中心架的设计与加工.pdf

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1、精密制造与自动化2010年第1期中心架的设计与加工邱琦璩玮上海依柯泰克机床有限公司(200093)上海机床厂有限公司(200093)摘要介绍了一种自定心中心架，与目前机床上普遍采用的传统式中心架相比，可大大节省装卸工件的时间，并可减少找中心的麻烦。这种中心架性能可靠，精度好，对提高产品质量具有实用意义。关键词中心架运动轨迹加工方法一般来讲，轴的长度和直径之比越大，则刚度具径向切削力的作用，产生变形，使轴产生不同程越小，故机床在加工细长类轴时，需采用中心架，度的弯曲，使加工产生误差，从而导致加工完成后因为中心架是保证这些工件加工精度的主要附件之的轴成为腰鼓形，即中间大，两端较小的形

2、状。纵一。磨削工件时，固定轴的方法一般是采用轴的一截面一致性和圆度无法得到保障。所以为避免此类端用头架卡盘夹紧，或用头架项尖顶紧，另一端用情况的发生，加工时需采用液压中心架作为辅助支尾架的顶尖将轴支撑起来。由于工件的长径比值较撑，以此来限制轴的变形，达到提高加工精度的目大，加上在工件的自重和切削力的作用下，易使工的。件弯曲变形，造成工件在加工时发生振动和被磨成中心架的结构形式，按机床的不同结构和零件腰鼓形，如图1所示。但假如在工件中间部分使用的不同要求而变化，其结构形式大致可以分为闭式一只中心架，如图2所示，即可增加轴的刚度，以中心架、开式中心架如图3所示和专用中心架。保证工件在

3、加工过程中不至于出现腰鼓形不直度和“让刀”现象。另一方面，此做法也能避免系统振动工件现象的产生，从而防止了轴的加工误差变大。工件(a)磨削时受磨削力而弯曲变形图3闭式中心架和开式中心架(b)磨削后工件呈腰鼓形随着机械工业制造设备的发展，数控机床已广图1不使用中心架磨削细长工作泛应用，长轴类零件外圆及轴端部分加工极为普遍。中心架一般是固定在机床导轨上，中心架触头卡在A向旋转工件中部外圆。通常闭式中心架用于磨削内孔和阶梯轴，开式中心架用于磨长轴、丝杆和曲轴颈。加工零件外圆时，闭式中心架因刀具不能越过中心架，不能对零件外圆进行连续加工，开式中心架存在一个无法准确定心的问题。定心不准同样

4、会引起精度图2使用中心架磨削细长工作的不足。这样传统的中心架已不能满足数控机床的加工产生上述原因是因为在加工过程中，尤其是当要求。所以，需要设计一种能自动定心，能对零件刀具靠近轴中部的时候，工件会受到自身重力和刀外圆连续加工的中心架。邱琦等中心架的设计与加工本文介绍一种自定心中心架，如图4所示。它上下两个支撑头支撑着所需加工的轴类工件，采用一个液压油缸，推动中间的辅助架，同时驱动中间的顶头顶住工件，防止其横向运动。当磨削进二个夹爪和一个支撑头运动。在相同条件下，与目行时，随着工件的直径不断地变小，两支撑头之间前车床上普遍采用的机械式三爪分动中心架相比，的角度也就变小，中支撑头向前

5、运动，始终顶住工可大大节省装卸工件的时间，并可减少调整工件中件。三个支撑头所构成的圆可能与工件不同心，依心的麻烦。这种中心架可靠性高，使用性能良好。靠中支撑头上的手动微调的装置，使其能始终充分接触工件。其原理如图6所示。在中支撑头上加工出一个斜面，角度由所需微调的进给量来决定。倾斜角度与中支撑头的角度一致。在体壳内镶嵌一个带槽的滑块。滑块中槽的宽度与小滑块尺寸配合为0．02mm～0．05ITITI。滑块与体壳的配合和形位公差应严格控制在0．05mill以内，运动起来流畅均匀，4不存在阻塞现象。由体壳侧面的一个螺杆控制中间的滑块在体壳的凹面内左右滑动，随即带动小滑块1．上支撑头2一

6、中支撑头3一下支撑头4．连接块左右运动。因小滑块的角度关系，将沿着角度的一5一辅助架6一活塞7．油缸个分力给予中支撑头一个向前的力，由于夹头是在图4自定心式中心架滑座中被限制纵向移动的，这时其只能通过滑座中的槽进行前后方向的运动，达到与工件接触的目的。1液压中心架的工作原理微调的范围大约在士0．12mill左右。如果需要增大微液压中心架由机械装置、液压系统以及电气控调的量，则可以通过改变滑块和中支撑头上的角度制系统三部分组成。相对于普通中心架，它的优势来达到。是能够在工件转动过程中根据工件的外圆或者回转轴线摆动等状况自动调整支撑杆位置，防止刚性支撑引起内力之间相互作用而产生附加变

7、形和由此引起的整个系统振荡，保证了恒定的支撑力，因而使支撑更加稳定。液压中心架大致结构，如图4所示。本中心架的工作原理是在压力油的作用下迫使与活塞杆连接的辅助架带动中支撑头作前后运动。而辅助架同时带动上下两个支撑头作同步运动，始终将工件控制在三个支撑点形成的圆中。当中心架不工作时，处于与工件不接触的状态(视情况而定)，此图6微调原理示意图时，活塞处于卸油状态，由弹簧将整套机构控制在缩回状态如图5所示。当需要中心架工作时(工件中心架在工作时，活塞连同辅助架一同进给，已经装夹在机床上