CN104044024B - 大型发动机曲轴数控磨床 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种大型发动机曲轴数控磨床。包括主机架，所述主机架上设有砂轮机轴向移动导轨，所述砂轮机轴向移动导轨上滑动连接有轴向移动托架，所述轴向移动托架上滑动连接有砂轮机总成；所述主机架上设有主导轨，所述主导轨上滑动连接有主轴头端机构和主轴尾端机构，所述主轴头端机构底端连接有第一驱动装置，所述主轴头端机构包括主轴机箱和安装于主轴机箱内部的主轴，所述主轴前端固定有夹具机构，所述主轴后端固定有配油器，所述主轴上套装有相互配合的设置在主轴机箱内部的电机转子和电机定子，所述主轴前端中心设有顶尖。本发明提高生产效率，为产品质量提供了可靠保证。

Description

大型发动机曲轴数控磨床
技术领域
本发明涉及发动机曲轴磨床，具体涉及一种大型发动机曲轴数控磨床。
背景技术
现有的大型曲轴磨削加工一般为半人工化加工，由于这种加工过程需要占用相当一部分时间周期，同时，磨削设备投资和场地占用面积大，影响了磨削加工效率和产品质量，加工工艺转换复杂，周转时间长，且主轴头端机箱的夹具夹持方式使曲轴容易偏离中心位置，导致质量不稳定，精度低，效率低。
发明内容
本发明的目的就是针对现有技术的缺陷，提供一种大型发动机曲轴数控磨床。
本发明采用的技术方案是：包括主机架，所述主机架上设有砂轮机轴向移动导轨，所述砂轮机轴向移动导轨上滑动连接有轴向移动托架，所述轴向移动托架上滑动连接有砂轮机总成；所述主机架上设有主导轨，所述主导轨上滑动连接有主轴头端机构和主轴尾端机构，所述主轴头端机构底端连接有第一驱动装置，所述主轴头端机构包括主轴机箱和安装于主轴机箱内部的主轴，所述主轴前端固定有夹具机构，所述主轴后端固定有配油器，所述主轴上套装有相互配合的设置在主轴机箱内部的电机转子和电机定子，所述主轴前端中心设有顶尖，所述主轴头端机构和主轴尾端机构之间的主机架上固定有工件搁架，所述主轴头端机构和主轴尾端机构侧边的主机架上固定有用于稳定曲轴的中心架。
进一步优选的结构，所述轴向移动托架底部连接有用于驱动轴向移动托架在砂轮机轴向移动导轨上滑动的第二驱动装置。
进一步优选的结构，所述第二驱动装置为滚珠丝杆组。
进一步优选的结构，所述砂轮机总成包括设置在轴向移动托架上的砂轮机横向导轨，所述砂轮机横向导轨与砂轮机轴向移动导轨相互垂直，所述砂轮机横向导轨上活动连接有砂轮机架，所述砂轮机架内安装有砂轮机主轴，所述砂轮机主轴上设有砂轮机主轴电机，所述砂轮机主轴端部固定有砂轮。
进一步优选的结构，所述砂轮机架连接有用于驱动砂轮机架在砂轮机横向导轨上滑动的第三驱动装置。
进一步优选的结构，所述第三驱动装置包括设置在轴向移动托架上的直线电机定子和与直线电机定子相配合的直线电机动子，所述直线电机动子与砂轮机架底部固定。
进一步优选的结构，所述夹具机构包括固定在主轴上的夹具主体，所述夹具主体内设有套装在主轴上可沿主轴轴向滑动的夹具滑套，所述夹具滑套前端的主轴上固定有夹爪安装套，所述夹具滑套后端设有第一环形油槽，所述夹具滑套前端设有第二环形油槽，所述主轴内开有第一油道和第二油道，所述第一油道与第一环形油槽相连通，所述第二油道与第二环形油槽相连通；所述夹爪安装套活动连接有若干沿圆周径向均匀分布的夹爪，所述夹爪安装套内固定有弹簧，所述弹簧另一端与夹爪内圈接触连接，所述夹爪外圈为锥面结构，所述夹具滑套前端设有与夹爪外圈锥面结构相配合的锥形工作面，所述夹爪内圈夹装有标准配装套。
