CN103522061B - 一种连杆裂断、定扭矩拧螺栓一体化机床 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种裂断、拧螺栓一体化机床，具体来说涉及一种用于连杆加工的设备。现有连杆裂断加工中，裂断和拧螺栓这两个工序分别在两台机床上进行，本发明根据其加工特点设计了裂断、拧螺栓一体机，在两台机床之间设计有可开合的空心顶销，既起到抵住连杆肩位进行裂断的作用，又起到输送螺栓进入连杆肩位孔的作用，从而可以将两个工序合并在一个工位进行加工，连杆裂断后直接进行定扭矩拧螺栓操作，这样降低了机床成本，减轻了工人劳动强度，减小了机床占地面积，提高了生产效率。

Description

一种连杆裂断、定扭矩拧螺栓一体化机床
1、技术领域
本发明涉及一种连杆加工机床，具体说是一种连杆裂断、定扭矩拧螺栓一体化机床。
2、背景技术
裂断(或称之为裂解、涨断)加工是发动机连杆制造的一种新工艺，是连杆加工的一项重大技术创新，它在大幅简化制造过程，降低制造费用的同时，还使连杆的杆体和杆盖之间的定位精度提高，连杆本身的承载能力增强。其中裂断和定扭矩拧螺栓是连杆裂断加工中的二道关键工序。
自美国1986年首先申请连杆裂断技术专利以来，围绕裂断技术世界各国相继提出了多种断裂机床专利。如美国通用汽车公司的US4768694，美国福特汽车公司的US5105538A，美国MTS公司的US4754906，德国ALFLING公司的US5169046，日本专利特开平11-245122，P2005-7561A，美国专利US2002/0104864A，US2006/0175371A1，中国实用新型专利01271935.8，中国发明专利201010525932.X。对于连杆的定扭矩拧螺栓机床国内也提出了相应的专利200710055510.9，200810124010.0。但上述专利所述设备仅能实现一个功能，断裂或者定扭矩拧螺栓，也就是说裂断和定扭矩拧螺栓工序必须在两台机床上分别进行。其缺点是工序分散、效率低、设备占地面积大，成本高。
3、发明内容
本发明的目的在于克服现有的技术不足，提出一种裂断、定扭矩拧螺栓一体化机床，将连杆裂断和定扭矩拧螺栓两个工序合并在一个工位进行，从而提高加工效率，减少设备占用面积，降低设备成本，减轻工人劳动强度。
本发明的技术方案是：将定扭矩拧螺栓机床布置在裂断机床靠近连杆大头孔的这一端，并在拧螺栓机床和裂断机床之间设计有安装块，其上安装两个空心顶销，既起到顶住连杆肩位，进行裂断加工的作用，又起到输送螺栓，引导其进入连杆肩位螺栓孔的作用，这是本发明的技术关键。每个空心顶销均由沿轴线剖分的两个半圆销组成，闭合时构成一完整空心圆顶销，前端抵住连杆肩位，后端安装在固定块上。顶销前端孔引导螺栓螺纹部分进入连杆肩位孔，螺栓被拧紧轴前端套筒推动进入连杆肩位孔一段距离后，顶销两个半圆张开，直径较大的拧紧轴前端套筒继续推动螺栓前进，并以预定扭矩将其拧紧。实际上，每个顶销只用其中的一个半圆销也能实现上述功能。
采用本设计方案，连杆裂断完成后，仍保持在裂断机床上，进行定扭矩上螺栓工序。
空心顶销既可以是铰接张口型，也可以是平移开合型。裂断机床的设计可以是连杆在床身上定好位后不动，开合顶销随安装块前进抵住连杆肩位；也可以是开合顶销不动，连杆随工作台移动以肩位抵住开合顶销。
