CN102729033A - 镶活塞铜套专用机床 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种镶活塞铜套专用机床，包括床身，及床身中部设置的沿纵向滑轨滑动的预定位机构，预定位机构上方设置夹紧机构，床身后面纵向滑轨的一侧设置角向定位机构，床身前面纵向滑轨的两侧对称设置两套沿横向滑轨滑动的镶活塞铜套机构。还设置有控制各机构运行的电气控制系统。它应用于制造内燃机零部件的技术领域。本发明镶活塞铜套专用机床使用时调整方便，动作快捷，能够快速安装铜套，而且保证铜套镶嵌位置的精度。使用本发明安装活塞铜套，成品率可提高50%，效率是手工或利用辅助工具协助镶嵌活塞铜套的3~5倍。

Description

镶活塞铜套专用机床

技术领域

本发明涉及内燃机零部件制造的技术领域，特别是一种用于快速镶嵌活塞铜套的专用机床。

背景技术

活塞是内燃机重要的零部件。被誉为内燃机的“心脏”。 活塞在高温、高压、高速的条件下承受反复交变的机械负荷和热负荷。随着发动机功率的不断提高，对活塞销孔的耐磨性和承载提出了更高的要求，铜是耐磨材料，使用铜套镶嵌在活塞销孔内壁，可以提高活塞销孔的耐磨性和承载能力，防止销座开裂造成的发动机故障。以前，镶活塞销孔铜套的加工，铜套与活塞销孔是过盈配合，制作时需要将铜套进行液氮冷却，然后再安装。制造成本增加20~30%。现有技术中，镶活塞铜套利用热胀冷缩原理，采用手工或利用辅助工具协助镶嵌，先将铜套冷冻使铜套外径收缩或者将活塞加温使活塞销孔膨胀，在短时间内迅速将铜套和活塞装配在一起，要求一次到位。生产过程中，存在生产效率低，镶嵌铜套位置精度难以保证的缺陷，而且人为因素极易产出镶嵌不到位而造成工件报废的情况。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种能够方便快捷镶活塞铜套的专用机床，并且确保镶嵌铜套位置的精度性。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

镶活塞铜套专用机床，包括床身，其中床身中部设置沿纵向滑轨滑动的预定位机构，预定位机构内部设置夹紧机构，床身后部纵向滑轨的一侧设置角向定位机构，床身前部纵向滑轨的两侧对称设置两套沿横向滑轨滑动的镶活塞铜套机构。

预定位机构包括设置在纵向滑轨后端的Y向气缸， Y向气缸与配合纵向滑轨的第一滑块连接，第一滑块的上面设置与活塞裙部的内孔配合的预定位弯板。

夹紧机构包括连接在第一滑块上的支架，支架上部设置有与放置在预定位弯板上的活塞顶部位置对应的Z向气缸， Z向气缸的下端连接压紧活塞的浮动压盘。

角向定位机构包括设置在床身上的销孔定位气缸，销孔定位气缸的气缸杆连接一套筒，套筒对应活塞的一端设置与活塞销孔配合的角向定位销。

镶活塞铜套机构包括设置在横向滑轨外端的X向气缸，X向气缸连接与横向滑轨配合的第二滑块，第二滑块的上部横向设置一槽孔，槽孔内安装有中部设置环形凸沿的销轴，销轴内端设置沿销轴的径向撑持铜套的伸出块，销轴外端连接有安装在第二滑块上部与销轴连接的销轴气缸，所述销轴槽孔外面的端部固定安装有与销轴的环形凸沿对应的压盘，压盘的外侧固定安装与活塞销孔及铜套对应的定位块。

机床还设置有控制预定位机构、夹紧机构、角向定位机构、镶活塞铜套运动的电气控制系统。

本发明的进一步改进在于：纵向滑轨前端设置限制预定位机构位置的纵向限位销钉，横向滑轨的内端设置限制镶活塞铜套机构位置的横向限位销钉。

本发明的进一步改进在于：预定位弯板是底面为水平、四周为与活塞裙部的内孔配合的向上向内弯曲的碗状结构。

本发明的进一步改进在于：预定位机构的第一滑块与预定位弯板之间设置调整活塞高度的止口盘机构。止口盘机构包括设置在支架下方与活塞放置位置对应的环状本体，本体的内孔里设置上部盖住本体上端面的T型轴，本体上活动连接调整定位T型轴高度的调整螺母，T型轴的上端面通过键槽配合固定连接止口盘底座，止口盘底座上面设置上端与活塞底面配合的止口盘，预定位弯板设置在止口盘的中间。

