一种带轴向预紧力可调式轴类零件磨削夹具及加工方法与流程

本发明涉及机械加工工艺装备领域，尤其是涉及一种带轴向预紧力可调式轴类零件磨削夹具及加工方法。

背景技术：

1、磨削设备在加工轴类零件时，目前主要采用鸡心拨头作为夹具进行装夹，具体参见cn223589122u，一种外圆磨床鸡心夹，此类夹具通用性较差，且零件装夹时的轴向力依靠顶尖施加，对于细长轴磨削加工非常不利，容易引起振动，造成产品表面质量不合格或者报废。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服上述不足，提供一种带轴向预紧力可调式轴类零件磨削夹具及加工方法，此夹具能够对工件施加与尾部顶尖相顶紧的拉紧力，零件受力状态由原来的单一顶紧力改变成了现在的拉紧力和顶紧力共同作用，零件的弯曲变形趋势受到抑制，加工振动得到改善，磨削过程更加平稳，产品质量得到提高。

2、为了实现上述的目的，本发明提供如下方案：

3、本发明第一方面提供一种带轴向预紧力可调式轴类零件磨削夹具，包括法兰座，法兰座上通过锁紧螺母固定安装有拉杆，拉杆的外部套装有活动套筒，活动套筒的内部并位于拉杆的外部定位安装有弹簧，弹簧的外端头通过安装在拉杆端头的调节螺母限位压紧，调节螺母位于活动套筒的内部并形成间隙配合，活动套筒的外部固定安装有调节卡环，调节卡环的径向方向通过螺纹配合安装有顶丝。

4、优选地，所述法兰座的内部加工有内部腔体，法兰座的边缘加工有法兰孔，法兰座的中心部位加工有用于穿过尾部顶尖的中心孔，法兰座上加工有用于穿过拉杆的拉杆通孔。

5、优选地，装夹时，所述法兰座通过穿过法兰孔的螺栓与磨床主轴的端面固定相连；

6、尾部顶尖设置在磨床主轴的外端面中心部位。

7、优选地，所述拉杆的尾部加工有限位座，限位座所在端的杆体加工有第一螺纹段，第一螺纹段与锁紧螺母构成螺纹配合，第一螺纹段的另一端为光轴段，光轴段的另一端为第二螺纹段，第二螺纹段与调节螺母构成螺纹配合并调节弹簧的压紧力。

8、优选地，所述活动套筒的内部加工有弹簧腔体，活动套筒与调节卡环相配合的端头外部加工有环形槽。

9、优选地，所述调节卡环上设置有连接座，连接座套装在活动套筒的外部，连接座的径向方向安装有紧定螺钉，紧定螺钉与环形槽相限位配合。

10、优选地，所述调节螺母的端头加工有开口槽。

11、优选地，所述锁紧螺母和法兰座之间设置有垫片。

12、优选地，所述拉杆的数量为三根且呈圆周均匀设置。

13、优选地，所述顶丝的数量为三根且呈圆周均匀设置。

14、本发明第二方面提供一种带轴向预紧力可调式轴类零件磨削加工方法，所述加工方法包括以下步骤：

15、s1夹具装配与装机：将拉杆固定安装于法兰座，在拉杆外部套装内置弹簧的活动套筒，通过旋装于拉杆端头的调节螺母压紧弹簧端部，再将调节卡环固定于活动套筒外部，完成夹具本体装配；将夹具通过法兰座固定连接于磨床主轴端面，使尾部顶尖从法兰座中心穿出；

16、s2工件径向装夹：旋松调节螺母释放弹簧预紧力，将待加工轴类工件端部中心孔对准尾部顶尖置入，调节调节卡环上的顶丝，使顶丝径向顶紧工件外圆，完成工件的径向定位与夹紧；

17、s3轴向预紧力调节：旋拧调节螺母使其沿拉杆轴向移动，压缩弹簧并推动活动套筒轴向位移，通过调节卡环带动工件向尾部顶尖侧拉紧，根据工件规格与磨削工艺要求调整至设定轴向预紧力；

18、s4回转磨削加工：启动磨床，磨床主轴依次通过法兰座、拉杆、活动套筒及调节卡环带动工件同步回转，磨削刀具对工件外圆表面进行切削加工；

19、s5工件拆卸出料：磨削加工完成后，磨床停机，反向旋拧调节螺母卸除轴向预紧力，松开各顶丝后取下工件。

20、本发明有如下有益效果：

21、1.本发明通过旋转调节螺母即可改变弹簧的压缩量，进而调整工件受到的轴向拉紧力，使工件同时受到轴向拉紧力与尾部顶尖的顶紧力，改变了传统装夹方式仅依靠顶尖顶紧的单一受力状态，有效抵消磨削过程中的切削振动，抑制细长轴类零件的弯曲变形，提升加工表面质量与尺寸精度，降低报废率。

