CN209078346U - 中空轴加工用芯轴装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及中空轴加工技术领域，提供了一种中空轴加工用芯轴装置，包括芯轴、设置在芯轴上的两个支撑盘；每个支撑盘的外周面上圆周设置有N个径向调节装置，每个径向调节装置包括径向设置在支撑盘外周面上的容置槽、螺杆和调节螺母；螺杆上设置有一外螺纹段，调节螺母螺纹连接在螺杆的外螺纹段上；螺杆的一端***容置槽内、以使调节螺母与支撑盘的外周面接触；螺杆能在容置槽内沿螺杆的轴向移动。采用该芯轴装置对中空轴进行辅助加工时，只需一次装夹，就能完成中空轴外圆、端面和两端止口的加工，保证图纸设计基准与加工基准的统一；减少了装夹次数，降低了辅助时间，提高了加工效率；避免了中空轴外圆的磨损，提高了产品的外观质量。

Description

中空轴加工用芯轴装置

技术领域

本实用新型涉及中空轴加工技术领域，特别涉及一种中空轴加工用芯轴装置。

背景技术

在水电行业的中空类主轴的精加工中，中空轴应满足以下要求：主轴的外圆及端面相对于两端止口全跳动≤0.02mm，两端止口跳动及端面跳动≤0.02mm；上述要求基本接近于机床极限。

目前，中空轴的加工方法是：首先，采用先双顶加工外圆，待外圆精加工完成后，再采用“一夹一托”的支撑方式，完成两端止口的加工。上述方法中，外圆与两端止口是分开加工的，为了满足中空轴的精加工要求，对架口要求极高，同时架口在加工中容易出现磨损，影响工件的外观质量。中空轴的外圆精加工完成后，还需要改变中空轴的支撑方式，实现对中空轴两端止口的加工，而在中空轴的支撑过程中，为了避免损伤外圆，给后续的找正带来极大的困难，大大降低了中空轴的加工效率。在加工过程中，容易出现各种不稳定因素，例如工件打转、窜动等，造成中空轴不能满足精加工要求。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种提高中空轴加工效率的中空轴加工用芯轴装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：中空轴加工用芯轴装置，包括芯轴、设置在芯轴上的两个支撑盘；所述支撑盘与芯轴同轴设置；每个支撑盘的外周面上圆周设置有N个径向调节装置，其中，N为大于或等于2的正整数；相邻两个径向调节装置之间的圆心角为小于或等于180o；每个径向调节装置包括径向设置在支撑盘外周面上的容置槽、螺杆和调节螺母；所述螺杆上设置有一外螺纹段，调节螺母螺纹连接在螺杆的外螺纹段上；螺杆的一端***所述容置槽内、以使调节螺母与支撑盘的外周面接触；所述螺杆能在容置槽内沿螺杆的轴向移动。

进一步的，所述容置槽的内端设置有径向向支撑盘中心延伸的滑动孔；所述螺杆的内端设置有与滑动孔滑动配合的滑动杆；所述滑动杆设置在滑动孔内、且能沿滑动孔的轴向滑动。

进一步的，所述滑动孔和滑动杆均为圆柱形，所述滑动孔与滑动杆之间还设置有防转动装置。

进一步的，所述防转动装置包括沿滑动杆的轴向设置在滑动杆外壁上的滑槽；所述滑动孔的内壁上与滑槽相对应的位置设置有滑块；所述滑块伸入所述滑槽内、且能在滑槽内滑动配合。

进一步的，还包括球面垫、连接件和限位件；所述球面垫包括第一端面和第二端面；所述螺杆的外端面为外凸的第一球面；所述第一端面上设置有内凹的第二球面；所述连接件的一端与螺杆连接，连接件的另一端穿过球面垫上的通孔、并与限位件连接，以使第一球面与第二球面形成球面配合；所述第二端面上与限位件相对应的位置设置有容纳限位件的容置腔；所述限位件设置在该容置腔内。

进一步的，所述球面垫的第二端面为弧形面。

进一步的，还包括端盖；所述端盖可拆卸地连接在球面垫的第二端面上；所述端盖上具有抵接面。

进一步的，所述端盖的抵接面为弧形面。

进一步的，还包括锁紧螺母；所述锁紧螺母螺纹连接在螺杆的外螺纹段上。

进一步的，所述芯轴为空心轴。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的中空轴加工用芯轴装置，结构简单，操作方便；采用该芯轴装置对中空轴进行辅助加工时，只需一次装夹，就能完成中空轴外圆、端面和两端止口的加工，保证图纸设计基准与加工基准的统一；减少了装夹次数，降低了辅助时间，提高了加工效率；同时避免了中空轴外圆的磨损，提高了产品的外观质量。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是图1的左视图；

