CN103158046B - 一种变参数曲轴修正抛光方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种变参数曲轴修正抛光装置及方法，修正抛光装置包括驱动曲轴转动的机床、随动夹持装置、两个抛光压头，每个抛光压头均包括基座、固联于基座内的至少两个抛光气囊和一个加压气囊，加压气囊位于抛光气囊之间，气囊的外端均位于各自的基座外并呈弧形排列，其外端面均为弧形，在基座上均固联有砂带，抛光气囊与抛光气源相连，加压气囊通过外接管路上的自动控制阀与抛光气源和修正气源相连；在随动夹持装置或两个抛光压头上还设有圆度检测传感器，在机床上设有转速传感器，自动控制阀、圆度检测传感器和转速传感器均与工控机相连。本发明不仅能对曲轴轴颈圆度误差进行准确的修正及抛光，还能对轴颈圆角、止推轴颈两侧面进行抛光，加工效率高。

Description

一种变参数曲轴修正抛光方法及装置

技术领域

   本发明涉及一种用于曲轴的修正、抛光方法及装置。

背景技术

在曲轴的生产过程中，轴颈抛光是一项非常重要的工序，它直接影响产品的使用性能，现有的抛光机具，包括驱动曲轴转动的机床、随动夹持装置、设于随动夹持装置上的两个抛光压头、设于两个抛光压头之间的砂带，两个抛光压头对称设于曲轴轴颈的两侧并由曲轴轴颈带动作往复摆动；该装置只能针对提高轴颈表面粗糙度进行作业，无法对轴颈圆度误差进行修正，而且对轴颈圆角和轴颈侧面的抛光均难以实施；而在轴颈加工成形中，不管采用什么方式磨削，轴颈总会产生不同程度的圆度误差，特别是大型曲轴的加工，其轴颈更容易出现圆度误差，虽然误差都很小，但是，对于轴颈的加工来说，圆度误差是越小越好，有的工件因圆度误差超差很少，不可能重新上磨床磨削，又必须加工到要求尺寸，便成了一个不小的加工难题，现有的抛光设备无法克服；如何在抛光工序中提高轴颈表面粗糙度的同时，对曲轴轴颈圆度误差进行有效的修正以及对轴颈圆角、止推轴颈两侧面进行抛光，一直是曲轴加工行业的研究课题。

发明内容

 本发明的目的是针对现有技术存在的上述不足，提供一种变参数曲轴修正抛光装置及方法，它不仅能对曲轴轴颈圆度误差进行准确的修正及抛光，还能对轴颈圆角、止推轴颈两侧面进行抛光，且加工效率高，解决了曲轴加工行业多年的难题。 

为达到上述目的，本发明的一种变参数曲轴修正抛光装置，包括驱动曲轴转动的机床、随动夹持装置、设于随动夹持装置上的两个抛光压头，两个抛光压头对称设于曲轴轴颈的两侧，其特征在于每个抛光压头均包括基座、固联于基座内的一个加压气囊和至少两个抛光气囊，气囊为韧性材质，如橡胶，加压气囊位于抛光气囊之间，加压气囊和抛光气囊的外端位于各自的基座外并呈弧形排列，加压气囊和抛光气囊的外端面均为弧形，在基座上均固联有包覆加压气囊和抛光气囊外端面的砂带，抛光气囊通过各自设于基座内的气路及外接管路与抛光气源相连，加压气囊通过各自设于基座内的气路与外接管路相连，该外接管路设有两支路分别与抛光气源和修正气源相连，并在两支路的交汇处设有自动控制阀，修正气源的气压大于抛光气源的气压；在随动夹持装置或两个抛光压头上还设有圆度检测传感器测头，在机床床身上设有检测机床主轴或曲轴的转速传感器，自动控制阀、圆度检测传感器和转速传感器均与工控机相连。

适用于上述装置的变参数曲轴修正抛光方法，包括以下步骤：1）装夹：将曲轴两端装夹于机床上，将两个抛光压头和圆度检测传感器测头置于曲轴轴颈的四周；2）失圆修正：将抛光压头内的抛光气囊和加压气囊与抛光气源接通，加压气囊位于抛光气囊之间，使得所有气囊外端的砂带紧贴曲轴轴颈，启动机床使得曲轴以较低的转速旋转；圆度检测传感器检测出轴颈外圆周的圆度误差并反馈给工控机，当检测到外圆周某处的圆度误差超过预设值，工控机通过转速传感器计算出该处经过其后方加压气囊的时间，并延时控制该加压气囊外接管路上的自动控制阀，将加压气囊与修正气源接通，增加加压气囊内的压强并保持相应的时段，以加大对应处砂带对外圆周的压力，磨削掉外圆周上的高点；当圆度误差低于预设值的外圆周段经过加压气囊时，工控机通过自动控制阀将加压气囊与抛光气源接通，使其与抛光气囊内的压强一致；重复上述过程，直至所有圆度误差均低于预设值；3）抛光作业：当圆度检测传感器在线检测到所有圆度误差均低于预设值，机床以较高的转速带动曲轴旋转，工控机通过自动控制阀使得加压气囊与抛光气源接通，与抛光气囊内的压强一致，砂带对轴颈进行抛光，直至达到表面粗糙度要求。