进一步优选的结构，所述第一油道和第二油道分别与配油器连通。
进一步优选的结构，所述夹具滑套中心设有轴孔，所述轴孔内圈设有密封凸台，所述密封凸台与主轴密封连接，所述密封凸台后侧端面与主轴上的轴肩之间围成封闭的第一环形油槽；所述密封凸台前侧端面与主轴、夹爪安装套之间围成封闭的第二环形油槽。
进一步优选的结构，所述中心架包括固定主机架上的中心架安装座，所述中心架安装座上固定有安装托板，所述安装托板上固定有中心架壳体；所述中心架壳体内下部设有下托杆推动油缸，所述下托杆推动油缸活塞杆与用于从下方将曲轴托住的下托杆接触；所述中心架壳体内中部设有水平顶杆推动油缸，所述水平顶杆推动油缸活塞杆与用于顶住曲轴中心的水平顶杆固定；所述中心架壳体内上部设有上压杆推动油缸，所述上压杆推动油缸活塞杆与用于从上方将曲轴压住的上压杆铰接。
本发明曲轴中心位置始终以中心顶尖为基准点，夹爪在夹持时不会使曲轴偏离中心位置，主轴头端机箱由现有的固定位置转变为轴向移动模式，由现有的链轮、齿轮传动驱动主轴运动到夹具的工件运动源，变为主轴顶尖中心定位，夹具夹持工件带动曲轴运转，对曲轴的中心定位不起决定性作用。主轴转动动力由内置于主轴机箱内部的电机定子、电机转子组合提供，提高了精度。砂轮机轴向移动导轨与砂轮机横向导轨形成两个相互垂直方向的运动，其导轨构成矩形静压导轨以增加其移动的稳定性和减少导轨面的直接摩擦，同时，砂轮机主轴电机内置在砂轮机架内部，使整体设备运行更加稳定。本发明使曲轴加工时主轴颈加工和连杆颈加工的一体机，并能加工凸轮轴和形状复杂的外仿形零件，提高生产效率，为产品质量提供了可靠保证。
附图说明
图1是本发明主视图；
图2是本发明俯视图；
图3是本发明侧视图；
图4是砂轮机总成结构示意图；
图5是主轴头端机构结构示意图；
图6是夹具机构主视图；
图7是夹具机构侧视图；
图8是夹具机构剖视图；
图9是中心架结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明，便于清楚地了解本发明，但它们不对本发明构成限定。
如图1—图5所示，本发明包括主机架1，所述主机架1上设有砂轮机轴向移动导轨2，所述砂轮机轴向移动导轨2上滑动连接有轴向移动托架3，所述轴向移动托架3上滑动连接有砂轮机总成4；所述主机架1上设有主导轨12，所述主导轨12上滑动连接有主轴头端机构6和主轴尾端机构8，所述主轴头端机构6底端连接有第一驱动装置6.8，所述主轴头端机构6包括主轴机箱6.7和安装于主轴机箱6.7内部的主轴6.1，所述主轴6.1前端固定有夹具机构7，所述主轴6.1后端固定有配油器6.6，所述主轴6.1上套装有相互配合的设置在主轴机箱6.7内部的电机转子6.4和电机定子6.5，所述主轴6.1前端中心通过拉杆6.2设有顶尖6.3，所述主轴头端机构6和主轴尾端机构8之间的主机架1上固定有工件搁架11，所述主轴头端机构6和主轴尾端机构8侧边的主机架1上固定有用于稳定曲轴9的中心架10。
如图2、图4所示，所述轴向移动托架3底部连接有用于驱动轴向移动托架3在砂轮机轴向移动导轨2上滑动的第二驱动装置5，所述第二驱动装置5为滚珠丝杆组。
