X向相对运动，减少刀具弯曲变形，提高复杂细长通孔的加工精度及表面质量，装夹定位方式采用空心顶尖配合卡料环定位，传动方式是通过平键将动力传递到工件及卡料环，驱动工件高速旋转，实现主切削运动。

A device for the processing of a complex staircase with deep holes

A device used for the processing of a complex staircase deep hole. This device is especially suitable for the processing of a deep hole with a complex ring groove, especially for the whole processing of a complex staircase with a complex split structure. It is used to rotate the workpiece and feed along the X direction and Z, and the cutting tool is fixed on the workpiece through the workpiece, and it is increased on both sides of the workpiece. The tool follow up support device, the servo support device and the tool only move relative to the Z and move relative to the workpiece with only X, reduce the bending deformation of the tool, improve the machining precision and the surface quality of the complex and slender hole. The clamping positioning mode adopts the hollow tip and the clamping ring fixed position. The transmission mode is passed through the flat key to transmit power. The workpiece is transferred to the workpiece and the material ring to drive the workpiece to rotate at high speed to achieve the main cutting motion.

【技术实现步骤摘要】
一种用于复杂阶梯深孔加工的装置
本专利技术涉及一种用于复杂阶梯深孔加工的装置，特别适合于带有环槽的细长通孔的加工，特别适合分瓣结构复杂通孔的整体加工。
技术介绍
所谓复杂阶梯深孔加工，就是孔表面具有环槽、螺纹、圆弧等结构，孔的长度与孔的直径比大于10的通孔的加工。在复杂细长通孔加工中，有的要求加工精度和表面质量较高，而且有的被加工材料的切削加工性较差，常常成为生产中一大难题，复杂阶梯深孔加工具有以下工艺难点：1、刀杆受孔径的限制，直径小，长度大，造成刚性差，强度低，切削时易产生振动、波纹、锥度，而影响复杂阶梯深孔的加工精度和表面粗糙度。2、在复杂阶梯深孔加工时，冷却润滑液在没有采用特殊装置的情况下，难于输入到切削区，使刀具耐用度降低，而且排屑也困难。3、在复杂阶梯深孔加工过程中，不能直接观察刀具切削情况，只能凭工作经验听切削时的声音、看切屑、手摸振动与工件温度，来判断切削过程是否正常。4、切屑排除困难，必须采用可靠的手段进行断屑及控制切屑的长短与形状，以利于顺利排除，防止切屑堵塞。5、为了保证复杂阶梯深孔在加工过程中顺利进行和达到要求的加工质量，应增加刀具引导和支承装置。6、刀具散热条件差，切削温度升高，使刀具的耐用度降低。目前查阅的文献表明：复杂阶梯深孔加工装置的研究尚处在初级阶段，没有专门用于复杂阶梯深孔加工的装置。
技术实现思路
为了解决现有复杂阶梯深孔加工过程中，由于刀杆受孔径的限制，直径小，长度大，造成刚性差，强度低，切削时易产生振动、波纹、锥度，而影响复杂阶梯深孔的加工精度和表面粗糙度的技术难题，本专利技术提供了一种用于复杂阶梯深孔加工的装置。该装置采用刀具固定不动，工件高速旋转并进给的新的加工方式，采用数控插补控制技术实现工件的进给运动，通过在工件两端安装卡料环对工件进行夹紧并以卡料环的两端的圆锥面作为工件加工的新的定位基准，采用空心顶尖定位及平键传动，刀具穿过工件中心孔，两端固定，在工件两端面处增加了刀具随动支承装置，工作时支撑装置可沿工件径向移动，与工件没有轴向相对运动，时刻保证刀具在一定的跨度下进行切削，控制刀具由于大跨度产生的挠度变形，进而解决切削时易产生振动、波纹、锥度的问题，提高复杂细长通孔的加工精度和表面粗糙度。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是一种用于复杂阶梯深孔加工的装置，其特征在于：该装置包括：床身1、左侧刀具固定装置2、左侧随动支撑装置3、Z向进给系统4、Z向滑台5、X向进给系统6、X向滑台7、尾顶驱动系统8、主轴系统9、尾顶系统10、右侧随动支撑装置11、刀具12、右侧刀具固定装置13；左侧刀具固定装置2包括：左侧刀具底座、左侧刀具固定座、左刀具压板；左侧随动支撑装置3包括：左侧随动支撑架、左侧随动支撑滑套、左侧随动支撑架压板；Z向进给系统4包括：Z向伺服电机、Z向联轴器、Z向滚珠丝杠副、Z向直线导轨副；X向进给系统5包括:X向伺服电机、X向联轴器、X向滚珠丝杠副、X向直线导轨；尾顶驱动系统8包括：尾顶直线导轨、双向驱动气缸；主轴系统9包括：驱动电机、小同步带轮、同步带、大同步带轮、左侧空心顶尖、左侧驱动平键、左侧卡料环工件、主轴左侧压盖、主轴左侧密封圈、主轴左侧机座、主轴左侧轴承、主轴平键、主轴轴套、主轴右侧机座、主轴右侧轴承、主轴、主轴右侧密封圈、主轴右侧压盖；尾顶系统10包括：尾顶左侧压盖、尾顶左侧密封圈、尾顶左侧轴承、尾顶机座、尾顶右侧轴承、尾顶右侧压盖、尾顶右侧密封圈、尾顶轴、右卡料环、右侧空心顶尖、右侧从动平键；右侧随动支撑装置11包括：右侧随动支撑滑套、右侧随动支撑架、拨叉、右侧随动支撑架压板；刀具12包括：刀杆、压紧块、刀块、定位块；右侧刀具固定装置13包括：右侧刀具底座、右侧刀具固定座、右刀具压板。