CN101869997B - 柴油机机架气缸孔镗孔装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种柴油机机架气缸孔镗孔装置，包括镗杆传动机构、镗杆机构、刀体机构，镗杆传动机构设置在镗杆一端上，包括蜗轮、蜗杆、蜗轮箱体、一对支撑轴承、定位架、定位座。蜗轮与镗杆端头固定连接，蜗轮两侧通过一对支撑轴承、挡圈支承在蜗轮箱体一端内，蜗杆设置在蜗轮一侧。镗杆一端通过滑动轴承支承在蜗轮箱体另一端内，另一端通过圆锥滚子轴承、定位座支撑在机床工作台上，刀体机构可沿镗杆轴向移动，镗杆内还设有丝杆传动机构和刀体位置测量机构。本发明能使刀体机构在镗杆上自动、匀速稳定地走刀，完成气缸孔的镗削，确保经过一次加工的柴油机机架气缸孔满足其尺寸公差和垂直度公差的要求，还能测量镗孔的深度。

Description

柴油机机架气缸孔镗孔装置

技术领域

本发明涉及一种镗孔装置，尤其是一种能测量镗孔深度的柴油机机架镗孔装置，属于金属切削加工技术领域。

背景技术

柴油机机架是柴油机的核心部件，气缸套安装在柴油机机架的气缸孔内，气缸套内装有活塞，气缸孔的加工公差和位置公差的要求很高。由于柴油机机架气缸孔直径大，且铸造毛坯余量较大，传统的镗刀由于镗杆刚度不够，镗孔时的切削阻力会使镗刀跳动，导致气缸孔的尺寸公差和形位公差不符合要求，影响整机装配精度，对柴油机正常运作有很大的影响，甚至可使柴油机发生拉缸的严重后果，气缸孔加工分粗、半精、精加工三道工序，普通镗床需要更换三次镗刀进行加工，效率低。

发明内容

本发明的目的是提供一种能提高柴油机机架气缸孔加工精度、且方便测量镗孔深度、镗杆刚性较强的柴油机机架镗孔装置。

本发明通过以下技术方案予以实现：

一种柴油机机架气缸孔镗孔装置，包括镗杆传动机构、镗杆机构、刀体机构，所述镗杆传动机构设置在镗杆一端上，包括蜗轮、蜗杆、蜗轮箱体、一对支撑轴承、定位架、定位座；所述蜗轮与镗杆端头固定连接，蜗轮两侧通过一对支撑轴承、挡圈支承在蜗轮箱体一端内，与蜗轮啮合的蜗杆设置在蜗轮一侧；镗杆一端通过滑动轴承支承在蜗轮箱体另一端内，镗杆另一端通过圆锥滚子轴承、定位座支撑在机床工作台上，蜗轮箱体一侧与定位架固定连接，所述镗杆机构还包括设置在镗杆内的丝杆传动机构和测量机构。

本发明的目的还可以通过以下技术措施来进一步实现。

前述的柴油机机架气缸孔镗孔装置，其中所述镗杆的轴向周面每隔90°分别设有标尺座槽、平键槽、丝杆安装槽，所述丝杆安装槽一端设有直通镗杆一端端面的镗杆轴向穿孔。

前述的柴油机机架气缸孔镗孔装置，其中所述刀体机构包括滑块、一对衬套、粗镗头调节机构、半精镗刀头、精镗刀头，所述滑块通过中心内孔与所述镗杆相配合，所述一对衬套分别设置在滑块两端内，所述粗镗头调节机构设置在滑块对应镗杆平键槽的径向位置上，所述半精镗刀头设置在粗镗头调节机构的对侧的滑块径向位置上，所述精镗刀头设置在滑块对应标尺座槽的径向位置上，所述滑块的粗镗头调节机构一侧还设有防止滑块转动的导向平键。

前述的柴油机机架气缸孔镗孔装置，其中所述粗镗头调节机构包括刀座、座套、粗镗刀头、粗镗刀头垂直移动机构，所述座套设置在滑块的径向上，所述刀座设置在所述座套中，所述粗镗刀头设置在所述刀座中；所述粗镗刀头外圆与刀座内孔通过导向平键活动连接；所述粗镗刀头垂直移动机构与粗镗刀头下端活动连接。

