CN103072005B - 镗削活塞销孔机床 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种镗削活塞销孔机床，包括主机及控制系统，主机的床身两端对称配有动力头和动力头架，动力头内安装有使刀具径向移动的径向涨刀机构，动力头架安装在机床的直线导轨上由进给伺服电机通过进给丝杠驱动，在动力头和动力头架的中间的床身上设置有夹持装置，所述控制系统为通过编程对动力头及动力头架进行控制，把镗孔、挖卡环槽、倒内外角工序组合成一次加工的伺服数控系统。精度稳定性高；液压系统简便可靠调整灵活、结构设计科学，适于大批量生产，设备运行可靠、故障率低，适应连续生产。刀杆更换方便，可适应多品种活塞需要。控制系统采用数控伺服编程控制，工艺参数可调，控制系统灵活可靠，能够满足多种活塞销孔的技术要求。
Description
技术领域
[0001] 本发明涉及一种镗削活塞销孔机床，尤其是一种加工铸铝活塞销孔的专用设备，属铸铝活塞机加工专用设备。
背景技术
[0002] 镗削活塞销孔机床是铸造活塞毛坯销孔加工的专用设备、关键设备。发动机活塞底部为中空的孔，发动机的曲轴连杆的一端位于活塞底部的孔内，并通过活塞销与活塞连接。活塞销孔在活塞上分为两段，此两段同轴但分别位于连杆的两侧，每段孔内都有放置卡接活塞销的卡环的卡环槽，每段孔的两端都有导角。目前发动机铸造活塞毛坯销孔绝大部分都是单序加工，工序多，劳动强度高。生产效率低。急需能合并工序、运行可靠、产品质量稳定，故障率低，适应连续批量生产的设备。
发明内容
[0003] 本发明需要解决的技术问题是提供一种自动化程度高、适用于大批量生产并且将多品种内燃机活塞的销孔同时多工序合并加工的机床。
[0004] 为实现上述技术目的，本发明是采用以下技术方案实现的:一种镗削活塞销孔机床，包括主机、水冷却系统、液压系统及控制系统，所述主机的床身的两端对称配备有分别由伺服电机驱动的动力头和动力头架，所述动力头安装在动力头架上，动力头内安装有使刀具径向移动的径向涨刀机构，动力头由切削伺服电机驱动做回转镗削运动，动力头架安装在机床的直线导轨上由进给伺服电机通过进给丝杠驱动沿动力头轴向方向进给，在动力头和动力头架的中间位置设置有装卡活塞的夹持装置，所述控制系统为通过编程对动力头及动力头架进行控制把镗孔、挖卡环槽、倒内外角工序组合成一次加工的伺服数控系统。
[0005] 本发明的动力头的进一步具体结构在于:所述动力头包括由涨刀油缸驱动的径向涨刀机构，径向涨刀机构的一端安装有刀杆，另一端连接在安装于动力头架内部的旋转轴上，旋转轴的外端安装与切削伺服电机连接的带轮，涨刀油缸安装于旋转轴的外侧端面上，涨刀油缸与径向涨刀机构通过拉杆及齿轮齿条机构连接。
[0006] 本发明的上述涨刀机构的进一步具体结构在于:所述径向涨刀机构包括滑块，滑块安装在旋转轴左端的滑槽内，滑块外侧通过连接套安装刀杆，所述拉杆的端部连接一齿条，齿条与安装在滑块内侧的一齿轮啮合，齿轮驱动滑块沿滑槽移动。
[0007] 本发明的上述涨刀机构的进一步具体结构在于:所述滑槽的两端对应滑块的位置设置有限位螺钉，以调整刀杆径向移动的最大距离。
[0008] 本发明的进一步具体结构在于:所述进给丝杠为滚动摩擦的滚珠丝杠。
[0009] 本发明的夹持装置的进一步具体结构在于:所述装卡活塞的夹持装置包括安装在床身上的基础座和位于基础座上方的压紧油缸，基础座的上面安装有与活塞的底部形状及销孔高度相对配合止口盘，压紧油缸安装在位于基础座上方的压紧油缸支架上，压紧油缸支架的下方设置有与压紧油缸的油缸杆连接的下部与活塞上端对应配合的压盘。
[0010] 本发明的进一步具体结构在于:在机床操作面板处设有对动力头和动力头架实现问时控制的双手启动按钮。
[0011] 本发明的进一步具体结构在于:所述机床的安全防护为全封闭式安全防护罩。
