專利名稱：一種大型薄壁錐形套的裝夾及加工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于機械加工技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種進口圓錐破碎機的薄壁錐形套的裝夾及加工方法。
背景技術(shù)：
圓錐式破碎機是主要作用于金屬礦石破碎的一種設(shè)備，目前國內(nèi)礦山大量采用進口圓錐式破碎機。一般采礦-選礦生產(chǎn)線上共配備兩臺這樣的破碎機，是大型礦業(yè)公司的關(guān)鍵設(shè)備，若這兩臺設(shè)備同時出現(xiàn)故障，將造成礦業(yè)公司全礦停產(chǎn)，對礦業(yè)公司來說，將是一個不可估量的重大設(shè)備事故。而薄壁錫青銅錐套安裝于破碎機的動錐和機架之間，是固定和支撐動錐體轉(zhuǎn)動的滑動軸承，是這臺破碎機的關(guān)鍵零部件。該零件壁薄，長度較長，且為圓錐形，設(shè)備運轉(zhuǎn)要求內(nèi)外圓錐面尺寸精度及同軸度要求較高，因此裝夾及加工難度大。原先這種薄壁錐形套一直依賴進口，不僅價格昂貴，而且交貨周期一直難以保證。目前尚無公開的薄壁錐形套加工工藝和參數(shù)，因此薄壁錐形套的自主加工一直是個無法突破的難關(guān)，一是薄壁錐形套的內(nèi)外錐面同軸度無法保證，二是內(nèi)錐面的加工精度難以達到要求，導(dǎo)致廢品率居高不下。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述問題，本發(fā)明公開了一種大型薄壁錐形套的裝夾及加工方法，在對欲加工的錐形套進行精確定位的基礎(chǔ)上，對大型薄壁錐形套進行分步驟多次切削，最終達到精度需求，解決了薄壁長錐形套裝夾難、易變形、加工精度難以控制的問題。為了達到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案
一種大型薄壁錐形套的裝夾及加工方法，包括如下步驟
(I)外圓錐面的裝夾和車削根據(jù)待加工薄壁錐形套的大端和小端內(nèi)徑，選擇尺寸相符且?guī)е箍诘拇蠖藧炆w和小端悶蓋，分別采用大小悶蓋來支撐待加工薄壁錐形套的內(nèi)徑毛坯錐孔及大小端面；用車床上的多爪卡盤夾住用大端悶蓋，尾架頂尖頂住小端悶蓋，再利用測量工具校正薄壁錐形套的位置和角度后，進行外圓錐面的車削加工。由于薄壁錐形套由錫青銅制成，材質(zhì)偏軟易變形，因此利 用多爪卡盤的多個爪夾夾持住支撐薄壁錐形套的大端悶蓋外側(cè)，爪夾在圓周方向均勻分布，爪夾本身不接觸薄壁錐形套，對薄壁錐形套不會造成壓力導(dǎo)致工件變形，此外不會遮擋外錐面的任何部分，使得外圓錐面切削能夠一次性完成。多爪卡盤與尾架頂尖相配合，穩(wěn)定夾持薄壁錐形套，減少切削過程中產(chǎn)生的震動，提高加工精度。(2)薄壁錐形套大端裝夾和小端內(nèi)圓錐面車削外圓錐面切削完成后，將小端悶蓋卸下，采用內(nèi)部帶薄壁支撐襯套的支撐套支撐住薄壁錐形套的外圓錐面中部，支撐套由車床附帶的滾輪式中心架支撐，裝夾完成后用測量工具校正薄壁錐形套的位置和角度；對薄壁錐形套小端內(nèi)圓錐面和小端面進行車削加工。(3)薄壁錐形套小端裝夾和大端內(nèi)圓錐面車削完成薄壁錐形套的小端至中部的內(nèi)圓錐面的加工后，松開多爪卡盤，卸去大端悶蓋，打開滾輪式中心架，將薄壁錐形套調(diào)頭，小端內(nèi)錐面用小端外襯套裝夾在小端外圓錐面、小端內(nèi)襯套裝夾在已加工好的小端內(nèi)圓錐面，再用脹緊裝置支撐于小端內(nèi)襯套內(nèi)徑處，薄壁錐形套中部支撐套及支撐支撐襯套不動，隨薄壁錐形套一起調(diào)頭，仍舊支承在滾輪式中心架上，用多爪卡盤夾住小端外襯套，裝夾完成后用測量工具校正薄壁錐形套的位置和角度；對薄壁錐形套大端內(nèi)圓錐面和大端面進行車削加工。