上述方案中，如图3、图4所示，所述砂轮机总成4包括设置在轴向移动托架3上的砂轮机横向导轨4.1，所述砂轮机横向导轨4.1与砂轮机轴向移动导轨2相互垂直，所述砂轮机横向导轨4.1上活动连接有砂轮机架4.2，所述砂轮机架4.2内安装有砂轮机主轴4.3，所述砂轮机主轴4.3上设有砂轮机主轴电机4.4，所述砂轮机主轴4.4端部固定有砂轮4.5，所述砂轮机架4.2连接有用于驱动砂轮机架4.2在砂轮机横向导轨4.1上滑动的第三驱动装置，所述第三驱动装置包括设置在轴向移动托架3上的直线电机定子4.7和与直线电机定子4.7相配合的直线电机动子4.6，所述直线电机动子4.6与砂轮机架4.2底部固定。
上述方案中，如图6—图8所示，所述夹具机构7包括固定在主轴上的夹具主体7.1，所述夹具主体7.1内设有套装在主轴6.1上可沿主轴6.1轴向滑动的夹具滑套7.2，所述夹具滑套7.2前端的主轴6.1上固定有夹爪安装套7.3，所述夹具滑套7.2后端设有第一环形油槽7.7，所述夹具滑套7.2前端设有第二环形油槽7.8，所述主轴6.1内开有第一油道7.9和第二油道7.10，所述第一油道7.9与第一环形油槽7.7相连通，所述第二油道7.10与第二环形油槽7.8相连通；所述夹爪安装套7.3活动连接有若干沿圆周径向均匀分布的夹爪7.5，所述夹爪安装套7.3内固定有弹簧7.4，所述弹簧7.4另一端与夹爪7.5内圈接触连接，所述夹爪7.5外圈为锥面结构7.51，所述夹具滑套7.2前端设有与夹爪7.5外圈锥面结构7.51相配合的锥形工作面7.22，所述夹爪7.5内圈夹装有标准配装套7.6。所述第一油道7.9和第二油道7.10分别与配油器6.6连通。标准配装套7.6内径可选择，标准配装套7.6可安装在不同的曲轴9上，满足不同尺寸曲轴的夹持，这样减小了夹具本身的行程调节量。
上述方案中，所述夹具滑套7.2中心设有轴孔，所述轴孔内圈设有密封凸台7.21，所述密封凸台7.21与主轴6.1密封连接，所述密封凸台7.21后侧端面与主轴6.1上的轴肩6.11之间围成封闭的第一环形油槽7.7；所述密封凸台7.21前侧端面与主轴6.1、夹爪安装套7.3之间围成封闭的第二环形油槽7.8。
上述方案中，所述夹爪安装套7.3上设有若干沿圆周径向均匀分布的导轨槽7.31，所述若干夹爪7.5分别设置在若干导轨槽7.31内。
当压力油通过第一油道输送至第一环形油槽时，夹具滑套向前端滑动，使与其相配合的夹爪沿径向向内滑动，产生夹紧力；当压力油通过第二油道输送至第二环形油槽时，夹具滑套向后端滑动，使与其相配合的夹爪在弹簧的作用下沿径向向外滑动，此时，夹具松开。
上述方案中，如图9所示，所述中心架10包括固定主机架1上的中心架安装座10.1，所述中心架安装座10.1上固定有安装托板10.2，所述安装托板10.2上固定有中心架壳体10.3；所述中心架壳体10.3内下部设有下托杆推动油缸10.4，所述下托杆推动油缸10.4活塞杆与用于从下方将曲轴9托住的下托杆10.5接触；所述中心架壳体10.3内中部设有水平顶杆推动油缸10.6，所述水平顶杆推动油缸10.6活塞杆与用于顶住曲轴9中心的水平顶杆10.7固定；所述中心架壳体10.3内上部设有上压杆推动油缸10.8，所述上压杆推动油缸10.8活塞杆与用于从上方将曲轴9压住的上压杆10.9铰接。
本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (8)