图3是本实用新型中支撑盘上的容置槽和滑动孔的剖视图；

图4是本实用新型中滑动杆、螺杆、球面垫和端盖的连接结构示意图；

图5是图4中A-A剖视图；

图6是本实用新型中螺杆、球面垫和端盖的连接结构的***图；

图7是本实用新型安装在中空轴内孔的结构示意图。

图中附图标记为：1-芯轴，2-支撑盘，3-径向调节装置，4-容置槽，5-螺杆，6-调节螺母，7-滑动孔，8-滑动杆，9-滑槽，10-滑块，11-球面垫，12-连接件，13-限位件，14-第一端面，15-第二端面，16-第一球面，17-第二球面，18-通孔，19-容置腔，20-端盖，21-抵接面，22-锁紧螺母，23-中空轴。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明：

如图1至图6所示，本实用新型所述的中空轴加工用芯轴装置，包括芯轴1、设置在芯轴1上的两个支撑盘2；所述支撑盘2与芯轴1同轴设置；每个支撑盘2的外周面上圆周设置有N个径向调节装置3，其中，N为大于或等于2的正整数；相邻两个径向调节装置3之间的圆心角为小于或等于180o；每个径向调节装置3包括径向设置在支撑盘2外周面上的容置槽4、螺杆5和调节螺母6；所述螺杆5上设置有一外螺纹段，调节螺母6螺纹连接在螺杆5的外螺纹段上；螺杆5的一端***所述容置槽4内、以使调节螺母6与支撑盘2的外周面接触；所述螺杆5能在容置槽4内沿螺杆5的轴向移动。

如图1所示，所述芯轴1可以是实心轴，也可以是空心轴；所述支撑盘2呈圆环状，支撑盘2固定在芯轴1上、且与芯轴1同轴设置。所述支撑盘2与芯轴1可以通过焊接固定，也可以通过过盈配合实现连接，根据过盈量的大小可做成可拆卸连接，也可做成不可拆卸连接。每个支撑盘2上最少可以设置两个径向调节装置3，两个径向调节装置3之间的圆心角为180o。作为优选，如图2所示，每个支撑盘2的外周面上圆周均布设置有8个径向调节装置3，相邻两个径向调节装置3之间的圆心角为45o。所述螺杆5上设置有一外螺纹段，调节螺母6螺纹连接在该外螺纹段上；该外螺纹段的长度只需能满足螺杆5实际所需要的调节长度即可，可以等于螺杆5的长度，也可以小于螺杆5的长度。

图1和图2所示为螺杆5处于初始位置的状态图，此时，调节螺母6位于螺杆5上外螺纹段的外端处，螺杆5的内端位于容置槽4内、且调节螺母6与支撑盘2的外周面抵接。当需要对中空轴23进行加工时，如图7所示，选用适用于该中空轴23的芯轴装置，然后将芯轴装置***到中空轴23的内孔中，芯轴1的两端位于中空轴23的外部，两个支撑盘2位于中空轴23的内部；转动每个径向调节装置3上的调节螺母6，调节螺杆5向外伸出的长度、使每个螺杆5的外端均与中空轴23的内壁接触，继续转动调节螺母6并拧紧，将中空轴23安装在芯轴装置上，保证中空轴23的内孔与芯轴1的同轴度满足图纸要求；然后通过机床上的夹具将芯轴1的两端夹紧，就可对中空轴23的外圆、端面和两端止口进行加工。

本实用新型的中空轴加工用芯轴装置，结构简单，操作方便；采用该芯轴装置对中空轴23进行辅助加工时，只需一次装夹，就能完成中空轴23外圆、端面和两端止口的加工，保证图纸设计基准与加工基准的统一；减少了装夹次数，降低了辅助时间，提高了加工效率；同时避免了中空轴23外圆的磨损，提高了产品的外观质量。

上述实施例中，容置槽4的尺寸可以大于螺杆5外螺纹段的外径，螺杆5在容置槽4内沿支撑盘2的径向方向移动的过程中，螺杆5容易发生歪斜或偏移，造成螺杆5上的外螺纹与容置槽4的内壁接触而发生摩擦，严重时会造成螺杆5上外螺纹的损坏。因此，为了保证螺杆5在移动过程中的稳定性，避免螺杆5上外螺纹与容置槽4的内壁发生摩擦，如图2至图4所示，所述容置槽4的内端设置有径向向支撑盘2中心延伸的滑动孔7；所述螺杆5的内端设置有与滑动孔7滑动配合的滑动杆8；所述滑动杆8设置在滑动孔7内、且能沿滑动孔7的轴向滑动。所述滑动杆8与螺杆5同轴设置、且一体成型；通过设置滑动孔7与滑动杆8的配合，对螺杆5起导向作用。当通过调节螺母6调节螺杆5的伸出长度时，滑动杆8在滑动孔7内沿支撑盘2的径向进行移动，对螺杆5的移动方向进行导向，避免螺杆5发生歪斜或偏移，保证了螺杆5移动的稳定性。