[0012] 由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术进步是:本发明相对单工序机具有生产工序集中、生产效率高的特点，把镗孔、挖卡环槽、倒内外角工序组合成一次加工成型，减少了操作工数量，具有工艺参数稳定、产品质量稳定等优点。本发明的控制系统通过操作人员的编程对动力头及动力头架的伺服电机进行控制，工艺流程设计合理、结构设计科学，适于大批量生产加工铸造活塞毛坯销孔，设备运行可靠、故障率低，适应连续生产。可适应多品种活塞需要，设备自动化成都高。
[0013] 运动副采用滚动导轨及滚珠丝杠，可进一步延长机器的使用寿命，提高产品质量稳定性。本发明的装卡活塞的夹持装置能够适合于装卡加工不同型号和规格的活塞。
[0014] 对动力头和动力头架实现同时控制的双手启动按钮保证了设备的安全性，全封闭式安全防护罩进一步增加加工过程中的安全性。控制系统采用广数伺服系统控制，使工艺参数调整方便，控制系统灵活可靠，能够满足铸造活塞销孔加工的技术要求。
附图说明
[0015] 为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中:
[0016] 图1是镗削活塞销孔机床总体结构示意图；
[0017] 图2是本发明动力头的结构示意图，图中刀具处于原位用于镗孔；
[0018] 图3是本发明的动力头的结构示意图，图中刀具处于涨刀位用于挖卡槽、导角；
[0019] 图4是本发明的夹持装置的示意图；
[0020] 图5是本发明双工位工作时的示意图；
[0021] 图6是本发明的外部结构示意图。
[0022] 图中:1、床身，2、动力头，3、切削伺服电机，4、压紧油缸，5、活塞，6、防护罩，7、涨刀油缸，8、进给伺服电机，9、刀杆，10、进给丝杠，11、直线导轨，13、旋转轴，14、轴承，15、带轮，16、压紧油缸支架，17、压盘，18、止口盘，19、基础座，20、动力头架，21、拉杆，22、齿条，23、齿轮，24、滑块，25、限位螺钉。
具体实施方式
[0023] 下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细描述。
[0024] 一种镗削活塞销孔机床，机床基本结构包括主机、水冷却系统、液压系统及控制系统，该机床能把镗孔、挖卡环槽、倒内外角工序组合一次加工；精度稳定性高；刀杆更换方便，可适应多品种活塞需要。
[0025] 所述主机的床身I的两端对称配备有分别由伺服电机驱动的动力头2和动力头架20，所述动力头安装在动力头架上，动力头由切削伺服电机3驱动做回转镗削运动，完成对活塞销孔的径向切削。动力头架安装在机床的直线导轨11上，沿轴向方向进给，动力头架由进给伺服电机8通过进给丝杠10驱动。所述进给丝杠10为滚动摩擦的滚珠丝杠。在动力头和动力头架的中间位置的床身I上设置有夹持装置，用于装卡活塞。本发明的控制系统为伺服数控系统，操作人员将编写的工艺程序输入数控系统，对动力头及动力头架20进行控制，把镗孔、挖卡环槽、倒内外角工序组合成一次加工成型。
[0026] 上述的动力头包括能够使刀具实现径向移动的径向涨刀机构，径向涨刀机构的一端安装有刀杆9，另一端连接在旋转轴13上，旋转轴13通过轴承14设置于动力头架内部，旋转轴13的外端即与刀杆相对的另一端安装与切削伺服电机3连接的带轮15，切削伺服电机3通过带轮带动动力头转动，旋转轴13的外侧端面上安装有涨刀油缸7，涨刀油缸7通过拉杆21及齿轮齿条机构驱动径向涨刀机构动作，带动刀杆径向移动，涨刀油缸7安装于旋转轴13的外侧端面上。径向涨刀机构的结构如图2、图3所示，径向涨刀机构包括一滑块24，旋转轴13左端安装一带滑槽的连接块，滑块24安装在滑槽内，滑块24外侧通过连接套安装刀杆9。与涨刀油缸7连接的拉杆21的另一端连接一齿条22，齿条22与安装在滑块24内侧的一齿轮23啮合，齿轮23再与滑块24端面上设置的齿条啮合，齿轮23驱动滑块24沿滑槽移动。滑槽的两端分别设置一限位螺钉25，限位螺钉25与滑块24的位置对应，通过调整两限位螺钉25的伸出的距离可以限定滑块即刀杆的移动距离，并可以用限位螺钉将滑块及刀杆定位，从而保证精确的切削尺寸。
