阅读说明：本技术 轴加工工装与轴加工方法 (Shaft machining tool and shaft machining method ) 是由 艾龙超 张辉 艾燎原 黎园 谢雄峰 于 2019-08-19 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种轴加工工装与轴加工方法,属于机械加工领域。基准块通过圆形孔同轴套在待加工轴上,压紧结构将基准块与待加工轴固定。基准块上的基准面为定位基准,加工刀在加工待加工轴时,加工刀的进刀方向垂直基准面并在第一平面上。加工刀以此方向作为定位标准先在待加工轴上加工出一个槽结构,加工刀退回至进刀位置。再控制待加工轴转动基准间隔角度的角度,基准间隔角度为相邻的两个基准面上的上的第一平面之间的夹角,在待加工轴上重复加工刀加工(n-1)个槽结构。基准间隔角度即为理想间隔角度,得到的两个槽结构之间的实际间隔角度最大程度地接近了理想间隔角度,减小了相邻的槽结构之间的实际间隔角度与理想间隔角度的差距。(The invention discloses a shaft machining tool and a shaft machining method, and belongs to the field of machining. The benchmark piece is through the coaxial cover of circular port on treating the processing axle, and compact structure is fixed benchmark piece and the axle of treating processing. The reference surface on the reference block is a positioning reference, and when the machining tool machines the shaft to be machined, the feeding direction of the machining tool is perpendicular to the reference surface and is on the first plane. The machining cutter takes the direction as a positioning standard to machine a groove structure on the shaft to be machined, and the machining cutter retracts to a cutter feeding position. And then controlling the angle of the rotating reference interval angle of the shaft to be processed, wherein the reference interval angle is an included angle between first planes on two adjacent reference planes, and repeatedly processing (n-1) groove structures on the shaft to be processed by the processing cutter. The reference interval angle is an ideal interval angle, the obtained actual interval angle between the two groove structures is close to the ideal interval angle to the maximum extent, and the difference between the actual interval angle and the ideal interval angle between the adjacent groove structures is reduced.)

轴加工工装与轴加工方法

技术领域

本发明涉及机械加工领域，特别涉及一种轴加工工装与轴加工方法。

背景技术

轴是一种很常见的机械传动结构，为了实现与其他结构之间的配合，轴上通常会加工出一个或者多个槽结构。有的轴上的多个槽结构是沿轴的周向分布的，此时需要保证这些沿轴的周向分布的槽结构之间的实际间隔角度即为理想间隔角度，以保证轴与其他结构之间的正常配合。

当前的机床在加工这种轴的结构时，通常是以轴上已加工出的槽结构的尺寸作为基准，调整机床参数来加工下一个槽结构，来保证多个槽结构之间的实际间隔角度较为准确。但这种加工方式中，会出现已加工出的槽结构的尺寸过小，机床检测到的槽结构的尺寸不够精确，导致得到的轴上的多个槽结构之间的实际间隔角度与理想间隔角度的差距较大。

发明内容

本发明实施例提供了一种轴加工工装与轴加工方法，可减小实际间隔角度与理想间隔角度的差距。所述技术方案如下：

本发明实施例提供了一种轴加工工装，所述轴加工工装包括基准块与压紧结构，所述基准块呈圆柱形，所述基准块上同轴开有圆形孔，

所述基准块的侧壁上开有n个基准面，其中n为整数且n≥2，每个所述基准面均平行所述圆形孔的轴线，每个所述基准面在所述圆形孔的轴向上的对称线与所述圆形孔的轴线所在平面为第一平面，每两个相邻的所述基准面上的第一平面之间的夹角为基准间隔角度，

所述压紧结构用于将所述基准块固定在待加工轴上。

可选地，所述压紧结构包括k个压紧螺钉，其中k为整数，k≥3且k≥n，k个所述压紧螺钉沿基准块的周向螺纹连接在所述基准块上，k个所述压紧螺钉的一端均用于与所述待加工轴相抵，k个所述压紧螺钉中有n个所述压紧螺钉的轴线一一位于n个所述基准面上的第一平面上。

可选地，所述轴加工工装包括还包括与所述k个压紧螺钉一一对应的k个垫片，所述k个垫片用于设置在所述待加工轴的外壁上，所述k个垫片用于与所述k个压紧螺钉的另一端相抵。