前述的柴油机机架气缸孔镗孔装置，其中所述粗镗刀头垂直移动机构包括螺杆、定位套、水平锥齿轮、垂直锥齿轮、小圆柱齿轮、大圆柱齿轮、齿轮座、齿轮轴、调节轴、扳手套，所述螺杆上端与粗镗刀头下端螺纹连接，所述螺杆下端与水平锥齿轮固定连接，与水平锥齿轮啮合的垂直锥齿轮与齿轮轴一端固定连接，支撑在齿轮座一端上；所述小圆柱齿轮与齿轮轴另一端固定连接，支撑在齿轮座另一端上；大圆柱齿轮与小圆柱齿轮啮合，大圆柱齿轮与调节轴一端固定连接，大圆柱齿轮一端支撑在滑块一端上，大圆柱齿轮另一端与扳手套固定连接。

前述的柴油机机架气缸孔镗孔装置，其中所述丝杆传动机构包括丝杆、丝杆螺母、丝杆座、一对推力球轴承，所述丝杆一端为丝杆端，丝杆另一端为光杆端，所述丝杆端端头通过丝杆座、一对推力球轴承支承在镗杆轴向一侧的丝杆安装槽一端内，所述丝杆螺母旋合在丝杆上，丝杆螺母与滑块固定连接，所述丝杆的光杆端依次穿过镗杆穿孔、蜗轮穿孔，支承在蜗轮箱体盖上。

前述的柴油机机架气缸孔镗孔装置，其中所述测量机构包括标尺座、一对标尺支承轴承、弹簧、弹性标尺、调节螺杆，所述标尺座固定在镗杆标尺座槽内，所述标尺座一端设有一轴承安装槽，通过销轴支撑一标尺支承轴承；标尺座另一端设有弹性浮动机构，所述弹性浮动机构包括轴承座、弹簧，所述弹簧设置在标尺座另一端内，所述轴承座一端穿过弹簧与标尺座另一端活动连接，轴承座另一端内侧抵靠在弹簧一端上，轴承座一端通过销轴支撑另一标尺支承轴承；弹性标尺成环形绕在一对标尺支承轴承上，弹性标尺两端固定在压板内，压板上侧设有与压板固定连接的压块；所述调节螺杆一端与压块活动连接，另一端通过压盖与滑块固定连接，调节螺杆中部设有调节旋钮；所述标尺座对应弹性标尺的横向位置刻有定位标记。

本发明的镗杆贯穿柴油机机架的毛坯气缸孔，其刚度比现有的镗杆明显提高。丝杆传动机构使刀体机构在镗杆上自动、匀速稳定地走刀，完成气缸孔的镗削，确保加工过的柴油机机架气缸孔满足其尺寸公差和垂直度公差的要求。同时本发明在刀体机构的滑块径向，每隔90°分别上设置粗镗刀头、半精镗刀头和精镗刀头，可以在一次装夹的切削加工中将气缸孔从毛坯孔直接加工至最终尺寸的公差要求，并保证了气缸孔的形位公差要求，避免了柴油机机架气缸孔镗孔时分别使用3种刀具加工，导致气缸孔失圆的弊病，加工效率大大提高。本发明的粗镗刀头垂直移动机构可在粗镗刀头磨损后调节粗镗刀头的伸出量，再次满足气缸孔镗孔的需求，粗镗刀头可以使用多次，降低了柴油机机架的加工成本。本发明操作方便、调节简单。本发明的测量机构能直接测量镗孔深度，方便检测，能够满足纵向、横向多方位的镗孔要求。