车床的进给结构不能满足在工件两侧加随动支撑的要求，需对进给结构进行重新布置，基于复杂细长通孔的加工难点，进行一种用于复杂阶梯深孔加工的装置的设计，改变传统内孔车削刀杆悬臂结构，在装置加工区域两端分别增加随动支撑装置，确定工件旋转并进给，刀具固定的切削加工方式，工件能够实现沿X向和Z向联动，两侧随动支撑装置安装在Z向滑台上，随动支撑装置与工件没有Z向相对位移，仅有X向相对位移，实现随动支撑的目的，尽可能减少刀具工作时的跨度，减少刀杆挠度变形，控制刀杆切削的变形，为提高复杂细长孔加工精度及表面质量提供了解决的有效途径。一种用于复杂阶梯深孔加工的装置，其特征在于：该装置采用工件转动并进给，刀具穿过工件固定不动的切削加工方式，在工件两侧增加了随动支撑装置，随动支撑装置与刀具仅有Z向相对运动，与工件仅有X向相对运动。一种用于复杂阶梯深孔加工的装置，其特征在于：该装置主轴系统及尾顶系统采用空心顶尖定位，通过平键传递动力。本专利技术的有益效果是：可实现长颈比超过20的复杂细长通孔加工，能够保证复杂细长通孔加工精度，加工效率高，为解决复杂细长通孔加工难题提供了有效加工装置；采用卡料环定位方式，不仅可以适用于完整回转体的加工，同时可以对分瓣结构的工件进行整体加工；采用空心顶尖定位及平键传动，装夹简单，定位精度高，避免了卡料环与空心顶尖相对转动造成的定位基准磨损，提高了空心顶尖及卡料环的使用寿命，适合批量生产；采用随动支撑装置对刀具进行随动支撑，可以有效减少由于跨度大引起的刀具挠度变形，提高细长通孔的加工精度，减少刀具振动，提高了加工表面质量，同时可以在随动支撑装置上安装冷却装置，提高刀具耐用度；采用气缸驱动尾顶系统实现工件的装夹定位，同时采用拨叉带动右侧随动支撑装置一同运动，提高了装置的自动化水平，减少了劳动强度。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1是一种用于复杂阶梯深孔加工的装置的主视图。图2是图1的右视图。图3是图1的俯视图。图4是图1的左视图。图5是图1的内部结构剖视图。图6是图1的右视图局部剖视图。图7是图3的F处的局部放大视图。图8是图5的E处的局部放大视图。图中1．床身，2．左侧刀具固定装置，3．左侧随动支撑装置，4．Z向进给系统，5．Z向滑台，6．X向进给系统，7．X向滑台，8．尾顶驱动系统，9．主轴系统，10.尾顶系统，11.右侧随动支撑装置，12.刀具，13.右侧刀具固定装置，14.左侧刀具底座，15．左侧刀具固定座，16．左刀具压板，17.左侧随动支撑架，18.左侧随动支撑滑套，19.左侧随动支撑架压板，20.Z向伺服电机，21.Z向联轴器，22.Z向滚珠丝杠副，23.Z向直线导轨副，24.X向伺服电机，25.X向联轴器，26.X向滚珠丝杠副，27.X向直线导轨，28.尾顶直线导轨，29.双向驱动气缸，30.驱动电机，31.小同步带轮，32.同步带，33.大同步带轮，34.左侧空心顶尖，35.左侧驱动平键，36.左侧卡料环，37.主轴左侧压盖，38.主轴左侧密封圈，39.主轴左侧机座，40.主轴左侧轴承，41.主轴平键，42.主轴轴套，43.主轴右侧机座，44.主轴右侧轴承，45.主轴，46.主轴右侧密封圈，47.主轴右侧压盖，48.尾顶左侧压盖，49.尾顶左侧密封圈，50.尾顶左侧轴承，51.尾顶机座，52.尾顶右侧轴承，53.尾顶右侧压盖，54.尾顶右侧密封圈，55.尾顶轴，56.右侧卡料环，57.右侧空心顶尖，58.右侧从动平本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于复杂阶梯深孔加工的装置，其特征在于：该装置包括：床身（1）左侧刀具固定装置（2）左侧随动支撑装置（3）Z向进给系统（4）Z向滑台（5）X向进给系统（6）X向滑台（7）尾顶驱动系统（8）主轴系统（9）尾顶系统（10）右侧随动支撑装置（11）刀具（12）右侧刀具固定装置（13）；在图2中，左侧刀具固定装置（2）包括：左侧刀具底座（14）左侧刀具固定座（15）左刀具压板（16）；在图2中，左侧随动支撑装置（3）包括：左侧随动支撑架（17）左侧随动支撑滑套（18）左侧随动支撑架压板（19）；在图5中，Z向进给系统（4）包括：Z向伺服电机（20）Z向联轴器（21）Z向滚珠丝杠副（22）Z向直线导轨副（23）；在图6中，X向进给系统（6）包括:X向伺服电机（24）X向联轴器(25)X向滚珠丝杠副(26)X向直线导轨(27)；在图5中，尾顶驱动系统（8）包括：尾顶直线导轨(28)双向驱动气缸（29）；在图3、图5中，主轴系统（9）包括：驱动电机（30）小同步带轮（31）同步带（32）大同步带轮（33）左侧空心顶尖（34）左侧驱动平键（35）左侧卡料环工件（36）主轴左侧压盖（37）主轴左侧密封圈（38）主轴左侧机座（39）主轴左侧轴承（40）主轴平键（41）主轴轴套（42）主轴右侧机座（43）主轴右侧轴承（44）主轴（45）主轴右侧密封圈（46）主轴右侧压盖（47）；在图5中，尾顶系统（10）包括：尾顶左侧压盖（48）尾顶左侧密封圈（49）尾顶左侧轴承(50)尾顶机座(51)尾顶右侧轴承（52）尾顶右侧压盖（53）尾顶右侧密封圈（54）尾顶轴（55）右卡料环（56）右侧空心顶尖（57）右侧从动平键（58）；在图4中，右侧随动支撑装置（11）包括：右侧随动支撑滑套(59)右侧随动支撑架(60)拨叉(61) 右侧随动支撑架压板(62)；在图7、图8中，刀具（12）包括：刀杆（63）压紧块（64）刀块（65）定位块（66）；在图4中，右侧刀具固定装置（13）包括：右侧刀具底座（67）右侧刀具固定座(68)右刀具压板(69)。...