小端外襯套保護薄壁錐形套的外圓錐面，防止其受到多爪卡盤的夾持產(chǎn)生變形和表面損傷，同樣地，小端內(nèi)襯套保護薄壁錐形套的內(nèi)圓錐面，防止其因多球頭式脹緊裝置的支撐產(chǎn)生變形和表面損傷。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述車削加工包括粗車和精車兩個步驟，粗車時，切削速度為20 80mm / min,精車時，背吃刀量為O. 10 O. 30mm,進給量為O.1 O. 15mm /r，切削速度為30 100mm / min。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，進行粗車加工時，刀具前角為3° 5°，刀具后角為3° 10°，主偏角為60° 75 ;進行精車加工時，刀具前角為10° 15°，刀具后角為5° 14°，主偏角為75° 90°。作為本發(fā)明的一種改進方案，在各步驟對工件進行裝夾之前利用尾座頂尖進行對刀，保證刀尖與主軸中心線等高。進一步保證薄壁錐形套加工的精度。作為本發(fā)明的一種改進方案，在車削時使用冷卻液對工件進行冷卻與潤滑。一方面可以減少刀具磨損，另一方面還能減少受熱變形，使加工表面更好地達到要求。作為本發(fā)明的一種改進方案，所述步驟(I)中選擇大端悶蓋和小端悶蓋之后，在待加工薄壁錐形套兩端預(yù)先加工出與大端悶蓋、小端悶蓋各自止口相配合的臺階。臺階與悶蓋止口能夠緊密嵌合，增加加工過程中工件的穩(wěn)定性。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述步驟(3)中脹緊裝置為多球頭式脹緊裝置，所述多球頭式脹緊裝置的支撐球數(shù)量與多爪卡盤的爪夾數(shù)量保持一致，且支撐球面對薄壁錐形套的支撐點和爪夾對薄壁錐形套的施力點相對應(yīng)，能夠有效防止薄壁錐形套因受多爪卡盤的裝夾變形。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述步驟(2)中支撐襯套在軸線方向上開有通槽。通槽設(shè)計使得支撐襯套具有一定彈性，即在朝向軸心和遠離軸心方向上均具有一定的張力，可以實現(xiàn)裝夾薄壁錐形套的外圓錐面而又不破壞外圓錐面的目的。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述步驟(2)中支撐套用止動螺釘固定在支撐套上，支撐套的內(nèi)錐面與工件外錐面錐度相等，支撐套的內(nèi)錐面與工件中部錐面緊密接觸，所述止動螺釘為三組。薄壁錐形套中部能夠獲得穩(wěn)定支撐，防止支撐套與薄壁錐形套之間有松動現(xiàn)象發(fā)生。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述步驟(2)中支撐襯套位于止動螺釘和薄壁錐形套之間。支撐襯套能夠有效保護薄壁錐形套的外錐面。本發(fā)明提供的裝夾及加工方法，對薄壁錐形套的大端和小端進行分段加工，克服了原先對內(nèi)錐面進行一次性加工時，刀桿過長剛度不夠，導(dǎo)致車削過程中震動明顯產(chǎn)生震紋的缺陷，明顯提高了表面光潔度；用此套工裝裝夾薄壁錐形套進行薄壁錐形套外徑、內(nèi)徑、端面的加工，既滿足薄壁錐形套尺寸和形位公差要求，又可獲得較好的表面粗糙度，并有效的保護了加工表面在后續(xù)的加工過程不被損壞。加工成品交付后安裝使用正常，完全滿足設(shè)備使用要求。本發(fā)明適用于薄壁錐形套的裝夾及車削加工，尤其適用于目前國內(nèi)礦山大量應(yīng)用的進口圓錐破碎機的薄壁錐形套的裝夾及車削加工。