本发明的优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释，这些实施例，是参照附图仅作为例子给出的。

附图说明

图1是本发明的主视图；

图2是图1的A-A剖视放大图；

图3是图1的C向结构放大示意图；

图4是图1的D-D剖视放大图；

图5是图3的E-E剖视放大图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示，本发明包括镗杆传动机构2、刀体机构3、镗杆机构4，镗杆传动机构2设置在镗杆43一端上，包括蜗轮21、蜗杆22、蜗轮箱体23、一对支撑轴承24、定位架25、定位座26。本实施例的蜗轮21由轮圈211和轮芯212固定连接而成，轮芯212与镗杆43端头通过平键固定连接，蜗轮21两侧通过一对支撑轴承24分别支撑在大挡圈28、小挡圈27上，大挡圈28、小挡圈27分别安装在蜗轮箱体23两侧的台阶孔中，蜗轮箱体盖29通过螺钉紧固在蜗轮箱体23的外端上。与蜗轮21啮合的蜗杆22设置在蜗轮21的上侧；镗杆43一端通过滑动轴承401支承在蜗轮箱体23的内端，另一端固定在圆锥滚子轴承402的内圈上，圆锥滚子轴承402的外圈固定在定位座26一端中，定位座26的底部固定在机床工作台1上。由于滑动轴承401的轴向支承长度较长，可以提高镗杆43的刚度并减少其跳动。蜗轮箱体23一侧与定位架25固定连接，镗杆机构4还包括设置在镗杆43内的丝杆传动机构42和测量机构41。

如图1、图2所示，镗杆43轴向周面自0°开始相隔90°、180°、270°分别设有镗杆平键槽432、标尺座槽431，丝杆安装槽433，所述丝杆安装槽433一端设有直通镗杆43一端端面的镗杆穿孔425。

如图1、图2所示，刀体机构3包括滑块30、一对衬套31、粗镗头调节机构32、半精镗刀头34、精镗刀头35，滑块30通过中心内孔与镗杆43的外圆相配合，一对衬套31包括第一衬套311、第二衬套312分别设置在滑块30两端内，粗镗头调节机构32设置在刀体滑块30对应镗杆平键槽432的径向位置上，半精镗刀头34设置在粗镗头调节机构32的对侧的滑块30径向位置上，精镗刀头35设置在滑块30对应标尺座槽431的径向位置上，粗镗头调节机构32一侧还设有防止滑块30转动的导向平键36，粗镗头调节机构32、精镗刀头35、半精镗刀头34分别设置在滑块30沿圆周90°、180°、270°方向上。

如图4所示，粗镗头调节机构32包括刀座321、座套322、粗镗刀头323、粗镗刀头垂直移动机构324，座套322设置在滑块30的径向上，刀座321套装在座套322中，刀座321、座套322通过紧固螺钉和圆销固定在滑块30内，粗镗刀头323设置在刀座321中。刀座321对粗镗刀头323上移限位，粗镗刀头323外圆与刀座321内孔通过导向键活动连接，粗镗刀头垂直移动机构324与粗镗刀头323下端通过螺纹活动连接。粗镗刀头垂直移动机构324包括螺杆324-1、定位套324-2、水平锥齿轮324-3、垂直锥齿轮324-4、小圆柱齿轮324-5、大圆柱齿轮324-6、齿轮座324-7、齿轮轴324-8、调节轴324-9、扳手套324-10，螺杆324-1上端与粗镗刀头323下端螺纹连接，螺杆324-1下端与水平锥齿轮324-3通过平键固定连接，水平锥齿轮324-3与垂直锥齿轮324-4啮合，垂直锥齿轮324-4与齿轮轴324-8一端固定连接，并支撑在齿轮座324-7一端上；小圆柱齿轮324-5与齿轮轴324-8另一端通过平键固定连接，并支撑在齿轮座324-7另一端上；大圆柱齿轮324-6与小圆柱齿轮324-5啮合，大圆柱齿轮324-6与调节轴324-9一端固定连接，大圆柱齿轮324-6一端支撑在滑块30的一端上。定位套324-2旋合在刀座321底部，定位套324-2两端分别对螺杆324-1、水平锥齿轮324-3轴向限位，扳手套324-10通过螺钉紧固在大圆柱齿轮324-6的端面上。调节粗镗刀头323的径向位置时，用扳动扳手套324-10的方头，带动大圆柱齿轮324-6、小圆柱齿轮324-5转动，再通过垂直锥齿轮324-4带动水平锥齿轮324-3转动，从而带动螺杆324-1转动，使得粗镗刀头323上下移动来调节粗镗刀头323的镗削直径，满足粗加工镗孔要求。