本发明将发动机连杆裂断加工中的裂断、拧螺栓合并在一个工位操作，不仅省去了重复制造一套定位、装夹、震动、吹渣的复杂装置，减小占地面积，同时也省去了裂断和拧紧两个工序间零件的输送，提高了生产效率，也降低了工人劳动强度。
4、附图说明
图1为一种裂断、定扭矩拧螺栓一体化机床主视图。
图2为一种裂断、定扭矩拧螺栓一体化机床俯视图。
图3为一种裂断、定扭矩拧螺栓一体化机床三维图。
图4为一种裂断、定扭矩拧螺栓一体化机床支撑板部件图。
图5为顶销部分局部放大图。
图6为铰接张口型结构顶销闭合时示意图，螺栓螺纹部分伸出。
图7为铰接张口型结构顶销张开时示意图，螺栓头被允许推出。
图8为上下开合型结构顶销闭合时示意图，螺栓螺纹部分伸出。
图9为上下开合型结构顶销张开时示意图，螺栓头被允许推出。
图10，图11为半圆顶销结构。
图12为连杆肩位及其上的肩位孔
5、具体实施例
具体实施例见附图。这里拧螺栓机床与裂断机床纵向紧邻布置，拧紧轴运动方向与连杆滑台运动方向一致。实际制造中两机床可以共用一个床身。定义两机床的排列方向为纵向，则在水平面内垂直纵向的方向为横向。
拧紧机床床身1之上为拧螺栓机床工作台2，工作台2上布置有纵向导轨垫块3，纵向导轨安装在纵向导轨垫块3上，纵向导轨滑块4上安装有纵向导轨运动垫板5，纵向导轨运动垫板5上安装有横向导轨6，横向导轨滑块7之上的横向导轨运动垫板8上安装有拧紧轴支架9，拧紧轴10安装在拧紧轴支架9上。裂断机床支撑板11之上安装有顶销驱动油缸12，13为顶销驱动油缸12的活塞杆。胀套安装板14固定在裂断机床支撑板11上，导向块15固定在胀套安装板14上，用于顶销固定块16的运动导向。顶销弹簧17安装在顶销尾部，使顶销保持闭合，销轴18为顶销19的转动轴。连杆大头孔套在两个半圆胀套：杆盖胀套20、杆体胀套22组成的完整圆销上，斜楔21插在胀套20、22之间凹入部分，可由裂断油缸34驱动上下运动，其两个面分别与20、22凹入部分的面贴合。小头销23固定在横向托板24上，横向托板24安装在纵向托板25上，并可横向调整位置。纵向托板25固定在纵向滑台26上。油缸活塞连接块27固定在纵向滑台26上，纵向滑台26可沿台板28纵向滑动，在台板28下面水平布置有一个消除间隙用的油缸(未画出)，其活塞杆通过油缸活塞连接块27与纵向滑台26连接，可以驱动纵向滑台26运动消除连杆大头孔与胀套20、22之间的间隙。裂断油缸活塞杆29与斜楔21固定连接。垫块30固定在裂断机床工作台31上，支撑板32通过焊接在其上的凸耳44、台板28架在垫块30上。油缸安装板33水平固定联结在支撑板32底部，裂断油缸34安装在33下部。35为裂断机床床身。拧紧机床纵向导轨36安装在工作台面3之上，驱动拧紧轴前进后退的主气缸37也安装在拧紧机床工作台面3上。连杆38大、小头孔分别套在杆盖胀套20、杆体胀套22合成的大圆销及小头销23上。杆盖振动块39由振动气缸带动高频振动，以使裂断后杆盖、杆体断裂面之间碰撞去除残渣。杆盖胀套安装板40固定在裂断机床支撑板11上，杆盖振动气缸41固定在两顶销之间、杆盖胀套安装板40之上。拧紧机床上的螺旋轴安装座42安装在横向导轨运动垫板8上，左右螺纹螺旋轴43安装在螺旋轴安装座42上，左右螺纹螺旋轴43用于调整两个拧紧轴中心距，以适应不同规格连杆的加工需要。
