车床尾座用活顶尖的改进

1 前言

我们参考标准图册加工制作的车床尾座用莫氏5号活顶尖,用于对工件内孔定位,加工工件的外端面及5×30°内倒角。活顶尖的结构及工件的定位夹紧情况见图1所示。

工件11的内孔直径为100_+0.01^+0.13,表面粗糙度为Ra0.8μm,套在锥套10上。锥套10是六等分结构/,在大螺母9的作用下,可以沿着心轴3的外锥面轴向前进,起到对工件11的内孔的定位夹紧作用。床头部分也采用类似的锥套及大螺母结构对工件的内孔定位夹紧。

1.压盖 2.铜套 3.心轴 4.顶尖体 5.单向推力球轴承 6.圆锥滚子轴承 7.压紧螺母 8.螺钉 9.大螺母 10.锥套 11.工件

图1

2 结构分析

在加工工件的内倒角时发现倒角宽度不匀和心轴3向外轴向窜出的情况。

经过认真分析,我们认为,造成这些现象的原因包括以下几方面:

1) 心轴3所承受的轴向力由单向推力球轴承8207承受,而径向跳动主要由圆锥滚子轴承7207来限定,该轴承本身靠压紧螺母7来预紧。压紧螺母7不能有效地预紧,直接导致了心轴3径向跳动超差,加工出的工件内倒角不匀。心轴的详细结构见图2所示．加工心轴时螺纹M48×1.5先加工好,螺纹中径与心轴的轴线同轴度较好,整体淬火后,螺纹部位产生了变形,造成大螺母9与锥套10的六个等分瓣不能完全接触,影响了锥套的定心精度。

图2

压紧螺母7的详细尺寸见图3所示．它本身靠M4的螺钉锁紧,由于压紧螺母上厚度为6mm的锁紧边较厚,使M4螺钉的锁紧作用不大,易造成M80×2螺纹松动,加上顶尖体4上内螺纹也存在淬火后变形问题,都会使圆锥滚子轴承7207的定心精度大大降低,造成心轴的径向跳动超差。

图3

2) 锥套端面与内锥面的轴线不垂直,也是造成径向跳动超差的原因之一。

3) 心轴尾部轴头太细,只有10mm,刚度不够,安装和切削加工时极易弯曲,与铜套2研死,起不到滑动轴承的作用,也会造成心轴径向跳动太大。

4) 心轴向外窜动,是由于没有轴向限位所致。仅靠心轴与两轴承内孔的配合,很难保证在受到轴向力时不被带出。

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