[0027] 上述的装卡活塞的夹持装置包括安装在床身I上的基础座19和位于基础座19上方的压紧油缸4，基础座19的上面安装有止口盘18，止口盘18的端面形状与活塞的底部形状相配合，止口盘18的高度与活塞销孔的高度相对配合，使活塞销孔的高度与动力头的刀具相对应。基础座19上方设置有与床身固定连接的压紧油缸支架16，压紧油缸4安装在压紧油缸支架16上，压紧油缸支架16的下方设置有与压紧油缸4的油缸杆连接的压盘17，压盘17的下部与活塞5的上端对应配合。
[0028] 在机床操作面板处设有双手启动按钮，当两个双手启动按钮同时按下时，机床才启动，对动力头2和动力头架20实现同时控制。所述机床的安全防护为全封闭式安全防护罩6。
[0029] 本发明镗削活塞销孔机床的工作过程如下。
[0030] 本发明的控制系统中输入有相应于不同活塞的数控加工程序，选择某活塞的数控程序后，首先将活塞5安装到止口盘上定位，并用油缸4进行压紧；然后同时按下双手启动按钮，启动本次工作循环。刀杆上装有镗孔刀、卡槽刀、内倒角刀，外倒角刀四把刀，左右两端的动力头向工件方向相对运动，用镗孔刀高转速对活塞的销孔进行镗削；镗孔完成后，动力头沿轴向继续运动使刀杆上的卡槽刀到达卡环槽位置，内倒角刀和外倒角刀同时分别到达活塞销孔的内侧和外侧边缘位置，涨刀油缸7动作驱动刀杆9进行径向涨刀，并低转速镗削卡槽及倒角；卡槽及倒角到尺寸后，涨刀油缸7动作驱动刀杆9退刀；动力头远离工件复位，准备下一循环。
[0031] 本发明的机床配备两套动力头，减少加工时间及用工数量。机床运动副为滚动摩擦，滚珠丝杠传动提高机床定位精度及使用寿命。从而提高活塞销孔的精度，减小毛坯加工余量。伺服驱动可对不同余量进行强力切削，并保证产品的一致性。控制系统采用双主轴数控系统，涨刀机构是采用镗床平旋盘原理，结构简单，重复精度高。
Claims (4)
1.一种镗削活塞销孔机床，包括主机、水冷却系统、液压系统及控制系统，其特征在于:所述主机的床身(I)的两端对称配备有分别由伺服电机驱动的动力头(2)和动力头架(20)，所述动力头安装在动力头架上，动力头内安装有使刀具径向移动的径向涨刀机构，动力头由切削伺服电机(3)驱动做回转镗削运动，动力头架安装在机床的直线导轨上由进给伺服电机(8)通过进给丝杠(10)驱动沿动力头轴向方向进给，在动力头和动力头架的中间位置的床身(I)上设置有装卡活塞的夹持装置，所述控制系统为通过编程对动力头(2)及动力头架(20)进行控制把镗孔、挖卡环槽、倒内外角工序组合成一次加工的伺服数控系统； 所述径向涨刀机构由涨刀油缸(7)驱动，径向涨刀机构的一端安装有刀杆(9)，另一端连接在安装于动力头架(20)内部的旋转轴(13)上，旋转轴(13)的外端安装与切削伺服电机(3)连接的带轮(15)，涨刀油缸(7)安装于旋转轴(13)的外侧端面上，涨刀油缸(7)与径向涨刀机构通过拉杆(21)及齿轮齿条机构连接； 所述径向涨刀机构包括滑块(24)，滑块(24)安装在旋转轴(13)左端的滑槽内，滑块(24)外侧通过连接套安装刀杆(9)，所述拉杆(21)的端部连接一齿条(22)，齿条(22)与安装在滑块(24)内侧的一齿轮(23)啮合，齿轮(23)驱动滑块(24)沿滑槽移动； 所述装卡活塞的夹持装置包括安装在床身(I)上的基础座(19)和位于基础座(19)上方的压紧油缸(4)，基础座(19)的上面安装有与活塞的底部形状及销孔高度相对配合止口盘(18)，压紧油缸(4)安装在位于基础座(19)上方的压紧油缸支架(16)上，压紧油缸支架(16)的下方设置有与压紧油缸(4)的油缸杆连接的下部与活塞(5)上端对应配合的压盘(17)； 在机床操作面板处设有对动力头(2)和动力头架(20)实现同时控制的双手启动按钮。
2.根据权利要求1所述的镗削活塞销孔机床，其特征在于:所述滑槽的两端对应滑块(24)的位置设置有限位螺钉(25)。
3.根据权利要求1所述的镗削活塞销孔机床，其特征在于:所述进给丝杠(10)为滚动摩擦的滚珠丝杠。
4.根据权利要求1〜3任一项所述的镗削活塞销孔机床，其特征在于:所述机床的安全防护为全封闭式安全防护罩(6)。
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