可选地，所述圆形孔的直径比所述待加工轴的直径大0.04～0.06mm。

可选地，所述基准面与所述圆形孔的轴线的平行度小于0.02。

可选地，所述圆形孔的孔壁的表面粗糙度与所述n个基准面的表面粗糙度均为Ra3.2。

本发明实施例提供了一种轴加工方法，所述轴加工方法采用如前中所述的轴加工工装实现，所述轴加工方法包括：

提供一待加工轴；

将基准块通过圆形孔同轴套在所述待加工轴上；

使用压紧结构将所述基准块固定在所述待加工轴上；

控制加工刀在垂直所述基准块的一个基准面的方向上进刀，在所述待加工轴上加工出一个槽结构，所述加工刀的进刀方向在所述基准面上的第一平面上；

所述加工刀加工完一个槽结构退回至进刀位置；

控制所述待加工轴转动(n-1)次，每转动一次所述待加工轴，所述待加工轴转动一个基准间隔角度的角度，控制所述加工刀完成(n-1)次槽结构加工与(n-1)次退回至进刀位置，

所述控制所述加工刀完成(n-1)次槽结构加工与(n-1)次退回至进刀位置，包括：

每次控制所述加工刀在垂直一个所述基准面的方向进刀，在所述待加工轴上加工出一个槽结构，所述加工刀的进刀方向在所述第一平面上；

控制所述加工刀退回至进刀位置。

可选地，所述加工刀的进刀位置与所述基准块之间的最小距离大于30mm。

可选地，所述轴加工方法还包括：

使用压紧结构将所述基准块固定在所述待加工轴上之后，控制加工刀在垂直所述基准块的一个基准面的方向上进刀之前，

转动所述待加工轴，使所述基准块上的一个基准面平行水平面。

可选地，所述使所述基准块上的一个基准面平行水平面，包括：

使用百分表检查所述基准面在水平面上的跳动值不超过0.07mm。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：在需要为一个待加工轴加工出n个槽结构时，可以将基准块通过圆形孔同轴套在待加工轴上，再用压紧结构将基准块固定在待加工轴上。基准块上的多个基准面可作为定位基准，加工刀在加工待加工轴上的槽结构时，加工刀的进刀方向可以垂直基准面并在第一平面上，第一平面为基准面在圆形孔的轴向上的对称线与圆形孔的轴线所在平面。加工刀以此方向作为定位标准先在待加工轴上加工出一个槽结构。加工完一个槽结构后将加工刀退回至进刀位置。再控制待加工轴依次转动(n-1)个基准间隔角度的角度，基准间隔角度为相邻的两个基准面上的上的第一平面之间的夹角，每次转动一次待加工轴，均重复加工刀加工第一个槽结构时的步骤，得到具有多个槽结构的轴。由于基准块上两个基准面上的第一平面之间的基准间隔角度即为理想间隔角度，每次加工刀的加工方向都在第一平面上，使得得到的两个槽结构之间的实际间隔角度最大程度地接近了理想间隔角度，减小了相邻的槽结构之间的实际间隔角度与理想间隔角度的差距。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，

图1是本发明实施例提供的轴加工工装的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的轴加工工装的侧视图；

图3是本发明实施例提供的轴加工工装的使用状态示意图；

图4是本发明实施例提供的轴加工工装的使用状态的侧视图；

图5是本发明实施例提供的一种轴加工方法流程图；

图6是本发明实施例提供的另一种轴加工方法流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步的详细描述。

图1是本发明实施例提供的轴加工工装的结构示意图，图2是本发明实施例提供的轴加工工装的侧视图，如图1所示，本发明实施例提供了一种轴加工工装，轴加工工装包括基准块1与压紧结构2，基准块1呈圆柱形，基准块1上同轴开有圆形孔11。

基准块1的侧壁上开有n个基准面12，其中n为整数且n≥2，每个基准面12均平行圆形孔11的轴线11a，每个基准面12在圆形孔11的轴向上的对称线与圆形孔11的轴线11a所在平面为第一平面3，每两个相邻的基准面12上的第一平面3之间的夹角为基准间隔角度θ。

压紧结构2用于将基准块1固定在待加工轴上。

在需要为一个待加工轴加工出n个槽结构时，可以将基准块1通过圆形孔11同轴套在待加工轴上，再用压紧结构2将基准块1固定在待加工轴上。基准块1上的多个基准面12可作为定位基准，加工刀在加工待加工轴上的槽结构时，加工刀的进刀方向可以垂直基准面12并在第一平面3上，第一平面3为基准面12在圆形孔11的轴向上的对称线与圆形孔11的轴线11a所在平面。加工刀以此方向作为定位标准先在待加工轴上加工出一个槽结构。加工完一个槽结构后将加工刀退回至进刀位置。再控制待加工轴依次转动(n-1)个基准间隔角度θ的角度，基准间隔角度θ为相邻的两个基准面12上的上的第一平面3之间的夹角，每次转动一次待加工轴，均重复加工刀加工第一个槽结构时的步骤，得到具有多个槽结构的轴。由于基准块1上两个基准面12上的第一平面3之间的基准间隔角度θ即为理想间隔角度，每次加工刀的加工方向都在第一平面3上，使得得到的两个槽结构之间的实际间隔角度最大程度地接近了理想间隔角度，减小了相邻的槽结构之间的实际间隔角度与理想间隔角度的差距。