上述实施例中顶销19是铰接张口型，见图6，图7，实际制造中也可以采用平移开合型，见图8，图9，还可以仅用半个圆顶销，见图10，图11。上述实施例中顶销驱动油缸12驱动顶销固定块16，从而带动顶销19前后移动，实际制造中也可以是顶销固定块16固定不动，油缸12驱动胀套安装板14前后移动，带动连杆38靠近或远离顶销19。
机床具体实施过程如下：
1)原始状态。油缸12拉动顶销固定块16带动顶销19后退，斜楔21在裂断油缸34的作用下上升。杆盖胀套20固定不动，杆体胀套22在油缸作用下随纵向滑台26移动贴紧杆盖胀套20形成一个完整圆销，将连杆大头孔套入该圆销，小头孔套入小头销23中，完成工件定位。
2)裂断动作。油缸12前进，驱动顶销19抵住连杆肩位(45)。裂断油缸34带动斜楔21快速下拉，其斜面将杆体胀套22推离杆盖胀套20，将连杆裂断。
3)裂断复位。裂断油缸34带动斜楔21上升，台板28下部油缸将纵向滑台26向左拖动复位，胀套20，22重新贴合，连杆复位至原始安装位置，顶销19后退。
4)振动去渣。杆盖振动气缸41通过杆盖振动块39拨动裂断的杆盖快速振动，杆盖和杆体的断裂面不断撞击，将其上的残渣震落。
5)拧紧螺栓。螺栓预先从顶销固定块16的上部放入其内部孔中，拧紧轴10在主气缸37的驱动下移动，前端套筒伸进顶销固定块16水平孔中，推动预先放入的螺栓进入连杆肩位孔(46)，并推开顶销，最终用螺栓将连杆盖和连杆体拧紧。
6)拧紧复位。拧紧轴退回，取下连杆。

Claims (7)

1.一种连杆裂断、定扭矩拧螺栓一体化机床，包括裂断和拧紧两大部分，其特征在于：拧紧部分和裂断两部分纵向紧邻布置，拧紧轴(10)对准定位于裂断机床上的连杆(38)的肩位，在拧紧和裂断二部分之间设计有顶销固定块(16)，其上安装有两个空心的顶销(19)，顶销(19)与连杆(38)肩位在驱动装置作用下能接近或分离，顶销(19)中心孔形状为出口处直径恰好容许螺栓螺纹部分通过，但不大于连杆(38)肩位孔，顶销(19)中心孔靠近连杆的孔口正对连杆(38)肩位孔，顶销(19)孔后部直径大小允许拧紧轴前端卡住螺栓头的套筒通过，而且顶销(19)打开后，也允许套筒通过。
2.如权利要求1所述的一种连杆裂断、定扭矩拧螺栓一体化机床，其特征在于：顶销(19)是一个半圆销，中间沿轴线挖出一半圆孔，该半圆孔与连杆(38)肩位孔对齐。
3.如权利要求1所述的一种连杆裂断、定扭矩拧螺栓一体化机床，其特征在于：顶销(19)由沿轴线方向剖分的两个半销组成，两个半销沿轴向均挖有一半圆孔，两个半销均可绕各自的销轴旋转，闭合后形成一完整空心圆顶销。
4.如权利要求1所述的一种连杆裂断、定扭矩拧螺栓一体化机床，其特征在于：顶销(19)由沿轴线方向剖分的两个半销组成，两个半销沿轴向均挖有一半圆孔，两个半销可平行移动，两个半销接近时形成一完整的空心圆顶销。
5.如权利要求1所述的一种连杆裂断、定扭矩拧螺栓一体化机床，其特征在于：顶销固定块(16)内部有一贯通的水平孔，一端让拧紧轴(10)进入，另一端通向顶销(19)的孔。
6.如权利要求1所述的一种连杆裂断、定扭矩拧螺栓一体化机床，其特征在于：顶销固定块(16)上部有一孔，与其内部水平孔相通，螺栓由此孔进入顶销固定块(16)内部的水平孔中。
7.如权利要求1所述的一种连杆裂断、定扭矩拧螺栓一体化机床，其特征在于：拧紧部分和裂断部分可以布置在同一个机床床身上。
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