[摘  要]台尾體芯軸深孔改為（wéi）兩段短孔、解決了深孔和交叉孔加工（gōng）困難的難題，改善加工工藝性和裝配工藝性，芯軸（zhóu）與台尾體用漲套連（lián）接（jiē）並采用雙端鎖緊、提高了（le）台尾支撐剛度，同（tóng）時（shí）實現了台尾芯軸裝配（pèi）的互換性，為數控機床沿用傳統台尾結構的設（shè）計模式探（tàn）索一條新的途徑。

           [關鍵詞]       直（zhí）線度；配合間隙；互換性；切削震紋。

      1、前言

      近年來，我國數控機床發展迅猛、整體（tǐ）設計水平不斷提（tí）高（gāo），然而；數（shù）控車床的“台尾（wěi）”部件大部分依然沿用普通車床台尾的（de）結（jié）構模式。傳統台尾在數控機床中應用其工作性能已不能符（fú）合（hé）數控機床的精度要求，切削工作（zuò）中發現；靠近台尾支撐端的加工表麵質量遠不如床頭端（duān）的表麵（miàn）質量好、有時（shí）會出（chū）現明顯的切削（xuē）震紋，工件兩端的加工質量產生明顯差異，這是（shì）傳（chuán）統台尾因補充普通車床的加工功能而造成的工（gōng）作剛性缺陷（xiàn）所致。

      在普通車床中、為了具備鑽、擴、餃（jiǎo）的加工功能、台尾芯軸（zhóu）設計需有較大的行程來滿足鑽孔、擴孔、較孔的工作進（jìn）給，台（tái）尾芯軸與台尾體（tǐ）有較長的滑動（dòng）配合麵積、因深孔的直線度、圓度、錐度的精度加工難度大、配合間隙控（kòng）製不能過小、芯軸與孔壁（bì）貼合率較差、在單端（閘塊）結構（gòu）鎖緊的狀（zhuàng）態下、台尾的支撐剛度已大打折扣（kòu）、在切削（xuē）過程中台尾芯軸六個自由（yóu）度控製不良，產生震動、影響零件加工的表麵質量，製造上為了保證心軸滑動的配合間隙、多以（yǐ）配（pèi）做工藝完成、限（xiàn）製了零件的互換性裝配和生產效率、在台尾僅作為（wéi）工件支撐的單一功能的數控機床上（shàng）、可以進行改進和優化。

      2、 傳統台尾缺陷分析；

      2.1、台（tái）尾芯軸與台尾體為小間隙滑動配合結構、由於深（shēn）孔加工（gōng）直線（xiàn）精度控製困難、加工（gōng）難度大，在設計（jì）公差內台（tái）尾芯軸裝配中經常出現（xiàn）芯（xīn）軸（zhóu）無法通過深（shēn）孔（kǒng）的問題、造成返修。（見圖一）。
 

                                     （圖（tú）一）

      2.2、傳統台尾（wěi）為（wéi）前端閘（zhá）塊鎖緊結構、當閘塊鎖緊時（shí）、芯軸被頂靠在一側孔壁（bì）上，壓點與支點呈（chéng）對稱壓緊、芯軸兩側（cè）約70%圓周存在懸空間隙、芯軸定位接觸（chù）麵積小，抗震性不良。（見圖二）。

                         
 
                                   （圖二（èr））

      2.3、台尾芯軸在前端一點鎖緊、芯軸兩端可繞鎖緊點在間隙內擺動，芯軸抗（kàng）彎性能較差、切削中芯軸極易（yì）產生顛覆震動，是造成台尾端支撐剛（gāng）度不足因素主要之一。（見三）

        
 
                                    （圖三）
    2.4、台尾芯軸和台尾體（tǐ）孔（kǒng）徑磨損後間（jiān）隙不能補償、增大的間隙無法修（xiū）複（fù）、工作精度壽命短。（見圖四（sì））

                        
 
                                     （圖四）

      3、 新型台尾（wěi）結構探討，

      ◆新型台（tái）尾對傳統台尾結構存在的缺陷和工藝性不良等問題進行了（le）研究和改進；在（zài）數（shù）控車床上（shàng）台尾僅（jǐn）是工件的支撐機構、完（wán）全可以簡化掉鑽、擴、餃任務的多餘功能、重點提高數控車床支撐剛（gāng）性和優化工藝性為設計目標。