22、2.本发明调节卡环上沿圆周均匀设置的顶丝可径向伸缩调节，能够对不同直径的轴类工件进行定心夹紧，无需更换夹具主体即可适配多规格工件加工；同时三根拉杆呈圆周均布的结构受力对称均匀，保证工件回转同轴度。

23、3.本发明夹具整体结构紧凑，主体零部件可采用普通45号碳钢加工制造，锁紧螺母、弹簧、顶丝等均为标准外购件，加工装配难度低，维护成本小，适合批量生产与现场推广使用。

24、4.本发明工件的装夹与拆卸仅需调节顶丝与调节螺母即可完成，操作步骤简便，无需专用工具；且夹具整体通过法兰座与磨床主轴端面直接连接，安装定位快速，可有效缩短辅助工时。

25、5.本发明夹具不仅适用于各类细长轴、阶梯轴的外圆磨削工序，也可拓展应用于其他回转类零件的精加工装夹，能够有效改善轴类零件磨削的受力状态与加工质量。

1.一种带轴向预紧力可调式轴类零件磨削夹具，其特征在于，包括法兰座（10），法兰座（10）上通过锁紧螺母（9）固定安装有拉杆（8），拉杆（8）的外部套装有活动套筒（7），活动套筒（7）的内部并位于拉杆（8）的外部定位安装有弹簧（15），弹簧（15）的外端头通过安装在拉杆（8）端头的调节螺母（4）限位压紧，调节螺母（4）位于活动套筒（7）的内部并形成间隙配合，活动套筒（7）的外部固定安装有调节卡环（2），调节卡环（2）的径向方向通过螺纹配合安装有顶丝（3）。

2.根据权利要求1所述一种带轴向预紧力可调式轴类零件磨削夹具，其特征在于：所述法兰座（10）的内部加工有内部腔体（1001），法兰座（10）的边缘加工有法兰孔（11），法兰座（10）的中心部位加工有用于穿过尾部顶尖（13）的中心孔（1002），法兰座（10）上加工有用于穿过拉杆（8）的拉杆通孔（1003）。

3.根据权利要求2所述一种带轴向预紧力可调式轴类零件磨削夹具，其特征在于：装夹时，所述法兰座（10）通过穿过法兰孔（11）的螺栓与磨床主轴（12）的端面固定相连；

4.根据权利要求1所述一种带轴向预紧力可调式轴类零件磨削夹具，其特征在于：所述拉杆（8）的尾部加工有限位座（801），限位座（801）所在端的杆体加工有第一螺纹段（802），第一螺纹段（802）与锁紧螺母（9）构成螺纹配合，第一螺纹段（802）的另一端为光轴段（803），光轴段（803）的另一端为第二螺纹段（804），第二螺纹段（804）与调节螺母（4）构成螺纹配合并调节弹簧（15）的压紧力。

5.根据权利要求1所述一种带轴向预紧力可调式轴类零件磨削夹具，其特征在于：所述活动套筒（7）的内部加工有弹簧腔体（701），活动套筒（7）与调节卡环（2）相配合的端头外部加工有环形槽（702）。

6.根据权利要求5所述一种带轴向预紧力可调式轴类零件磨削夹具，其特征在于：所述调节卡环（2）上设置有连接座（5），连接座（5）套装在活动套筒（7）的外部，连接座（5）的径向方向安装有紧定螺钉（6），紧定螺钉（6）与环形槽（702）相限位配合。

7.根据权利要求1所述一种带轴向预紧力可调式轴类零件磨削夹具，其特征在于：所述调节螺母（4）的端头加工有开口槽（401）。

8.根据权利要求1所述一种带轴向预紧力可调式轴类零件磨削夹具，其特征在于：所述锁紧螺母（9）和法兰座（10）之间设置有垫片（14）。

9.根据权利要求1所述一种带轴向预紧力可调式轴类零件磨削夹具，其特征在于：所述拉杆（8）的数量为三根且呈圆周均匀设置；

10.一种带轴向预紧力可调式轴类零件磨削加工方法，其特征在于，采用权利要求1-9任意一项所述的带轴向预紧力可调式轴类零件磨削夹具进行加工，所述加工方法包括以下步骤：