【技术特征摘要】
1.一种用于复杂阶梯深孔加工的装置，其特征在于：该装置包括：床身（1）左侧刀具固定装置（2）左侧随动支撑装置（3）Z向进给系统（4）Z向滑台（5）X向进给系统（6）X向滑台（7）尾顶驱动系统（8）主轴系统（9）尾顶系统（10）右侧随动支撑装置（11）刀具（12）右侧刀具固定装置（13）；在图2中，左侧刀具固定装置（2）包括：左侧刀具底座（14）左侧刀具固定座（15）左刀具压板（16）；在图2中，左侧随动支撑装置（3）包括：左侧随动支撑架（17）左侧随动支撑滑套（18）左侧随动支撑架压板（19）；在图5中，Z向进给系统（4）包括：Z向伺服电机（20）Z向联轴器（21）Z向滚珠丝杠副（22）Z向直线导轨副（23）；在图6中，X向进给系统（6）包括:X向伺服电机（24）X向联轴器(25)X向滚珠丝杠副(26)X向直线导轨(27)；在图5中，尾顶驱动系统（8）包括：尾顶直线导轨(28)双向驱动气缸（29）；在图3、图5中，主轴系统（9）包括：驱动电机（30）小同步带轮（31）同步带（32）大同步带轮（33）左侧空心顶尖（34）左侧驱动平键（35）左侧卡料环工件（36）主轴左侧压盖（37）主轴左侧密封圈（38）主轴左侧机座（39）主轴左侧轴承（40）主轴平键（41）主轴轴套（42）主轴右侧机座（43）主轴右侧轴承（44）主轴（45）主轴右侧密封圈（46）主轴右侧压盖（47）；在图5中，尾顶系统（10）包括：尾顶左侧压盖（48）尾顶左侧密封圈（49）尾顶左侧轴承(50)尾顶机座(51)尾顶右侧轴承（52）尾顶右侧压盖（53）尾顶右侧密封圈（54）尾顶轴（55）右卡料环（56）右侧空心顶尖（57）右侧从动平键（58）；在图4中，右侧随动支撑装置（11）包括：右侧随动支撑滑套(59)右侧随动支撑架(60)拨叉(61)右侧随动支撑架压板(62)；在图7、图8中，刀具（12）包括：刀杆（63）压紧块（64）刀块（65）定位块（66）；在图4中，右侧刀具固定装置（13）包括：右侧刀具底座（67）右侧刀具固定座(68)右刀具压板(69)。2.根据权利要求1所述的一种用于复杂阶梯深孔加工的装置，其特征在于：左侧刀具固定装置（2）底部与床身（1）固定，采用V型块定位，利用螺钉压紧，能够实现刀杆的快速定位夹紧，并且在拆卸刀具时有足够的让刀空间；左侧随动支撑装置（3）能够沿Z向滑台（5）立板上的矩形导轨移动，采用螺钉压紧，实现刀具（12）与左侧随动支...

【专利技术属性】
技术研发人员：王泽震，吴庆堂，吴焕，魏巍，郭波，王凯，康战，修冬，段学俊，王文渊，李珊，陈洪海，
申请(专利权)人：长春设备工艺研究所，
类型：发明
国别省市：吉林,22