      ◆新型台尾優（yōu）點

      1.台尾體中的深孔（kǒng）改為前後兩段（duàn）短孔，加工工藝性好。 
      2.取消十字（zì）交叉孔結構（gòu）、將單端鎖緊的閘塊改為雙端鎖緊，確保（bǎo）台尾芯軸六個（gè）自由度固定，剛性強。
     3. 縮短芯（xīn）軸的工作行程、能滿足數控車床工（gōng）件支撐和退出的距離為度（可比傳統（tǒng）台尾芯軸行程（chéng）縮短2/3）。
     4. 減少製造工藝中的配作環節、實現零（líng）件裝配互換性。

      ◆本新型結構是將台尾（wěi）芯軸兩端用鎖緊漲套緊固在（zài）台（tái）尾體短孔中、明顯提高心軸抗彎剛度，漲緊套鬆開、芯軸可以輕鬆移動（dòng）。（見圖五）

      1. 台尾體①改為前後兩段短孔、芯軸②通（tōng）過前錐套③和後錐套④與台尾體鎖緊固定（紅色為外（wài）錐套、藍色為內錐套），液壓油缸（gāng）活塞（sāi）⑥推動隔套組⑤同（tóng）時壓緊前後錐套、芯軸被錐套漲（zhǎng）緊（jǐn）在台尾體上，當油缸活塞（sāi）反向移動、漲套壓（yā）力撤銷鬆動芯軸可軸向移動，此時芯軸位置由隔套起到支撐功用。

      2.前後鎖緊（jǐn）套③和④為薄壁彈性開口（kǒu）錐套、鎖緊錐套為21度、保（bǎo）證鎖緊力撤銷後（hòu）錐套能有效脫開、（采用三瓣分開的錐套效（xiào）果較好），內錐套與芯軸滑動摩擦材質硬度應低於（yú）芯軸表麵硬度。

      3. 鎖緊套（tào）工作行程約0.5mm。鎖緊動力行程較短，凸輪、杠杆、氣動、液壓等機構均可采用，本文是以液壓油缸作為鎖（suǒ）緊動力。

      4. 改變調（diào）整墊⑦厚度可（kě）以（yǐ）調整油缸（gāng）行程，鍵⑧阻（zǔ）止芯軸轉動。

      5. 經生產樣機試驗：鎖緊牢固、重（chóng）複鎖緊精度穩（wěn）定、製造工（gōng）藝性有較大提（tí）高。（圖五）

      4、 漲緊套鎖緊力計算
 
        

      受力分析(見圖六)所（suǒ）示，

              
                                 （圖六）

      漲套斜楔角度為20度 —21度 為好（經過樣機在生產線上數月（yuè）工作試驗、精度穩定）。漲套斜角的（de）裝（zhuāng）配方向按上（圖五）所示、芯軸退出時（shí）有利於漲套分離脫開。

      6、結 束 語

      為了（le）提高數控機（jī）床產品的性價比，需（xū）要尋（xún）找加工簡單、裝配方便、零件通用的設計思路。數控機床台尾主要功（gōng）用是支撐（chēng）工件，芯軸行程應比普通車床（chuáng）台尾短的多、僅滿（mǎn）足（zú）頂尖（jiān）頂入和脫（tuō）開距離即可，可以簡化和縮小工（gōng）作結構。芯軸的雙端（duān）鎖緊、明顯提高了台尾的（de）支撐剛度、是縮小台尾與主軸（zhóu）箱抗震差距的較好途徑，順著此思路；將數控機床台尾設計成整體結構將會進一步接近主軸箱的工作剛度、目前在國外產品中已有類似結構（gòu）。
本文所述僅是（shì）個人在工作實踐中體驗（yàn）出的一點淺顯認（rèn）識，定有疏漏和缺陷、僅供參考，希望廣大同仁多提寶貴意見、共同探索、為實現（xiàn）中國機床產品的優質優價而努力。（沈陽機床（chuáng）集團 沈一車床廠 ）