   本发明的进一步改进在于：角向定位机构包括固定设置在床身上的安装套筒用的套筒座，套筒的外表面设置导向槽，套筒座上对应导向槽的位置安装有导向销钉，套筒座的一侧连接有支撑销孔定位气缸的支撑板。

本发明的进一步改进在于：X向气缸通过支板固定连接在床身上，销轴气缸通过U形弯板连接在第二滑块的上部。

本发明的进一步改进在于：电气控制系统为PLC控制系统。

由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术进步是：

本发明镶活塞铜套专用机床包括床身及床身中部设置的预定位机构，预定位机构可沿纵向滑轨滑动。预定位机构上方设置夹紧机构，床身后面纵向滑轨的一侧设置角向定位机构，床身前面纵向滑轨的两侧对称设置两套镶活塞铜套机构。由于活塞销孔的两侧要分别安装两个铜套，因此使用左右两套镶活塞铜套机构可以快速安装铜套，该机床调整方便，动作快捷，能够保证铜套镶嵌位置精度。使用本发明可单人操作，成品率可提高50%，效率是手工或利用辅助工具协助镶嵌活塞铜套的3~5倍。

附图说明

图1是本发明镶活塞铜套专用机床的结构示意图；

图2是镶活塞铜套专用机床的左视图；

图3是镶活塞铜套专用机床的俯视图；

图4是镶活塞铜套机构的局部结构示意图。

其中，1、床身，2、止口盘，3、止口盘底座，4、本体，5、键槽，6、纵向滑轨，7、T型轴，8、调整螺母，9、横向限位销钉，10、横向滑轨，11、第二滑块，12、支板，13、X向气缸，14、销轴气缸，15、U形弯板，16、连接螺杆，17、销轴，18、法兰盘，19、压盘，20、定位块，21、Z向气缸，22、浮动压盘，23、预定位弯板，24、角向定位销，25、导向销钉，26、套筒座，27、套筒，28、导向槽，29、支撑板，30、销孔定位气缸，31、Y向气缸，32、第一滑块，33、支架，34、纵向限位销钉，35、压缩弹簧，36、伸出块。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细说明：

本发明镶活塞铜套专用机床，如图1、2、3所示，包括机床床身1，及设置在床身1平台上的预定位机构、夹紧机构、角向定位机构、镶活塞铜套机构和床身平台下的电气控制系统。床身平台中部设置一条纵向滑轨6，在纵向滑轨6上设置可沿滑轨滑动的预定位机构，预定位机构内部的上方设置夹紧机构。床身1的后部，纵向滑轨6的一侧设置角向定位机构。床身1前部的纵向滑轨6的两侧对称设置两套镶活塞铜套机构；镶活塞铜套机构可分别沿各自设置的横向滑轨10滑动。

其中预定位机构包括固定安装在床身1平台中部的纵向滑轨6，在纵向滑轨6的后端对应设置Y向气缸31，在纵向滑轨6上配合有第一滑块32，Y向气缸31与第一滑块32连接，可以推动第一滑块32沿纵向滑轨6前后滑动。第一滑块32上连接支架33，支架33的前面设置调整活塞高度的止口盘机构。止口盘机构包括在第一滑块32上设置的本体4，本体4呈环状与活塞安装位置相对应。本体4内孔里设置T型轴7，T型轴7盖住本体4的上端面。本体4上安装调整螺母8，通过调节调整螺母8可以调整T型轴7到适宜的高度。T型轴7上端面通过键槽5的配合定位连接止口盘底座3，止口盘2用内六角螺钉固定在止口盘底座3上，止口盘2上面与活塞底面接触，使活塞稳定的放置在止口盘2上。止口盘2内的中间位置设置预定位弯板23，预定位弯板23是底面为水平、四周的向上向内弯曲的碗状结构，碗状结构的预定位弯板23与活塞裙部的内孔配合，这种结构防止安装时铜套窜出活塞。

Y向气缸31通过推动第一滑块32，可以使支架33及止口盘机构在纵向滑轨6上运动。纵向滑轨6前方设置对应于预定位机构的纵向限位销钉34，调整纵向限位销钉34的前后位置，调整到适合位置后，锁紧，可以限制预定位机构移动的位置，确保预定位机构上的活塞销孔的位置与镶活塞铜套机构相对应。

夹紧机构包括连接在第一滑块32上的支架33，支架33的上部设置Z向气缸21，浮动压盘22设置在Z向气缸21下面，浮动压盘22的下部和活塞顶部的位置相对应。Z向气缸21向下移动时，浮动压盘22向下移动，使浮动压盘22的下部压紧活塞，保持活塞位置的固定。浮动压盘22在夹紧活塞时起到缓冲作用，防止压伤活塞顶面。 

