長軸吊桿的加工與工裝設計

■東方電氣集團東風電機有限公司 （四川樂山 614000）

李衛東 蔣建華 閻玉輝

吊桿是兩端螺桿M 2 4 ～M90，軸長4 000～14 000mm等多種規格的工件。對于過長的吊桿，在臥式車床上加工，長度超出車床很多，因此簡單地利用臥式車床加工吊桿很難達到產品要求。加工這一類的超長軸工件一般是采用雙頭卡盤的專用車床，這種專用車床是在臥式車床的床頭箱兩端均設制卡盤，即在臥式車床的床頭箱尾部非操作端部增設一卡盤，利用專用車床的雙卡盤將工件夾緊，使工件與車床的主軸形成一個整體，工件伸出車床之外的部分采用輔助支承（可酌情設制多點），以避免工件因懸置過長而產生變形。

雙卡盤裝夾的優點是，由于雙點裝夾，將工件與車床主軸組成了穩定的同軸組合體，因此在加工中床頭箱內部及外部夾持兩端較近的區域，工件轉動軸線與車床主軸轉動軸線基本做到同軸，使得工件運轉平穩，無徑向擺動與竄動，能夠保證工件的加工質量，對機床的性能影響較小。與之相反，簡單地使用臥式車床加工超長軸類，車床為單卡盤裝夾，工件裝夾形成懸臂支承。

盡管這種加工也會采用在車床之外增加多點輔助支承，因工件除單卡盤裝夾處，其余部位不能嚴格地限制工件，由于長軸的直線度超差及過長的懸臂使工件剛性變差，使工件的轉動軸線與車床主軸的轉動軸線產生偏斜而不同軸，因此在工件的加工端會產生徑向擺動旋轉與竄動，既影響加工質量，又使得機床主軸處于長時間的跳動與竄動之中而損壞機床。雙點裝夾與單點裝夾的工作狀況如圖1所示。

圖1 裝夾與工作示意圖

對于吊桿的大批量生產，定制雙頭卡盤的專用車床是最佳選擇。但對于批量不足以購買專用車床，或是受限于購買條件的企業，如何在臥式車床上加工過長的吊桿，我們給出了兩種夾持工裝，利用車床床頭箱主軸尾部的錐孔將夾持工裝固定，再通過夾持工裝內、外錐套，將工件鎖緊，使工件與車床的主軸形成一個整體，即可得到雙頭卡盤專用車床相同的加工工作狀況。

圖2 夾持工裝1

夾持工裝1概況如圖2所示。外錐套裝入車床的床頭箱主軸尾部錐孔內，將螺母套在工件之上，將工件從車床的非操作端吊裝穿過主軸孔，選擇合適的懸伸長度，旋動車床卡盤將工件定心夾緊，再將分半的內錐套卡在工件之上，推入工裝的外錐套之內，旋動螺母將內錐套頂緊，使工件、工裝與主軸組成一體，取掉手柄，調定車床床頭箱尾端之外的輔助支承，將工件懸伸于車床之外的超長部分托起，工件即可進入加工狀態。

如果加工時配合車床的中心架和尾座進行加工，效果會更好。工件加工完成后，插入手柄，旋出螺母，松開車床卡盤，用車床尾座頂動或用銅棒敲擊工件端面，將工件從車床主軸孔內退出，取下分半的內錐套和螺母，再如法炮制地將調頭的工件或新的工件裝入車床主軸孔內，即可進行新一輪的加工程序。拆卸螺栓的功能是用于將外錐套退出車床主軸孔，手柄的功能除了用于旋動螺母外還用于拆卸工裝。

圖3 夾持工裝2

夾持工裝2 如圖3 所示，是用尼龍、氟塑料或木料等材料制成的工裝。外錐套裝入車床的床頭箱主軸尾部的錐孔內，將工件從車床的非操作端吊裝穿過主軸孔，選擇合適的懸伸長度，旋動車床卡盤將工件定心夾緊，再將分半的內錐套卡在工件之上推入工裝的外錐套之內，為了做到工件與車床主軸同軸且夾緊工件，應將分半的內錐套的兩個半端面齊平、敲緊，利用斜錐面自鎖性，使工件、工裝與車床主軸組成一體。

調定車床床頭箱尾端之外的輔助支承，將工件懸伸于車床之外的超長部分托起，工件即可進入加工狀態，手柄的功能是用于拆裝。工裝的內錐套需作成分半型，在夾持工裝之中，尼龍、氟塑料或木料等材料均不具有彈性功能，因此只能選取分半型式。在夾持工裝1之中，雖可采用切口型的內錐套，但由于工件吊桿軸的直徑尺寸有一定的變數，外圓存有一定的缺陷，如圓度超差，圓表面存有碰撞凸瘤等，促使內錐套與工件的配合孔間隙選的很大，要夾緊工件必須加大內錐套的軸向移動距離，就要加大工裝的內錐套和螺母尺寸，同時增加了工作量，切口型的內錐套不易做厚，否則螺母的推進力必須很大，才能促使內錐套變形夾緊工件，切口型的內錐套還有一缺點就是必須從工件的軸端套入，由于工件超長，內錐套的內孔配合間隙小，從端頭移動到裝卡位置也不如分半型的內錐套操作方便。

夾持工裝2 與夾持工裝1 相比，結構更簡單、成本投入低、重量輕且方便操作，但不如夾持工裝1堅固耐用。