如图1所示，压紧结构2包括k个压紧螺钉21，其中k为整数，k≥3且k≥n，k个压紧螺钉21沿基准块1的周向螺纹连接在基准块1上，k个压紧螺钉21的一端均用于与待加工轴相抵，k个压紧螺钉21中有n个压紧螺钉21的轴线一一位于n个基准面12上的第一平面3上。

压紧结构2包括k个压紧螺钉21，k个压紧螺钉21螺纹连接在基准块1上，可以转动基准块1上的压紧螺钉21使得压紧螺钉21可以与待加工轴的外壁相抵，便于实现基准块1在待加工轴上的固定。另一方面压紧螺钉21的数量大于或等于基准面12的数量，可以将基准块1更稳定地固定在待加工轴上。而k个压紧螺钉21中有n个压紧螺钉21的轴线一一位于n个基准面12上的第一平面3上，使得待加工轴上在被加工时，待加工轴及基准块1受到的作用力均位于第一平面3的附近，作用力直接作用在轴线位于第一平面3上的压紧螺钉21上，避免作用力作用在待加工轴的其他位置而出现待加工轴或者基准块1位置偏移的情况。

需要说明的是，图1中基准块1上只显示了两个基准面12，用于需要加工出两个槽结构的待加工轴，而在本发明提供的其他实施例中，基准块1上的基准面12也可以设置为3或5或6，本发明对此不做限制。

相对地，此时压紧螺钉21的数量可为3，其中两个压紧螺钉21的轴线分别位于两个基准面12的第一平面3上。

本发明提供的其他实施例中，压紧螺钉21的数量也可为5或者6或者8，本发明对此不做限制。

如图1所示，没有与第一平面3对应的压紧螺钉21，可在基准块1上增加设置沉孔13，避免压紧螺钉21位于沉孔13内并与基准块1螺纹连接。

这种结构可以减小压紧螺钉21对待加工轴位置调整的影响。

如图1所示，轴加工工装包括还可包括与k个压紧螺钉21一一对应的k个垫片4，k个垫片4用于设置在待加工轴的外壁上，k个垫片4用于与k个压紧螺钉21的另一端相抵。

垫片的增加可以提供压紧螺钉21与待加工轴之间的摩擦力，提高压紧螺钉21固定待加工轴的效果。

可选地，基准面12与圆形孔11的轴线11a的平行度可小于0.02。

这种设置可以保证在加工待加工轴时，出现的误差较小。

可选地，圆形孔11的孔壁的表面粗糙度与n个基准面12的表面粗糙度均为Ra3.2。

圆形孔11的孔壁的表面粗糙度与n个基准面12的表面粗糙度均为Ra3.2时，圆形孔11的孔壁与n个基准面12的表面粗糙度较小，圆形孔11的孔壁与n个基准面12的表面精度较高，作为加工基准的效果更好，得到的多个槽结构之间的相对位置精度也较高。

基准块1的两个端面13的表面精度也可为Ra3.2。

可以提高槽结构在待加工轴的轴向上的定位精度。

图3是本发明实施例提供的轴加工工装的使用状态示意图，图4是本发明实施例提供的轴加工工装的使用状态的侧视图，结合图3与图4，圆形孔11的直径D可比待加工轴10的直径d大0.04～0.06mm。

这种设置可以便于待加工轴10的装配，也不会对槽结构之间的加工精度产生较大影响。

如图3与图4所示，待加工轴10上已加工得到两个槽结构10a。

可选地，基准块1在轴向上的长度A小于待加工轴10在轴向上的长度B。

此时由于基准块1本身是圆柱形，基准块1上用于放置待加工轴10的圆形孔11与基准块1也是同轴设置，因此基准块1本身的端面14也可以作为定位面，在实际加工待加工轴10上的槽结构时，可以将加工刀与基准块1的一个端面14的距离设置为一定值，这样加工得到的多个槽结构距离基准块1的一个端面14之间的距离都是一定的，多个槽结构在待加工轴10的轴向上的相对位置精度也可以得到提高。

