[摘  要]台尾體芯軸深孔改為兩段短孔、解決了深孔（kǒng）和交叉孔加工困（kùn）難的難題，改善加工工藝（yì）性和裝配工（gōng）藝性（xìng），芯（xīn）軸（zhóu）與台（tái）尾體用漲套（tào）連接並采用雙端鎖緊、提高了台尾支撐剛度，同時實現了台尾芯軸裝配的互換（huàn）性，為數控（kòng）機床沿用傳統台尾結構的（de）設計模式探索一條新的途徑（jìng）。

           [關鍵（jiàn）詞]       直線度；配合間隙；互換性；切削震紋。

      1、前言（yán）

      近年來，我國數控（kòng）機床發（fā）展（zhǎn）迅猛、整（zhěng）體設計水（shuǐ）平不斷提高，然而；數控車床的“台尾”部件大部分依（yī）然沿用普通車床台尾的結構模式。傳統台尾在數控機床中應（yīng）用其工作性能已不能符合數控機床的精度要求，切削工作中（zhōng）發現；靠近台尾支撐（chēng）端的加工表麵質量遠不如（rú）床頭端的表（biǎo）麵質量好、有時會（huì）出現明（míng）顯的切削震紋，工件兩（liǎng）端的加工質量產（chǎn）生明顯差異（yì），這是傳（chuán）統台尾因補充普通車床的（de）加工功能（néng）而造成的工作剛性缺陷所致。

      在普（pǔ）通車床中、為了具（jù）備鑽、擴、餃的加工功能、台（tái）尾芯軸設計需有較大的行程來滿足鑽孔、擴孔、較孔的（de）工作進給，台尾芯軸與台尾體有較長的滑動配合麵積、因深孔（kǒng）的直線度、圓度、錐度的（de）精度加工難度大、配合間（jiān）隙控製不能過小、芯軸與孔壁貼合率較差、在單端（閘塊）結構鎖緊的狀態下、台尾的支撐剛度（dù）已大打折扣、在切削過程中台（tái）尾芯（xīn）軸六個（gè）自由度控製不良，產生震動、影響零件加工的表麵質量，製造上為了保證心（xīn）軸滑動的配合間隙（xì）、多以配做工藝完成、限製了零件的互換（huàn）性裝配和（hé）生產效率、在台尾僅作為工件支撐的單一功能的數控機（jī）床（chuáng）上、可以（yǐ）進行改進和優化。

      2、 傳統台尾缺陷分析；

      2.1、台尾芯軸與台尾（wěi）體為小間隙（xì）滑動配合結構、由於深孔加工直線精度控製（zhì）困難、加工難度大（dà），在設計公差內台（tái）尾芯軸裝配（pèi）中經常出現芯軸無法通過深孔的問題、造成返修。（見圖一）。
 

                                     （圖一）

      2.2、傳（chuán）統台尾為前端閘塊鎖緊結構、當閘塊鎖緊時、芯（xīn）軸（zhóu）被頂（dǐng）靠在一側孔壁上，壓點與支點呈對（duì）稱（chēng）壓緊、芯軸兩側約70%圓周存在懸空間隙、芯軸定位接觸麵積小，抗震性不良。（見圖二）。

                         
 
                                   （圖二）

      2.3、台尾芯軸（zhóu）在前端一點鎖緊、芯軸兩（liǎng）端可繞鎖緊點在間隙內擺動，芯軸抗彎性能較差、切削中（zhōng）芯軸極易產生顛（diān）覆震動，是造成台（tái）尾端支（zhī）撐剛度不足因素主要之一。（見三）

        
 
                                    （圖三）
    2.4、台尾芯軸和台尾（wěi）體孔徑磨損後間隙不能補償、增大的間隙無法修複、工作精度壽命短。（見圖四）

                        
 
                                     （圖四）

      3、 新型台尾（wěi）結構探討，

      ◆新（xīn）型台尾對傳統台尾結構存（cún）在的缺陷和工藝性不良等問題進（jìn）行了研（yán）究和（hé）改進；在數控車床上台尾（wěi）僅是工件的支撐機構（gòu）、完全可以簡化掉鑽（zuàn）、擴、餃任務的多餘功能、重（chóng）點提高數（shù）控車床支撐剛性和優化工藝性為設計目標。