本发明在失圆修正时，通过对加压气囊加压，使其高于两侧抛光气囊内的压强，此时两侧抛光气囊对轴颈的压力不仅在径向起到夹持轴颈的作用，以保证加压气囊通过砂带对圆周高点实施准确、稳定的磨削，而且同时对轴颈进行抛光，可减少后续抛光作业的时间，提高加工效率；本发明利用气动能瞬时完成加压或卸压的性能，配合在线检测技术，能对轴颈圆周进行准确的失圆修正；

作为本发明变参数曲轴修正抛光装置的进一步改进，所述加压气囊和两个抛光气囊的外端转角处均设有圆角，砂带还包覆加压气囊和两个抛光气囊外端部的四侧面；在失圆修正和抛光作业的工序中，通过气囊和砂带还能对轴颈圆角和止推轴颈两侧面进行抛光；

综上所述，本发明不仅能对曲轴轴颈圆度误差进行准确的修正及抛光，还能对轴颈圆角、止推轴颈两侧面进行抛光，且加工效率高，解决了曲轴加工行业多年的难题。 

附图说明

图1为本发明修正抛光装置实施例中随动夹持装置的主视图。

图2为图1中两个抛光压头的主视图。

图3为图2的A-A剖面图。

图4为随动夹持装置另一实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。

如图1至图3所示，该变参数曲轴修正抛光装置，包括驱动曲轴转动的机床（未示出，如车床）、随动夹持装置1、设于随动夹持装置1上的两个抛光压头8，随动夹持装置1包括上压臂5、下压臂9、油缸2、导轨10和挡架3，上压臂5和下压臂9在中部通过销轴4铰接，油缸2的两端分别与上压臂5和下压臂9的后端铰接，下压臂9安装有与导轨10配合的滚轮11，挡架3呈倒U形，其两端固定在导轨10的两侧；两个抛光压头8分别固定在上压臂5和下压臂9的前端，并对称设于曲轴轴颈7的两侧，每个抛光压头8均包括基座12、粘接固联于基座12内的两个抛光气囊14和一个加压气囊13，气囊13、14均为韧性材质，如橡胶，加压气囊13位于两个抛光气囊14之间，加压气囊13和两个抛光气囊14的外端转角处均设有圆角并位于各自的基座12外，加压气囊13和两个抛光气囊14的外端面均为弧形，加压气囊13和两个抛光气囊14在径向面上呈弧形排列，在基座12上均固联有包覆加压气囊13和两个抛光气囊14外端部及四侧面的砂带15，两个抛光气囊14通过各自设于基座12内的气路17及外接管路与抛光气源（如气站或中压气瓶）相连，加压气囊13通过各自设于基座12内的气路16与外接管路相连，该外接管路设有两支路分别与抛光气源和修正气源（如高压气瓶）相连，并在两支路的交汇处设有自动控制阀（未示出）；在两个抛光压头8上还设有与抛光压头间隔排列的圆度检测传感器的两个测头18，在机床床身上设有检测机床主轴或曲轴的转速传感器（未示出），自动控制阀、圆度检测传感器和转速传感器均与工控机（未示出）相连。

适用于上述装置的变参数曲轴修正抛光方法，包括以下步骤：1）装夹：将曲轴两端装夹于机床上，将两个抛光压头8和两个圆度检测传感器测头18对称置于曲轴轴颈7的四周；2）失圆修正：将抛光压头8内的抛光气囊14和加压气囊13与抛光气源接通，使得所有气囊外端的砂带15紧贴曲轴轴颈7，启动机床使得曲轴以较低的转速旋转；圆度检测传感器通过两个测头18检测出轴颈外圆周的圆度误差并反馈给工控机，当检测到外圆周某处的圆度误差超过预设值，工控机通过转速传感器计算出该处经过其后方加压气囊13的时间，并延时控制该加压气囊外接管路上的自动控制阀，将加压气囊13与修正气源接通，增加加压气囊13内的压强并保持相应的时段，以加大对应处砂带对外圆周的压力，磨削掉外圆周上的高点；当圆度误差低于预设值的外圆周段经过加压气囊13时，工控机通过自动控制阀将加压气囊13与抛光气源接通，使其与抛光气囊14内的压强一致；重复上述过程，直至所有圆度误差均低于预设值；3）抛光作业：当圆度检测传感器在线检测到所有圆度误差均低于预设值，机床以较高的转速带动曲轴旋转，工控机通过自动控制阀使得加压气囊13与抛光气源接通，与抛光气囊14内的压强一致，砂带15对轴颈7进行抛光，直至达到表面粗糙度要求。