图5是本发明实施例提供的一种轴加工方法流程图，轴加工方法采用如前所述的轴加工工装实现，如图5所示，该轴加工方法包括：

S101：提供一待加工轴。

S102：将基准块通过圆形孔同轴套在待加工轴上。

S103：使用压紧结构将基准块固定在待加工轴上。

S104：控制加工刀在垂直基准块的一个基准面的方向上进刀，在待加工轴上加工出一个槽结构，加工刀的进刀方向在该一个基准面上的第一平面上。

加工刀加工完一个槽结构退回至进刀位置。

S105：控制待加工轴转动(n-1)次，每转动一次待加工轴，待加工轴转动一个基准间隔角度的角度，控制加工刀完成(n-1)次槽结构加工与(n-1)次退回至进刀位置，

控制加工刀完成(n-1)次槽结构加工与(n-1)次退回至进刀位置，包括：

每次控制加工刀在垂直一个基准面的方向进刀，在待加工轴上加工出一个槽结构，加工刀的进刀方向在第一平面上，控制加工刀退回至进刀位置。

在需要为一个待加工轴加工出n个槽结构时，可以将基准块通过圆形孔同轴套在待加工轴上，再用压紧结构将基准块固定在待加工轴上。基准块上的多个基准面可作为定位基准，加工刀在加工待加工轴上的槽结构时，加工刀的进刀方向可以垂直基准面并在第一平面上，第一平面为基准面在圆形孔的轴向上的对称线与圆形孔的轴线所在平面。加工刀以此方向作为定位标准先在待加工轴上加工出一个槽结构。加工完一个槽结构后将加工刀退回至进刀位置。再控制待加工轴依次转动(n-1)个基准间隔角度的角度，基准间隔角度为相邻的两个基准面上的上的第一平面之间的夹角，每次转动一次待加工轴，均重复加工刀加工第一个槽结构时的步骤，得到具有多个槽结构的轴。由于基准块上两个基准面上的第一平面之间的基准间隔角度即为理想间隔角度，每次加工刀的加工方向都在第一平面上，使得得到的两个槽结构之间的实际间隔角度最大程度地接近了理想间隔角度，减小了相邻的槽结构之间的实际间隔角度与理想间隔角度的差距。

图6是本发明实施例提供的另一种轴加工方法流程图，图6中所示方法相对图5中所示方法的加工精度会更高，图6中的方法也用于对图5中的方法作进一步的解释说明。如图6所示，该轴加工方法包括：

S201：提供一待加工轴。

S202：将基准块通过圆形孔同轴套在待加工轴上。

S203：使用压紧结构将基准块固定在待加工轴上。

S204：转动待加工轴，使基准块上的一个基准面平行水平面。

基准块的基准面平行水平面，加工刀的进刀方向平行重力方向，加工刀在加工时不会受到重力的影响出现轨迹偏移的问题，加工出的槽结构的精度较好。

示例性地，步骤S204中：可以使用百分表检查基准面在水平面上的跳动值不超过0.07mm。

此时基准面与水平面的平行度达到标准，可以对待加工轴进行加工，此时加工得到的槽结构的质量较好。

S205：控制加工刀在垂直基准块的一个基准面的方向上进刀，在待加工轴上加工出一个槽结构，加工刀的进刀方向在该一个基准面上的第一平面上。

加工刀加工完一个槽结构退回至进刀位置。

其中，加工刀的进刀位置与基准块之间的最小距离可大于30mm。

此时加工刀在加工待加工轴时，不会对待加工轴上的基准块造成过大的震动影响，保证基准块与待加工轴的相对位置保持不变，避免对后续加工造成影响。

执行完步骤S205之后的结构可参考图3与图4。

加工刀20的进刀位置与基准块1之间的最小距离L可大于30mm。

在加工待加工轴10时，可以将待加工轴10放置在V型铁30上，方便支撑待加工轴10，也便于调整待加工轴10的位置。

百分表40设置在基准面12上。

S206：控制待加工轴转动(n-1)次，每转动一次待加工轴，待加工轴转动一个基准间隔角度的角度，控制加工刀完成(n-1)次槽结构加工与(n-1)次退回至进刀位置。

控制加工刀完成(n-1)次槽结构加工与(n-1)次退回至进刀位置，包括：

每次控制加工刀在垂直一个基准面的方向进刀，在待加工轴上加工出一个槽结构，加工刀的进刀方向在第一平面上。

控制加工刀退回至进刀位置。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。