所述滑动杆8沿垂直于其轴向的截面形状可以为方形、矩形、多边形、平行四边形或不规则形状等。作为优选，如图2至图4所示，所述滑动孔7和滑动杆8均为相配合的圆柱形。当通过该芯轴装置对中空轴23进行安装时，通过调节螺母6和螺杆5之间的预紧力实现中空轴23与芯轴装置的固定连接，当中空轴23的重量越大，为保证中空轴23在加工过程中的稳定性，所需要的预紧力就越大。而由于滑动杆8和滑动孔7为圆柱形，在拧紧调节螺母6的过程中，会发生滑动杆8在滑动槽7内转动的现象，严重者会造成调节螺母6和螺杆5之间的预紧力不再增加。因此，为了避免在拧紧调节螺母6的过程中滑动杆8在滑动槽7内转动，作为优选方案，所述滑动孔7与滑动杆8之间还设置有防转动装置。通过设置防转动装置，保证在任何情况下，所述滑动杆8都不能在滑动孔7内转动，提高了整个装置的稳定性。

所述防转动装置包括沿滑动杆8的轴向设置在滑动杆8外壁上的滑槽9；所述滑动孔7的内壁上与滑槽9相对应的位置设置有滑块10；所述滑块10伸入所述滑槽9内、且能在滑槽9内滑动配合。在调节螺杆5的外伸长度的过程中，所述滑块10始终与滑槽9滑动配合。如图5所示，所述滑动杆8的外壁上可以圆周设置有多个滑槽9；作为优选，所述滑动杆8的外壁上圆周均布有三个滑槽9，所述滑动孔7的内壁上与滑槽9相对应的位置设置有三个滑块10。所述防转动装置还可以是设置在滑动杆8上的滑块10、以及设置在滑动孔7上的与滑块10滑动配合的滑槽9。

如图4和图6所示，本实用新型的中空轴加工用芯轴装置还包括球面垫11、连接件12和限位件13；所述球面垫11包括第一端面14和第二端面15；所述螺杆5的外端面为外凸的第一球面16；所述第一端面14上设置有内凹的第二球面17；所述连接件12的一端与螺杆5连接，连接件12的另一端穿过球面垫11上的通孔18、并与限位件13连接，以使第一球面16与第二球面17形成球面配合；所述第二端面15上与限位件13相对应的位置设置有容纳限位件13的容置腔19；所述限位件13设置在该容置腔19内。所述第一球面16与第二球面17的球半径相等，实现球面配合。作为优选，所述球面垫11的第二端面15为弧形面，弧形面的半径与中空轴23的内径相等。将第二端面15设置为弧形面，增大了第二端面15与中空轴23的接触面积，提高了整个装置的稳定性。通过设置连接件12和限位件13，使球面垫11连接在螺杆5的端部。所述连接件12可以是连接杆，所述限位件13可以是限位杆。作为优选，所述连接件12与限位件13为一体件，该一体件为螺钉或螺栓，连接件12为螺钉或螺栓的具有外螺纹的杆部，连接件12与螺杆5螺纹连接，限位件13为螺钉或螺栓的头部。

使用时，通过转动调节螺母6，调节螺杆5向外伸出的长度，进而使球面垫11的第二端面15与中空轴23的内表面接触，实现将中空轴23安装在芯轴装置上。由于所述中空轴23的内表面为弧形面、且为非精加工表面，因此，当中空轴23的内表面上与球面垫11的第二端面23接触的位置凹凸不平时，中空轴23的内表面会对球面垫11产生非径向的反作用力；通过螺杆5端部的第一球面16与球面垫11的第二球面17的球面配合，自动调整平衡，保证整个装置的受力平衡。通过设置容置腔19，使限位件13位于该容置腔19内，当球面垫11的第二端面15与中空轴23的内表面接触时，避免限位件13与中空轴23的内表面接触。