本发明在失圆修正时，通过对加压气囊13加压，使其高于两侧抛光气囊14内的压强，此时两侧抛光气囊14对轴颈7的压力不仅可起到夹持轴颈的作用，以保证加压气囊13通过砂带15对圆周高点实施准确、稳定的磨削，而且同时对轴颈7及轴颈圆角和止推轴颈两侧面进行抛光，可减少后续抛光作业的时间，提高加工效率；本发明利用气动能瞬时完成加压或卸压的性能，配合在线检测技术，能对轴颈圆周进行准确的失圆修正。

本发明不限于上述实施方式，如抛光压头内的抛光气囊14的数量还可更多，如此可减小加压气囊13对应的圆周区域，可提高磨削的准确度；圆度检测传感器的测头18也可安装在随动夹持装置1上；随动夹持装置也可采用图4所示结构，它包括铰接的曲柄20和连杆21、上压臂22、下压臂23、油缸24，上压臂22和下压臂23在中部通过销轴铰接，油缸24的两端分别与上压臂22和下压臂23的后端铰接，油缸24还与连杆21铰接，两个抛光压头可装于上压臂22和下压臂23的前端，该结构同样可使得两个抛光压头由轴颈带动作往复的摆动；只要采用本申请权利要求1或3所述的技术方案，均落入本专利的保护范围。 

Claims (4)

1.一种变参数曲轴修正抛光装置，包括驱动曲轴转动的机床、随动夹持装置、设于随动夹持装置上的两个抛光压头，两个抛光压头对称设于曲轴轴颈的两侧，其特征在于每个抛光压头均包括基座、固联于基座内的一个加压气囊和至少两个抛光气囊，加压气囊位于抛光气囊之间，加压气囊和抛光气囊的外端位于各自的基座外并呈弧形排列，加压气囊和抛光气囊的外端面均为弧形，在基座上均固联有包覆加压气囊和抛光气囊外端面的砂带，抛光气囊通过各自设于基座内的气路及外接管路与抛光气源相连，加压气囊通过各自设于基座内的气路与外接管路相连，该外接管路设有两支路分别与抛光气源和修正气源相连，并在两支路的交汇处设有自动控制阀，修正气源的气压大于抛光气源的气压；在随动夹持装置或两个抛光压头上还设有圆度检测传感器测头，在机床床身上设有检测机床主轴或曲轴的转速传感器，自动控制阀、圆度检测传感器和转速传感器均与工控机相连。

2.如权利要求1所述的一种变参数曲轴修正抛光装置，其特征在于所述加压气囊和抛光气囊的外端转角处均设有圆角，砂带还包覆加压气囊和抛光气囊外端部的四侧面。

3. 一种变参数曲轴修正抛光方法，其特征在于包括以下步骤：1）装夹：将曲轴两端装夹于机床上，将两个抛光压头和两个圆度检测传感器测头置于曲轴轴颈的四周；2）失圆修正：将抛光压头内的抛光气囊和加压气囊与抛光气源接通，加压气囊位于抛光气囊之间，使得所有气囊外端的砂带紧贴曲轴轴颈，启动机床使得曲轴以较低的转速旋转；圆度检测传感器检测出轴颈外圆周的圆度误差并反馈给工控机，当检测到外圆周某处的圆度误差超过预设值，工控机通过转速传感器计算出该处经过其后方加压气囊的时间，并延时控制该加压气囊外接管路上的自动控制阀，将加压气囊与压力更大的修正气源接通，增加加压气囊内的压强并保持相应的时段，以加大对应处砂带对外圆周的压力，磨削掉外圆周上的高点；当圆度误差低于预设值的外圆周段经过加压气囊时，工控机通过自动控制阀将加压气囊与抛光气源接通，使其与抛光气囊内的压强一致；重复上述过程，直至所有圆度误差均低于预设值；3）抛光作业：当圆度检测传感器在线检测到所有圆度误差均低于预设值，机床以较高的转速带动曲轴旋转，工控机通过自动控制阀使得加压气囊与抛光气源接通，与抛光气囊内的压强一致，砂带对轴颈进行抛光，直至达到表面粗糙度要求。

4. 如权利要求3所述的一种变参数曲轴修正抛光方法，其特征在于：将抛光压头内的加压气囊和抛光气囊与砂带相邻的外端转角处均设为圆角，在失圆修正和抛光作业的工序中，通过气囊和砂带对轴颈圆角进行抛光。