      ◆新型台尾優點

      1.台（tái）尾體中的深孔改（gǎi）為前後兩（liǎng）段短孔，加工工藝性好。 
      2.取消十字交叉孔結構（gòu）、將單端鎖緊的閘塊改為雙端鎖緊，確保台尾芯軸六個自由度（dù）固定，剛（gāng）性強。
     3. 縮短芯軸的工（gōng）作行（háng）程、能滿足數控車床工（gōng）件支撐和退出的距離為度（可比傳統台尾芯軸行程縮短2/3）。
     4. 減少製造工（gōng）藝中的配作環節（jiē）、實現零件裝配互換性。

      ◆本新型結構是將台尾芯軸（zhóu）兩端用鎖緊漲套緊（jǐn）固在台尾體短孔中、明顯提高心軸抗彎剛度，漲緊套（tào）鬆開、芯軸可以輕鬆移動。（見（jiàn）圖五）

      1. 台尾體①改為前後兩段短孔、芯軸②通過前錐套③和後（hòu）錐套④與台尾體鎖緊固（gù）定（紅色為外錐（zhuī）套、藍色為內錐套），液（yè）壓油缸活塞⑥推動隔套組⑤同時壓緊前後錐套、芯軸被（bèi）錐套漲緊在台尾體上，當（dāng）油缸活塞（sāi）反向移動、漲套壓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.前後鎖緊套③和④為薄壁彈性開（kāi）口錐套、鎖（suǒ）緊錐套為（wéi）21度、保證（zhèng）鎖緊力撤銷後（hòu）錐套能有效脫開、（采用三瓣分開的錐套效果較（jiào）好），內（nèi）錐套與芯軸滑動（dòng）摩擦材質硬度應（yīng）低於芯軸表麵硬度。

      3. 鎖緊套（tào）工作行程約0.5mm。鎖（suǒ）緊動（dòng）力行程較短，凸輪、杠杆、氣動、液壓等機構（gòu）均可采（cǎi）用，本文是以液（yè）壓油缸（gāng）作為鎖緊動（dòng）力。

      4. 改變調（diào）整（zhěng）墊⑦厚度可以調整油缸行程，鍵⑧阻止芯軸轉動。

      5. 經生產（chǎn）樣機試驗：鎖緊牢固、重複鎖緊精度（dù）穩定、製造工藝性有較大提高。（圖五）

      4、 漲緊套鎖緊力計算
 
        

      受力分析(見圖六)所示，

              
                                 （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工作（zuò）試驗、精度穩定）。漲套斜角的裝配方向按上（圖五）所示、芯軸退出時有利於漲套（tào）分離脫開（kāi）。

      6、結 束 語

      為了提高數控機床產品的性價比，需要尋找加工簡單、裝配（pèi）方便、零件通用的（de）設計思路。數（shù）控機床台尾主要功用是支撐工件，芯軸行程（chéng）應比普通車床（chuáng）台尾短的多、僅滿足頂（dǐng）尖頂（dǐng）入和脫開距離即（jí）可，可以簡化（huà）和縮小工作結構。芯軸的雙端鎖緊、明顯提高（gāo）了台尾的支撐剛度、是縮小（xiǎo）台尾與主軸箱（xiāng）抗震差距的較好途徑，順著此思路；將（jiāng）數控機床台尾設計（jì）成整體結構將會進一步接（jiē）近主軸箱的工（gōng）作剛度、目前在國外產品中已有類似結構。
本文所述僅是個人在工作實踐中體驗出（chū）的一點淺顯認識，定有疏漏和缺陷、僅供（gòng）參考（kǎo），希望廣（guǎng）大同仁多（duō）提寶貴意見（jiàn）、共同探索、為實現中國機床產品的優質優價而努力（lì）。（沈陽機床集團 沈一車床廠（chǎng） ）