本实用新型的中空轴加工用芯轴装置还包括端盖20；所述端盖20可拆卸地连接在球面垫11的第二端面15上；所述端盖20上具有抵接面21。所述端盖20的抵接面21为弧形面。所述端盖20可以通过螺纹结构、卡扣结构、螺栓结构可拆卸地连接在球面垫11的第二端面15上，通过设置可拆卸地连接结构，方便更换。所述端盖20的抵接面21为与中空轴23的内表面接触的面；通过将抵接面21设置为弧形面，增大了其与中空轴23的接触面积。作为优选，由至少两个端盖20组成一套端盖组件，每个端盖20的弧形抵接面21的半径均不相同；使用时，针对不同尺寸规格的中空轴23，在球面垫11的端部设置相应规格的端盖20，不仅能保证整个装置的稳定性，还能节约成本。

当将中空轴23安装到本实用新型的中空轴加工用芯轴装置上后，整个装置在转动过程中，由于振动、冲击等原因会造成调节螺母6松动，影响螺纹连接的紧固性和可靠性。因此，为了保证螺纹连接的紧固性和可靠性，作为优选，中空轴加工用芯轴装置还包括锁紧螺母22；所述锁紧螺母22螺纹连接在螺杆5的外螺纹段上。使用时，分别拧紧调节螺母6和锁紧螺母22，两个螺母之间产生的轴向力，使螺母牙与螺栓牙之间的摩擦力增大而防止螺母自动松脱，增加了螺纹连接的可靠性。

Claims (10)

1.中空轴加工用芯轴装置，其特征在于：包括芯轴(1)、设置在芯轴(1)上的两个支撑盘(2)；所述支撑盘(2)与芯轴(1)同轴设置；每个支撑盘(2)的外周面上圆周设置有N个径向调节装置(3)，其中，N为大于或等于2的正整数；相邻两个径向调节装置(3)之间的圆心角为小于或等于180°；

每个径向调节装置(3)包括径向设置在支撑盘(2)外周面上的容置槽(4)、螺杆(5)和调节螺母(6)；所述螺杆(5)上设置有一外螺纹段，调节螺母(6)螺纹连接在螺杆(5)的外螺纹段上；螺杆(5)的一端***所述容置槽(4)内、以使调节螺母(6)与支撑盘(2)的外周面接触；所述螺杆(5)能在容置槽(4)内沿螺杆(5)的轴向移动。

2.根据权利要求1所述的中空轴加工用芯轴装置，其特征在于：所述容置槽(4)的内端设置有径向向支撑盘(2)中心延伸的滑动孔(7)；所述螺杆(5)的内端设置有与滑动孔(7)滑动配合的滑动杆(8)；所述滑动杆(8)设置在滑动孔(7)内、且能沿滑动孔(7)的轴向滑动。

3.根据权利要求2所述的中空轴加工用芯轴装置，其特征在于：所述滑动孔(7)和滑动杆(8)均为圆柱形，所述滑动孔(7)与滑动杆(8)之间还设置有防转动装置。

4.根据权利要求3所述的中空轴加工用芯轴装置，其特征在于：所述防转动装置包括沿滑动杆(8)的轴向设置在滑动杆(8)外壁上的滑槽(9)；所述滑动孔(7)的内壁上与滑槽(9)相对应的位置设置有滑块(10)；所述滑块(10)伸入所述滑槽(9)内、且能在滑槽(9)内滑动配合。

5.根据权利要求1所述的中空轴加工用芯轴装置，其特征在于：还包括球面垫(11)、连接件(12)和限位件(13)；所述球面垫(11)包括第一端面(14)和第二端面(15)；所述螺杆(5)的外端面为外凸的第一球面(16)；所述第一端面(14)上设置有内凹的第二球面(17)；所述连接件(12)的一端与螺杆(5)连接，连接件(12)的另一端穿过球面垫(11)上的通孔(18)、并与限位件(13)连接，以使第一球面(16)与第二球面(17)形成球面配合；所述第二端面(15)上与限位件(13)相对应的位置设置有容纳限位件(13)的容置腔(19)；所述限位件(13)设置在该容置腔(19)内。

6.根据权利要求5所述的中空轴加工用芯轴装置，其特征在于：所述球面垫(11)的第二端面(15)为弧形面。

7.根据权利要求5或6所述的中空轴加工用芯轴装置，其特征在于：还包括端盖(20)；所述端盖(20)可拆卸地连接在球面垫(11)的第二端面(15)上；所述端盖(20)上具有抵接面(21)。

8.根据权利要求7所述的中空轴加工用芯轴装置，其特征在于：所述端盖(20)的抵接面(21)为弧形面。

9.根据权利要求1～6中任一权利要求所述的中空轴加工用芯轴装置，其特征在于：还包括锁紧螺母(22)；所述锁紧螺母(22)螺纹连接在螺杆(5)的外螺纹段上。

10.根据权利要求1～6中任一权利要求所述的中空轴加工用芯轴装置，其特征在于：所述芯轴(1)为空心轴。