圖1為本發(fā)明提供的加工方法步驟(I)中的裝夾示意 圖2為本發(fā)明提供的加工方法步驟(2)中的裝夾示意 圖3為圖2的A-A向剖視 圖4為本發(fā)明提供的加工方法步驟(3)中的裝夾示意 圖5為圖4中采用三爪卡盤和三球頭式脹緊裝置的左視 圖6為圖4中采用四爪卡盤和四球頭式脹緊裝置的左視圖。附圖標記列表1-多爪卡盤，2-大端悶蓋，3-薄壁維形套，4-小端悶蓋,5-尾架頂尖，6-外圓車刀，7-滾輪式中心架，71-滾輪，8-支撐套，9-止動螺釘，10-支撐襯套，11-內(nèi)孔車刀，12-端面車刀，13-小端外襯套，14-小端內(nèi)襯套，15-脹緊裝置。
具體實施例方式以下將結(jié)合具體實施例對本發(fā)明提供的技術(shù)方案進行詳細說明，應(yīng)理解下述具體實施方式
僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。大型薄壁錐形套的裝夾及加工方法，包括如下步驟
(O首先進行外圓錐面的裝夾和車削
如圖1所示，準備待加工的薄壁錐形套毛坯件，毛坯件為中空的圓錐臺形，根據(jù)待加工薄壁錐形套的大端和小端內(nèi)徑，選擇帶止口設(shè)計的大端悶蓋2和小端悶蓋4，在待加工薄壁錐形套3的兩端預(yù)先加工出與大端悶蓋、小端悶蓋4各自止口相配合的臺階，分別采用大小悶蓋2、4來支撐待加工薄壁錐形套3的內(nèi)徑毛坯錐孔及大小端面，車床上的多爪卡盤I夾住用大端悶蓋2，尾架頂尖5頂住小端悶蓋4，再輔以百分表校正薄壁錐形套3，根據(jù)圖紙上標示的尺寸，計算出切削的深度和角度后，使用外圓車刀6進行外圓錐面的車削加工。前述多爪卡盤可為三爪或四爪卡盤。薄壁錐套在加工外錐面時，要充分利用毛坯余量，多次少量試切削、多次測量、計算，保證錐面符合1: 10的要求，試切削時，切削量切不可太大，避免出現(xiàn)端面外圓、內(nèi)孔快接近圖紙要求時，錐度仍沒有找準現(xiàn)象的發(fā)生。(2.1)薄壁錐形套大端裝夾
如圖2、圖3所示，外圓錐面切削完成后，將小端悶蓋4卸下，采用內(nèi)部帶薄壁支撐襯套10的支撐套8支撐住薄壁錐形套3的外圓錐面中部，支撐套8為中空圓錐臺形，套在薄壁錐形套3的中部，支撐套8的內(nèi)錐面與工件3外錐面錐度相等，支撐套8的內(nèi)錐面與工件3中部錐面緊密接觸。支撐套8外表面上具有通孔，使用止動螺釘9穿入通孔將支撐套8固定在薄壁錐形套3上，防止支撐套8與薄壁錐形套3之間有松動現(xiàn)象發(fā)生。支撐套內(nèi)側(cè)具有支撐襯套10，支撐襯套10的長度小于支撐套8的長度，形狀為與薄壁錐形套3中部形狀一致，為中空的圓錐臺形，支撐襯套10內(nèi)表面錐度與薄壁錐形套3外圓錐面的錐度相等，支撐襯套10位于止動螺釘9和薄壁錐形套3之間，能夠有效保護薄壁錐形套3外錐面。支撐套8由車床附帶的滾輪式中心架7支撐，裝夾完成用測量工具校正薄壁錐形套的位置和角度。本例中，止動螺釘9采用三組，支撐襯套10的寬度很窄，小于薄壁錐形套總體長度的十分之一。如圖3所示，車床附帶的滾輪式中心架7上具有三個被動式滾輪71，通過支撐套8支撐薄壁錐形套3的中部，既解決了滾輪式中心架7圓柱面滾輪不能裝夾曲面的困難，又很好地保護了薄壁錐形套3已經(jīng)加工好的外圓錐面。當(dāng)進行車削時，薄壁錐形套3繞軸線轉(zhuǎn)動，固定在薄壁錐形套3外圓錐面中部的支撐套8隨之相應(yīng)轉(zhuǎn)動，帶動滾輪71反方向滾動，滾輪71產(chǎn)生了滾動摩擦力，減少車削過程中薄壁錐形套3在徑向方向上產(chǎn)生的震動，提高加工精度。支撐襯套10采用沿中心軸線對稱刨分形式，并在軸線方向上開有通槽(即支撐襯套具有一條沿軸線方向的裂縫)，所述通槽較窄，通槽設(shè)計使得支撐襯套10具有一定彈性，即在朝向軸心和遠離軸心方向上均具有一定的張力，可以實現(xiàn)裝夾薄壁錐形套3的外圓錐面而又不破壞外圓錐面的目的。(2. 2)小端內(nèi)圓錐面車削根據(jù)圖紙上標示的尺寸，先用內(nèi)孔車刀11進行小端內(nèi)圓錐面切削，再用端面車刀12完成薄壁錐形套小端內(nèi)圓錐面和小端面的端面切削。 (3.1)薄壁錐形套小端裝夾