1.一种大型发动机曲轴数控磨床，包括主机架，其特征在于：所述主机架上设有砂轮机轴向移动导轨，所述砂轮机轴向移动导轨上滑动连接有轴向移动托架，所述轴向移动托架上滑动连接有砂轮机总成；所述主机架上设有主导轨，所述主导轨上滑动连接有主轴头端机构和主轴尾端机构，所述主轴头端机构底端连接有第一驱动装置，所述主轴头端机构包括主轴机箱和安装于主轴机箱内部的主轴，所述主轴前端固定有夹具机构，所述主轴后端固定有配油器，所述主轴上套装有相互配合的设置在主轴机箱内部的电机转子和电机定子，所述主轴前端中心设有顶尖，所述主轴头端机构和主轴尾端机构之间的主机架上固定有工件搁架，所述主轴头端机构和主轴尾端机构侧边的主机架上固定有用于稳定曲轴的中心架，所述轴向移动托架底部连接有用于驱动轴向移动托架在砂轮机轴向移动导轨上滑动的第二驱动装置，所述夹具机构包括固定在主轴上的夹具主体，所述夹具主体内设有套装在主轴上可沿主轴轴向滑动的夹具滑套，所述夹具滑套前端的主轴上固定有夹爪安装套，所述夹具滑套后端设有第一环形油槽，所述夹具滑套前端设有第二环形油槽，所述主轴内开有第一油道和第二油道，所述第一油道与第一环形油槽相连通，所述第二油道与第二环形油槽相连通；所述夹爪安装套活动连接有若干沿圆周径向均匀分布的夹爪，所述夹爪安装套内固定有弹簧，所述弹簧另一端与夹爪内圈接触连接，所述夹爪外圈为锥面结构，所述夹具滑套前端设有与夹爪外圈锥面结构相配合的锥形工作面，所述夹爪内圈夹装有标准配装套。
2.根据权利要求1所述的大型发动机曲轴数控磨床，其特征在于：所述第二驱动装置为滚珠丝杆组。
3.根据权利要求1所述的大型发动机曲轴数控磨床，其特征在于：所述砂轮机总成包括设置在轴向移动托架上的砂轮机横向导轨，所述砂轮机横向导轨与砂轮机轴向移动导轨相互垂直，所述砂轮机横向导轨上活动连接有砂轮机架，所述砂轮机架内安装有砂轮机主轴，所述砂轮机主轴上设有砂轮机主轴电机，所述砂轮机主轴端部固定有砂轮。
4.根据权利要求3所述的大型发动机曲轴数控磨床，其特征在于：所述砂轮机架连接有用于驱动砂轮机架在砂轮机横向导轨上滑动的第三驱动装置。
5.根据权利要求4所述的大型发动机曲轴数控磨床，其特征在于：所述第三驱动装置包括设置在轴向移动托架上的直线电机定子和与直线电机定子相配合的直线电机动子，所述直线电机动子与砂轮机架底部固定。
6.根据权利要求1所述的大型发动机曲轴数控磨床，其特征在于：所述第一油道和第二油道分别与配油器连通。
7.根据权利要求1所述的大型发动机曲轴数控磨床，其特征在于：所述夹具滑套中心设有轴孔，所述轴孔内圈设有密封凸台，所述密封凸台与主轴密封连接，所述密封凸台后侧端面与主轴上的轴肩之间围成封闭的第一环形油槽；所述密封凸台前侧端面与主轴、夹爪安装套之间围成封闭的第二环形油槽。
8.根据权利要求1所述的大型发动机曲轴数控磨床，其特征在于：所述中心架包括固定主机架上的中心架安装座，所述中心架安装座上固定有安装托板，所述安装托板上固定有中心架壳体；所述中心架壳体内下部设有下托杆推动油缸，所述下托杆推动油缸活塞杆与用于从下方将曲轴托住的下托杆接触；所述中心架壳体内中部设有水平顶杆推动油缸，所述水平顶杆推动油缸活塞杆与用于顶住曲轴中心的水平顶杆固定；所述中心架壳体内上部设有上压杆推动油缸，所述上压杆推动油缸活塞杆与用于从上方将曲轴压住的上压杆铰接。
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