角向定位机构包括固定设置在床身1上的套筒座26，套筒座26内安装套筒27。套筒27对应活塞的一端设置角向定位销24，角向定位销24与活塞的销孔配合。套筒27另一端的套筒座26侧边连接支撑板29。支撑板29通过六角螺钉固定在床身1上，销孔定位气缸30通过支撑板29固定连接到床身1上。销孔定位气缸30的气缸杆连接套筒27，销孔定位气缸30运动时推动套筒27向左运动，套筒27推动角向定位销24到止口盘上活塞的销孔处，插入活塞销孔，完成活塞定位。套筒27的外表面设置导向槽28，套筒座26的壁上安装一贯穿套筒座26的导向销钉25，导向销钉25的位置对应导向槽28。在销孔定位气缸30推动套筒27在套筒座26内移动时，导向槽28受到导向销钉25的限制，可以防止套筒27转动，使角向定位销24的位置准确，从而保证活塞销孔的位置准确。

两套镶活塞铜套机构在床身1的前面对称设置。以左侧的镶活塞铜套机构为例，床身1平台上固定设置横向滑轨10，横向滑轨10的外端对应设置X向气缸13，X向气缸13通过支板12固定连接在床身1上。横向滑轨10上配合设置有L形的第二滑块11，第二滑块11下部的一端与X向气缸13固定连接，X向气缸13可以推动第二滑块11及上面的机构在横向滑轨10上移动。第二滑块11上部的外侧设置有U形弯板15，U形弯板15的一端与销轴气缸14连接、另一端与第二滑块11连接。销轴气缸14通过U形弯板15固定连接到第二滑块11的上部。

第二滑块11的上部内侧横向设置一槽孔，槽孔与活塞销孔的位置相对应。槽孔内部有销轴17，销轴17中部设置有环形凸沿。销轴气缸14由连接螺杆16与销轴17相连接。销轴17对应活塞的一端沿销轴17的径向设置伸出块36，伸出块36的前端设置1×2的倒角。伸出块36分为上、下两块，两块之间径向设置两个压缩弹簧35。槽孔的内端固定连接与销轴17的环形凸沿对应的法兰盘18，法兰盘18对应活塞一侧的端部固定连接压盘19，压盘19对应活塞一侧的上部固定连接定位块20。定位块20为半圆弧形。工作时，人工将铜套放置在销轴17的倒角处，销轴气缸14推动销轴17向右运动，当销轴17伸出压盘19时，伸出块36在压缩弹簧35的作用下张开，使铜套套在销轴17上。销轴17上的环形凸沿起到限位的作用，当销轴17向右运动时，运动到环形凸沿和法兰盘18接触时，销轴1即不能再向右运动。限制这样的距离，确保伸出块36只能部分从压盘19中伸出。

横向滑轨10的内端设置对应镶活塞铜套机构的横向限位销钉9，限定第二滑块11的移动位置。调整横向限位销钉9的位置，调整到适合位置后，锁紧。使镶活塞铜套机构移动到横向限位销钉9的位置时，活塞销孔与销轴17上的铜套相对应。

电气控制系统包括电器控制柜和控制面板，通过PLC信号实现自动控制预定位机构、夹紧机构、角向定位机构、镶活塞铜套机构的运动。

本发明的工作过程是：手工将活塞放在止口盘2上，发出完成信号，销孔定位气缸30推动套筒27向左运动，套筒27带动角向定位销24向活塞移动，使角向定位销24穿入活塞销孔，活塞完成定位；得到销孔定位气缸30到位信号后，Z向气缸21开始向下推动浮动压盘22夹紧活塞；得到Z向气缸到位信号后，角向定位机构的销孔定位气缸30带动角向定位销24向右复位；得到销孔定位气缸30到位信号后，Y向气缸31开始推动支架33沿纵向滑轨6向前移动到纵向限位销钉34的位置。得到到位信号后，左侧的镶活塞铜套机构进行铜套安装动作。销轴气缸14开始向左退到起始位置。设置延时，手工把铜套安装在定位块20下部的销轴17前端的倒角处；得到夹紧活塞信号后，销轴气缸14向右动作把销轴17推出，销轴17前端的伸出块36伸出压盘19和定位块20，伸出块内的压缩弹簧35张开，使铜套套在销轴17上。当得到销轴气缸14到位信号后，X向气缸13开始推动第二滑块11带动上面连接的销轴17及铜套沿横向滑轨10向右或者向左移动，到横向限位销钉9的位置后，把铜套镶在活塞销孔内。销轴气缸14得到X向气缸13到位信号后，销轴气缸14向左运动把销轴17拉回。定位块20将套筒顶在活塞内，使其不随销轴17运动。销轴气缸14带动销轴17退回时，压缩弹簧35被压缩，使销轴17退回到压盘19和定位块20的内部。得到销轴气缸14到位信号后，X向气缸13开始向左退回复位；得到X向气缸到位信号后，右侧的镶活塞铜套机构进行下一个铜套安装动作。安装完成后，当得到右侧X向气缸到位信号后，Y向气缸31向后退回复位；得到Y向气缸到位信号后，Z向气缸21开始向上拉动浮动压盘22复位，把镶好铜套活塞取下，完成整个循环，进入下一个循环。整个流程由PLC控制按照工作次序依次进行，当前一个动作没有到位完成时，不进入下一个动作。整个控制可进行手动和自动两种方式操作。

