长轴吊杆的加工与工装设计

■东方电气集团东风电机有限公司 （四川乐山 614000）

李卫东 蒋建华 阎玉辉

吊杆是两端螺杆M 2 4 ～M90，轴长4 000～14 000mm等多种规格的工件。对于过长的吊杆，在卧式车床上加工，长度超出车床很多，因此简单地利用卧式车床加工吊杆很难达到产品要求。加工这一类的超长轴工件一般是采用双头卡盘的专用车床，这种专用车床是在卧式车床的床头箱两端均设制卡盘，即在卧式车床的床头箱尾部非操作端部增设一卡盘，利用专用车床的双卡盘将工件夹紧，使工件与车床的主轴形成一个整体，工件伸出车床之外的部分采用辅助支承（可酌情设制多点），以避免工件因悬置过长而产生变形。

双卡盘装夹的优点是，由于双点装夹，将工件与车床主轴组成了稳定的同轴组合体，因此在加工中床头箱内部及外部夹持两端较近的区域，工件转动轴线与车床主轴转动轴线基本做到同轴，使得工件运转平稳，无径向摆动与窜动，能够保证工件的加工质量，对机床的性能影响较小。与之相反，简单地使用卧式车床加工超长轴类，车床为单卡盘装夹，工件装夹形成悬臂支承。

尽管这种加工也会采用在车床之外增加多点辅助支承，因工件除单卡盘装夹处，其余部位不能严格地限制工件，由于长轴的直线度超差及过长的悬臂使工件刚性变差，使工件的转动轴线与车床主轴的转动轴线产生偏斜而不同轴，因此在工件的加工端会产生径向摆动旋转与窜动，既影响加工质量，又使得机床主轴处于长时间的跳动与窜动之中而损坏机床。双点装夹与单点装夹的工作状况如图1所示。

图1 装夹与工作示意图

对于吊杆的大批量生产，定制双头卡盘的专用车床是最佳选择。但对于批量不足以购买专用车床，或是受限于购买条件的企业，如何在卧式车床上加工过长的吊杆，我们给出了两种夹持工装，利用车床床头箱主轴尾部的锥孔将夹持工装固定，再通过夹持工装内、外锥套，将工件锁紧，使工件与车床的主轴形成一个整体，即可得到双头卡盘专用车床相同的加工工作状况。

图2 夹持工装1

夹持工装1概况如图2所示。外锥套装入车床的床头箱主轴尾部锥孔内，将螺母套在工件之上，将工件从车床的非操作端吊装穿过主轴孔，选择合适的悬伸长度，旋动车床卡盘将工件定心夹紧，再将分半的内锥套卡在工件之上，推入工装的外锥套之内，旋动螺母将内锥套顶紧，使工件、工装与主轴组成一体，取掉手柄，调定车床床头箱尾端之外的辅助支承，将工件悬伸于车床之外的超长部分托起，工件即可进入加工状态。

如果加工时配合车床的中心架和尾座进行加工，效果会更好。工件加工完成后，插入手柄，旋出螺母，松开车床卡盘，用车床尾座顶动或用铜棒敲击工件端面，将工件从车床主轴孔内退出，取下分半的内锥套和螺母，再如法炮制地将调头的工件或新的工件装入车床主轴孔内，即可进行新一轮的加工程序。拆卸螺栓的功能是用于将外锥套退出车床主轴孔，手柄的功能除了用于旋动螺母外还用于拆卸工装。

图3 夹持工装2

夹持工装2 如图3 所示，是用尼龙、氟塑料或木料等材料制成的工装。外锥套装入车床的床头箱主轴尾部的锥孔内，将工件从车床的非操作端吊装穿过主轴孔，选择合适的悬伸长度，旋动车床卡盘将工件定心夹紧，再将分半的内锥套卡在工件之上推入工装的外锥套之内，为了做到工件与车床主轴同轴且夹紧工件，应将分半的内锥套的两个半端面齐平、敲紧，利用斜锥面自锁性，使工件、工装与车床主轴组成一体。

调定车床床头箱尾端之外的辅助支承，将工件悬伸于车床之外的超长部分托起，工件即可进入加工状态，手柄的功能是用于拆装。工装的内锥套需作成分半型，在夹持工装之中，尼龙、氟塑料或木料等材料均不具有弹性功能，因此只能选取分半型式。在夹持工装1之中，虽可采用切口型的内锥套，但由于工件吊杆轴的直径尺寸有一定的变数，外圆存有一定的缺陷，如圆度超差，圆表面存有碰撞凸瘤等，促使内锥套与工件的配合孔间隙选的很大，要夹紧工件必须加大内锥套的轴向移动距离，就要加大工装的内锥套和螺母尺寸，同时增加了工作量，切口型的内锥套不易做厚，否则螺母的推进力必须很大，才能促使内锥套变形夹紧工件，切口型的内锥套还有一缺点就是必须从工件的轴端套入，由于工件超长，内锥套的内孔配合间隙小，从端头移动到装卡位置也不如分半型的内锥套操作方便。

夹持工装2 与夹持工装1 相比，结构更简单、成本投入低、重量轻且方便操作，但不如夹持工装1坚固耐用。