如图1、图2所示，丝杆传动机构42包括丝杆421、丝杆螺母422、丝杆座423、一对推力球轴承424，丝杆421一端为丝杆端，另一端为光杆端，丝杆端端头通过丝杆座423、一对推力球轴承424支承在镗杆43轴向一侧的丝杆安装槽433一端内，丝杆端端头通过螺母426紧固限位。丝杆螺母422旋合在丝杆421上，并通过螺钉、圆销固定在滑块30的第二衬套312内，丝杆421的光杆端依次穿过镗杆穿孔425、蜗轮穿孔212-1，支承在蜗轮箱体盖29上。在丝杆旋转动力机构(图1中未画出)的驱动下，丝杆421旋转，通过丝杆螺母422带动滑块30移动，从而带动旋转的镗刀头完成对机架毛坯气缸孔的走刀镗削。

如图1、图3、图5所示，测量机构41包括标尺座411、一对标尺支承轴承412、调节螺杆418、标尺座411固定在镗杆标尺座槽431内，标尺座411一端设有一轴承安装槽411-1，通过销轴支撑标尺支承轴承412；另一端设有弹性浮动机构413，弹性浮动机构413包括轴承座413-1、弹簧413-2，弹簧413-2设置在标尺座411的沉孔内，轴承座413-1一端穿过弹簧413-2与标尺座411另一端活动连接，轴承座413-1另一端内侧抵靠在弹簧413-2一端上，轴承座413-1一端通过销轴支撑标尺支承轴承412。弹性标尺415成环形绕在一对标尺支承轴承412上，其两端固定在压板417内，其横向由标尺座411上下侧的标尺槽411-3限位，弹性浮动机构413对弹性标尺415起到涨紧作用。压板417上侧设有与压板417固定连接的压块416，调节螺杆418中部设有直径大于螺杆的调节旋钮418-1，调节螺杆418一端与压块416螺纹活动连接，调节螺杆418另一端通过压盖419与滑块30固定连接，压盖419通过紧固件固定在滑块30一侧上，标尺座411内对应弹性标尺415的横向位置刻有定位标记411-2。

使用本发明时，先将柴油机机架5、定位座26安装于工作台1上，本装置通过定位架25固定在柴油机机架5上，镗杆机构4穿过柴油机机架5的气缸毛坯孔，其一端通过圆锥滚子轴承402定位于定位座26内，此时刀体机构3在定位架25内，旋动调节旋钮418-1，使弹性标尺415的整数位对准定位标记411-2，方便记忆；蜗杆22受到动力驱动转动，蜗轮21与蜗杆22啮合使镗杆机构4转动，通过导向平键36使刀体机构3一起随着镗杆机构4转动，同时丝杠传动机构42的丝杠421随着外来动力转动，通过与丝杠421旋合的丝杠螺母422移动，使刀体机构3在镗杆机构4上做切削移动。随着刀体机构3进入机架5内，注意观察定位标记411-2所指示的弹性标尺415刻度是否达到所要求加工的深度，加工到所需的深度时，关车，蜗杆蜗轮停止转动；再使丝杠421反转，刀体机构3退出机架5，从而完成整个加工过程。本发明能够满足纵向、横向多方位的镗孔要求。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种柴油机机架气缸孔镗孔装置，其特征在于：包括镗杆传动机构、镗杆机构、刀体机构，所述镗杆传动机构设置在镗杆一端上，包括蜗轮、蜗杆、蜗轮箱体、一对支撑轴承、定位架、定位座；所述蜗轮与镗杆端头固定连接，蜗轮两侧通过一对支撑轴承、挡圈支承在蜗轮箱体一端内，与蜗轮啮合的蜗杆设置在蜗轮一侧；镗杆一端通过滑动轴承支承在蜗轮箱体另一端内，镗杆另一端通过圆锥滚子轴承、定位座支撑在机床工作台上，蜗轮箱体一侧与定位架固定连接，所述镗杆机构还包括设置在镗杆上、可沿镗杆机构移动的刀体机构、设置在镗杆内的丝杆传动机构和刀体位置测量机构。

