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可调整跟刀架在花键轴铣床上的应用
Jan 11, 2022  来源: 青海第二机床制造有限责任公司   作者:牛福林 王凤英


     摘要: 针对机械加工中,机床上通常使用的跟刀架装置在加工细长的容易下垂变形,而精度要求较高的花键轴,齿轮轴等工件时,普遍存在跟刀套支撑效果差,更换困难,材料损耗大; 工件加工时颤动,加工精度差,效率低的问题; 尤其加工细长轴轴头和台阶轴时存在支撑难的问题。因此,设计开发新型跟刀架以解决上述问题,跟刀架装置的好坏直接影响机械加工的效率、稳定性和质量。

     关键词: 可调整跟刀架; 可移动; 蝶簧; 刹紧

     当加工工件长度跟直径比( L / d) 大于 25 倍时,工件本身的刚性会变差,尤其在铣削花键轴加工时,工件受切削力、自身重量和加工时的旋转带来的离心力,工件会产生弯曲、震动、受力变形等因素,会严重影响工件加工精度和表面粗糙度 。花键轴工件在切削加工中,工件会因加工发热,使工件产生热变形伸长且变弯,在铣削时带来很大的困难。传统的瓦架跟刀架使用中,很难调整铣刀加工位置,切屑不易排出等不足,为此设计可调整跟刀架,在切削时,铣刀在跟刀架两侧任意位置加工,使得工件的刚性变强,颤动减弱,且易排除加工产生的切屑等特点 。

     1、传统跟刀架
  
     1.1 结构特点
 
     传统的花键轴铣床的跟刀架的结构,如图 1 所示,底座 1 安装在铣头箱纵向移动的溜板上,底座 1 的中心线与刀具轴线对准。工作时,花键滚刀在跟刀架支撑的范围内加工; 半瓦 2 和底座 1 是通过压板 3 压紧连接,半瓦 2 是支撑工件用的瓦,根据不同工件更换半瓦 2,来解决机床切削时的颤动、变形弯曲,但半瓦与花键滚刀间的相对位置固定而不能调整。


     1.2 存在不足
 
     ( 1) 这种跟刀架在切削时有局限性,由于半瓦 2在底座 1 上固定不能移动调整,工件品种多种多样,支撑位置影响滚刀切削位置时,导致有些轴无法加工,需更换特殊中心架。这样既增加了生产成本,又增加工人的劳动强度,影响加工效率。

     ( 2) 这种跟刀架切削的切屑不易排出,切屑不及时清理会把加工面拉伤,影响轴颈的表面粗糙度。

     2、可调整跟刀架
  
     2.1 可调整跟刀架的结构
  
     压套 21 和小跟刀套 18 由螺钉 20 加碟簧 19 固定在一起,再通过压板 17、22 用螺钉压牢在大跟刀套 15上,而大跟刀套 15 再由压板 16、23 由螺钉压牢在跟刀架壳体 3 上,压板的松紧以大套 15 能左右滑动为宜。可调整跟刀架设置有齿轮、齿条机构,齿条 9 用螺钉固定在大跟刀套 15 上,齿轮轴 8 上有轴承 7 和 11 与支架 10 装在一起; 支架 10 用螺钉固定在壳体 3 上; 摇动手柄 13,经齿轮、齿条机构带动大跟刀套 15 纵向移动; 可调整跟刀架还配有刹紧机构,大跟刀套 15 上开有 T 型槽,摇动刹紧手柄 5 带动 T 型螺钉 4 将跟刀套15 与壳体 3 刹紧; 整个可调整跟刀架装置再由螺钉 1和销子 2 固定在机床溜板上。

  
     2.2 可调整跟刀架的使用方法
 
     在使用时,改变压套 21 在小跟刀套 18 上的位置( 压套 21 在小跟刀套 18 上有两个位置) 再配合大跟刀套 15 的移动可实现工件支撑点位置的改变; 通过调整螺钉 20 和碟簧 19 来控制压套 21 的松紧,以解决工件加工过程中的振动。
  
     2.3 可调整跟刀架的优点
  
     ( 1) 改变工件支撑点的位置。即使工件支撑点的位置从刀具加工中心点的左侧转换到右侧,以利于工件顺逆铣、排屑和工件轴头的加工。

     ( 2) 在大跟刀套中装入不同规格小跟刀套来降低材料消耗,且方便更换。

     ( 3) 在小跟刀套外加压套组成公母套,改变工件加工过程中的振动,使加工过程平稳可靠。
  
     3、结语
  
     可调整跟刀架具有在切削时,铣刀可在跟刀架两侧任意位置加工,使得工件的刚性变强,颤动减弱,且易排出加工产生的切屑。可调整跟刀架现已推广使用到花键轴类机床,已经销售到用户生产厂家,得到了用户的认可。
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