Claims (7)

1.镶活塞铜套专用机床，包括床身（1），其特征在于：所述床身（1）中部设置沿纵向滑轨（6）滑动的预定位机构，预定位机构内部设置夹紧机构，床身后部纵向滑轨（6）的一侧设置角向定位机构，床身（1）前部纵向滑轨（6）的两侧对称设置两套沿横向滑轨（10）滑动的镶活塞铜套机构；

所述预定位机构包括设置在纵向滑轨（6）后端的Y向气缸（31）， Y向气缸（31）与配合纵向滑轨的第一滑块（32）连接，第一滑块（32）的上面设置与活塞裙部的内孔配合的预定位弯板（23）；

所述夹紧机构包括连接在第一滑块（32）上的支架（33），支架（33）上部设置有与放置在预定位弯板（23）上的活塞顶部位置对应的Z向气缸（21）， Z向气缸（21）的下端连接压紧活塞的浮动压盘（22）；

所述角向定位机构包括设置在床身（1）上的销孔定位气缸（30），销孔定位气缸（30）的气缸杆连接一套筒（27），套筒（27）对应活塞的一端设置与活塞销孔配合的角向定位销（24）；

所述镶活塞铜套机构包括设置在横向滑轨（10）外端的X向气缸（13），X向气缸（13）连接与横向滑轨配合的第二滑块（11），第二滑块（11）的上部横向设置一槽孔，槽孔内安装有中部设置环形凸沿的销轴（17），销轴（17）内端设置沿销轴（17）的径向撑持铜套的伸出块（36），销轴（17）外端连接有安装在第二滑块（11）上部与销轴（17）连接的销轴气缸（14），所述销轴（17）槽孔外面的端部固定安装有与销轴（17）的环形凸沿对应的压盘（19），压盘（19）的外侧固定安装与活塞销孔及铜套对应的定位块（20）；

所述机床还设置有控制预定位机构、夹紧机构、角向定位机构、镶活塞铜套机构运动的电气控制系统。

2.根据权利要求1所述的镶活塞铜套专用机床，其特征在于：所述纵向滑轨（6）前端设置限制预定位机构位置的纵向限位销钉（34），所述横向滑轨（10）的内端设置限制镶活塞铜套机构位置的横向限位销钉（9）。

3.根据权利要求1或2所述的镶活塞铜套专用机床，其特征在于：所述预定位弯板（23）是底面为水平、四周为与活塞裙部的内孔配合的向上向内弯曲的碗状结构。

4.根据权利要求3所述的镶活塞铜套专用机床，其特征在于：所述预定位机构的第一滑块（32）与预定位弯板（23）之间设置调整活塞高度的止口盘机构，所述止口盘机构包括设置在支架（33）下方与活塞放置位置对应的环状本体（4），本体（4）的内孔里设置上下可移动的T型轴（7），本体（4）上活动连接调整定位T型轴（7）高度的调整螺母（8），T型轴（7）的上端面通过键槽（5）配合固定连接止口盘底座（3），止口盘底座（3）上面设置上端与活塞底面配合的止口盘（2），预定位弯板（23）设置在止口盘（2）的中间。

5.    根据权利要求4所述的镶活塞铜套专用机床，其特征在于：所述角向定位机构包括固定设置在床身（1）上的安装套筒（27）用的套筒座（26），套筒（27）的外表面设置导向槽（28），套筒座（26）上对应导向槽（28）的位置安装有导向销钉（25），套筒座（26）的一侧连接有支撑销孔定位气缸（30）的支撑板（29）。

6.根据权利要求4所述的镶活塞铜套专用机床，其特征在于：所述X向气缸（13）通过支板（12）固定连接在床身（1）上，销轴气缸（14）通过U形弯板（15）连接在第二滑块（11）的上部。

7.根据权利要求4所述的镶活塞铜套专用机床，其特征在于：所述电气控制系统为PLC控制系统。

Images