2.如权利要求1所述的柴油机机架气缸孔镗孔装置，其特征在于：所述镗杆的轴向周面每隔90°分别设有标尺座槽、平键槽、丝杆安装槽，所述丝杆安装槽一端设有直通镗杆一端端面的镗杆轴向穿孔。

3.如权利要求2所述的柴油机机架气缸孔镗孔装置，其特征在于：所述刀体机构包括滑块、一对衬套、粗镗头调节机构、半精镗刀头、精镗刀头，所述镗杆穿过所述滑块轴向中心，所述一对衬套分别设置在滑块两端内，所述粗镗头调节机构设置在滑块对应镗杆平键槽的径向位置上，所述半精镗刀头设置在粗镗头调节机构的对侧的滑块的径向位置上，所述精镗刀头设置在滑块对应标尺座槽的径向位置上，所述滑块的粗镗头调节机构一侧还设有防止滑块转动的导向平键。

4.如权利要求3所述的柴油机机架气缸孔镗孔装置，其特征在于：所述粗镗头调节机构包括刀座、座套、粗镗刀头、粗镗刀头垂直移动机构，所述座套设置在滑块的径向上，所述刀座设置在所述座套中，所述粗镗刀头设置在所述刀座中；所述粗镗刀头轴向外圆与刀座内孔通过导向平键活动连接；所述粗镗刀头垂直移动机构与粗镗刀头下端活动连接。

5.如权利要求4所述的柴油机机架气缸孔镗孔装置，其特征在于：所述粗镗刀头垂直移动机构包括螺杆、定位套、水平锥齿轮、垂直锥齿轮、小圆柱齿轮、大圆柱齿轮、齿轮座、齿轮轴、调节轴、扳手套，所述螺杆上端与粗镗刀头下端螺纹连接，所述螺杆下端与水平锥齿轮固定连接，与水平锥齿轮啮合的垂直锥齿轮与齿轮轴一端固定连接，支撑在齿轮座一端上；所述小圆柱齿轮与齿轮轴另一端固定连接，支撑在齿轮座另一端上；大圆柱齿轮与小圆柱齿轮啮合，大圆柱齿轮与调节轴一端固定连接，大圆柱齿轮一端支撑在滑块一端上，大圆柱齿轮另一端与扳手套固定连接。

6.如权利要求1所述的柴油机机架气缸孔镗孔装置，其特征在于：所述丝杆传动机构包括丝杆、丝杆螺母、丝杆座、一对推力球轴承，所述丝杆一端为丝杆端，丝杆另一端为光杆端，所述丝杆端端头通过丝杆座、一对推力球轴承支承在镗杆轴向一侧的丝杆安装槽一端内，所述丝杆螺母旋合在丝杆上，丝杆螺母与滑块固定连接，所述丝杆的光杆端顺次穿过镗杆穿孔、蜗轮穿孔，支承在蜗轮箱体盖上。

7.如权利要求1所述的柴油机机架气缸孔镗孔装置，其特征在于：所述测量机构包括标尺座、一对标尺支承轴承、弹簧、弹性标尺、调节螺杆、所述标尺座固定在镗杆标尺座槽内，所述标尺座一端设有一轴承安装槽，通过销轴支撑一标尺支承轴承；标尺座另一端设有弹性浮动机构，所述弹性浮动机构包括轴承座、弹簧，所述弹簧设置在标尺座另一端内，所述轴承座一端穿过弹簧与标尺座另一端活动连接，轴承座另一端内侧抵靠在弹簧一端上，轴承座另一端通过销轴支撑另一标尺支承轴承；弹性标尺成环形绕在一对标尺支承轴承上，弹性标尺两端固定在压板内，压板上侧设有与压板固定连接的压块；所述调节螺杆一端与压块活动连接，调节螺杆另一端通过压盖与滑块固定连接，调节螺杆中部设有调节旋钮；所述标尺座对应弹性标尺的横向位置刻有定位标记。

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