如圖4、圖5所示，完成薄壁錐形套的小端至中部的內(nèi)圓錐面的加工后，松開多爪卡盤，卸去大端悶蓋，打開滾輪式中心架，將薄壁錐形套調(diào)頭，小端內(nèi)圓錐面用小端外襯套13裝夾在小端外圓錐面、小端內(nèi)襯套14裝夾在已加工好的小端內(nèi)圓錐面，再用脹緊裝置15支撐于小端內(nèi)襯套14內(nèi)徑處，薄壁錐形套3中部支撐套8及支撐襯套10不動，隨薄壁錐形套3一起調(diào)頭，仍舊支承在滾輪式中心架7上，用多爪卡盤I夾住小端外襯套，裝夾完成并用測量工具校正薄壁錐形套3的位置和角度。脹緊裝置15可采用多球頭式脹緊裝置，機械領(lǐng)域通常應(yīng)用的是三球頭式或四球頭式脹緊裝置，如圖5所示，在使用三爪卡盤進行裝夾時，本步驟中優(yōu)選采用三球頭式脹緊裝置進行支撐，如圖6所示，使用四爪卡盤進行裝夾時，本步驟中優(yōu)選采用四球頭式脹緊裝置進行支撐；支撐球面對薄壁錐形套的支撐點和爪夾對薄壁錐形套的施力點應(yīng)相對應(yīng)，即相應(yīng)支撐球?qū)Ρ”阱F形套的施力點和爪夾對薄壁錐形套的施力點優(yōu)選在一條直徑上，這樣內(nèi)外受力點均衡，工件不易產(chǎn)生徑向形變。(3. 2)大端內(nèi)圓錐面車削根據(jù)圖紙上標示的尺寸，先用內(nèi)孔車刀11進行大端內(nèi)圓錐面切削，再用端面車刀12完成薄壁錐形套3大端內(nèi)圓錐面以及大端面的端面切削。在上述小端內(nèi)圓錐面車削和大端內(nèi)圓錐面車削過程中，因工件較薄，切削熱會引起工件熱變形，使工件尺寸難于控制，所以在完成粗車后，必須等工件徹底冷卻后再精車至圖紙上標示的尺寸。在步驟(I)、步驟(2.1)和步驟(2. 2)涉及到的各個車削步驟均分為粗車和精車兩個步驟，每次車削時首先進行粗車，再進行精車，以降低成品工件的表面粗糙度。在切削力(特別是徑向切削力)的作用下，工件很容易產(chǎn)生振動和變形，影響工件的尺寸精度、形狀、位置精度和表面粗糙度，所以在粗車和精車這兩個步驟中，都需要選擇合理的切削用量。粗車時，可以適當(dāng)增加背吃刀量和進給量，同時切削速度不宜過高，一般在20 80mm /min。精車時，背吃刀量為O. 10 O. 30mm，進給量為O.1 O. 15mm / r，切削速度30 100mm / min。這樣能消除切削過程中刀具引起的振動。特別是65m / min以下的切削速度避開了工件與機床的共振，避免了切削時振動引起的變形。合理選擇刀具角度，減小工件變形，提高表面加工質(zhì)量顯得尤為重要。下表I為使用本發(fā)明提供的方法加工大型薄壁錐套時優(yōu)選采用的刀具幾何角度。
權(quán)利要求
1.一種大型薄壁錐形套的裝夾及加工方法，包括如下步驟 (1)外圓錐面的裝夾和車削根據(jù)待加工薄壁錐形套的大端和小端內(nèi)徑，選擇尺寸相符且?guī)е箍诘拇蠖藧炆w和小端悶蓋，分別采用大小悶蓋來支撐待加工薄壁錐形套的內(nèi)徑毛坯錐孔及大小端面；用車床上的多爪卡盤夾住用大端悶蓋，尾架頂尖頂住小端悶蓋，再利用測量工具校正薄壁錐形套的位置和角度后，進行外圓錐面的車削加工； (2)薄壁錐形套大端裝夾和小端內(nèi)圓錐面車削外圓錐面切削完成后，將小端悶蓋卸下，采用內(nèi)部帶薄壁支撐襯套的支撐套支撐住薄壁錐形套的外圓錐面中部，支撐套由車床附帶的滾輪式中心架支撐，裝夾完成后用測量工具校正薄壁錐形套的位置和角度；對薄壁錐形套小端內(nèi)圓錐面和小端面進行車削加工； (3)薄壁錐形套小端裝夾和大端內(nèi)圓錐面車削完成薄壁錐形套的小端至中部的內(nèi)圓錐面的加工后，松開多爪卡盤，卸去大端悶蓋，打開滾輪式中心架，將薄壁錐形套調(diào)頭，小端內(nèi)錐面用小端外襯套裝夾在小端外圓錐面、小端內(nèi)襯套裝夾在已加工好的小端內(nèi)圓錐面，再用多球頭式脹緊裝置支撐于小端內(nèi)襯套內(nèi)徑處，薄壁錐形套中部支撐套及支撐支撐襯套不動，隨薄壁錐形套一起調(diào)頭，仍舊支承在滾輪式中心架上，用多爪卡盤夾住小端外襯套，裝夾完成后用測量工具校正薄壁錐形套的位置和角度；對薄壁錐形套大端內(nèi)圓錐面和大端面進行車削加工。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型薄壁錐形套的裝夾及加工方法，其特征在于所述車削加工包括粗車和精車兩個步驟；粗車時，切削速度為20 80mm / min，精車時，背吃刀量為O.10 O. 30mm,進給量為O.1 O. 15mm / r,切削速度為30 100mm / min。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的大型薄壁錐形套的裝夾及加工方法，其特征在于進行粗車加工時，刀具前角為3° 5°，刀具后角為3° 10°，主偏角為60° 75;進行精車加工時，刀具前角為10° 15°，刀具后角為5° 14°，主偏角為75° 90°。
4.根據(jù)權(quán)利要求1 3中任意一項所述的大型薄壁錐形套的裝夾及加工方法，其特征在于在各步驟對工件進行裝夾之前利用尾座頂尖進行對刀，保證刀尖與主軸中心線等高。
5.根據(jù)權(quán)利要求1 3中任意一項所述的大型薄壁錐形套的裝夾及加工方法，其特征在于在車削時使用冷卻液對工件進行冷卻與潤滑。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型薄壁錐形套的裝夾及加工方法，其特征在于所述步驟(1)中選擇大端悶蓋和小端悶蓋之后，在待加工薄壁錐形套兩端預(yù)先加工出與大端悶蓋、小端悶蓋各自止口相配合的臺階。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型薄壁錐形套的裝夾及加工方法，其特征在于所述步驟(3)中多球頭式脹緊裝置的支撐球數(shù)量與多爪卡盤的爪夾數(shù)量保持一致，且支撐球面對薄壁錐形套的支撐點和爪夾對薄壁錐形套的施力點相對應(yīng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型薄壁錐形套的裝夾及加工方法，其特征在于所述步驟(2)中支撐襯套在軸線方向上開有通槽。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型薄壁錐形套的裝夾及加工方法，其特征在于所述步驟(2)中支撐套用止動螺釘固定在支撐套上，支撐套的內(nèi)錐面與工件外錐面錐度相等，支撐套的內(nèi)錐面與工件中部錐面緊密接觸，所述止動螺釘為三組。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或8所述的大型薄壁錐形套的裝夾及加工方法，其特征在于所述步驟(2)中支撐襯套位于止動螺釘和薄壁錐形套之間。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種大型薄壁錐形套的裝夾及加工方法，在對欲加工的錐形套進行精確定位的基礎(chǔ)上，對大型薄壁錐形套進行分步驟多次切削，最終達到精度需求，解決了薄壁長錐形套裝夾難、易變形、加工精度難以控制的問題。本發(fā)明提供的加工方法包括以下步驟外圓錐面的裝夾和車削，薄壁錐形套大端裝夾和小端內(nèi)圓錐面車削，薄壁錐形套小端裝夾和大端內(nèi)圓錐面車削。本發(fā)明尤其適用于目前國內(nèi)礦山大量應(yīng)用的進口圓錐破碎機的薄壁錐形套的裝夾及車削加工。
文檔編號B23B1/00GK103056392SQ201210392658
公開日2013年4月24日 申請日期2012年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月17日
發(fā)明者李斌, 寧宇 申請人:南京梅山冶金發(fā)展有限公司, 上海梅山鋼鐵股份有限公司