CN104493595B - 一种曲柄铣键槽工装 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种曲柄铣键槽工装，设置于铣床上，用于曲柄，包括工作台、用于与所述曲柄的销孔相配合的定位销，以及用于与所述曲柄一端的中心孔相配合的第一活动顶尖，还包括用于与所述曲柄另一端的中心孔相配合的第二活动顶尖、感应板、顶杆和用于检测所述感应板位置的第一位置传感器；所述感应板可竖直旋转地设置在所述工作台上，所述顶杆一端内置于所述第二活动顶尖，另一端与所述感应板的表面连接，所述第一位置传感器与所述铣床的控制中心电路连接。本发明所公开的曲柄铣键槽工装，通过定位销、第一活动顶尖和第二活动顶尖的配合定位并夹紧曲柄，再通过感应板、顶杆与第一位置传感器的配合实时检测曲柄位置，由机械自动操作后续流程。

Description

一种曲柄铣键槽工装

技术领域

本发明涉及机械制造及工艺技术领域，特别涉及一种曲柄铣键槽工装。

背景技术

随着中国机械工业的发展，汽车制造业作为其中的支柱产业也得到大力发展。

汽车上包含的系统和组件种类繁多，比如“两大机构”和“五大系统”，以“两大机构”中的曲柄连杆机构为例。曲柄连杆机构是发动机实现工作循环，完成能量转换的主要运动零件。而为了保证曲柄与相关零件的连接关系，一般在曲柄上需要铣出键槽。

请参考图1，图1为现有技术中曲柄铣键槽的安装示意图。

在现有技术中，铣键槽工装一般通过定位销和固定顶尖固定曲柄，并通过气缸控制活动顶尖(尾顶尖)的夹紧和松开动作。安装过程一般为，首先人工将曲柄左端的中心孔和销孔分别与固定顶尖和定位销配合，然后将曲柄右端扶平，控制气缸推动活动顶尖夹紧曲柄，再将铣床铣削动作开关打开，进行铣键槽工序。在加工结束后，再控制气缸使活动顶尖撤出曲柄右端的中心孔，将工件取下。

然而，由于现有技术中曲柄的铣键槽工序中部分流程需要人工手动扶持工件，增加了工人的劳动强度和难度；同时由于手工作业的不精确性，导致产品质量较低，生产效率较低。此外，由于现有技术中使用气缸控制活动顶尖时，气缸动作较快，若是工件未完全扶正而活动顶尖顶到工件尾端则会产生压痕，损坏中心孔，给质量带来隐患。

发明内容

本发明的目的是提供一种曲柄铣键槽工装，能够在工件安装好后自动进行铣键槽工序，减少工人劳动强度，提高生产效率和产品质量。

为解决上述技术问题，本发明提供一种曲柄铣键槽工装，设置于铣床上，用于曲柄，包括工作台、用于与所述曲柄的销孔相配合的定位销，以及用于与所述曲柄一端的中心孔相配合的第一活动顶尖，还包括用于与所述曲柄另一端的中心孔相配合的第二活动顶尖、感应板、顶杆和用于检测所述感应板位置的第一位置传感器；所述感应板可竖直旋转地设置在所述工作台上，所述顶杆一端内置于所述第二活动顶尖，另一端与所述感应板的表面连接，所述第一位置传感器与所述铣床的控制中心电路连接。

优选地，所述顶杆与所述感应板的表面垂直连接。

优选地，所述第二活动顶尖内设置有弹性件，所述弹性件一端与所述第二活动顶尖的内壁底部相连，且所述弹性件的伸缩方向平行于所述第二活动顶尖的运动方向。

优选地，所述弹性件为弹簧，且所述弹簧环绕所述顶杆的外壁设置。

优选地，所述工作台上设置有油缸，所述油缸的输出轴与所述第一活动顶尖的尾部相连，且所述油缸的输出轴伸缩方向与所述第一活动顶尖的运动方向相同。

优选地，所述工作台上还设置有用于对所述曲柄预定位的V形块。

优选地，所述V形块上设置有用于检测所述曲柄位置的第二位置传感器，且所述第二位置传感器与所述油缸的控制中心电路连接。

优选地，所述第一活动顶尖和所述第二活动顶尖的外壁均包裹有用于引导运动方向的导向套。

本发明所提供的曲柄铣键槽工装，用于安装夹紧曲柄，一般设置在铣床上，主要包括工作台、定位销、第一活动顶尖、第二活动顶尖、感应板、顶杆和第一位置传感器。定位销用于与曲柄上的销孔相配合，第一活动顶尖用于与曲柄上其中一端(一般是右端)的中心孔相配合，而第二活动顶尖用于与曲柄上另一端(一般是左端)的中心孔相配合。如此通过定位销、第一活动顶尖和第二活动顶尖的共同作用，可将曲柄固定在工装上。感应板设置在工作台上，并且是可竖直旋转地设置在工作台上，顶杆一端内置于第二活动顶尖，另一端与感应板的表面连接。如此，当第二活动顶尖运动时，带动顶杆运动，从而推动感应板使其竖直旋转。此外，在工作台上还设置有第一位置传感器，其用于检测感应板的位置信息，并且和铣床的控制中心电路连接。因此，本发明所提供的曲柄铣键槽工装，在使用时，首先需将曲柄定位，即将曲柄的销孔与工装的定位销配合，将左右中心孔分别与第一活动顶尖和第二活动顶尖配合。装配好后，使第一活动顶尖运动，从而夹紧曲柄。而受到第一活动顶尖的压力，曲柄的另一端与第二活动顶尖也互相压紧，从而推动第二活动顶尖运动。由于第二活动顶尖内置有顶杆，因此在第二活动顶尖运动时，顶杆也同步运动。同时顶杆的另一端与感应板的表面连接，因此顶杆就推动感应板运动，感应板则开始竖直旋转运动。该运动实时地被第一位置传感器所捕捉，然后将信息发送给铣床的控制中心，根据感应板的位置变化信息决定开始铣键槽的时机。综上所述，本发明所提供的曲柄铣键槽工装，通过定位销、第一活动顶尖和第二活动顶尖来夹紧定位曲柄，再通过感应板、顶杆和第一位置传感器的配合，实时检测感应板的位置来判断铣床开始铣键槽的时机。由于操作工人在将曲柄与工装安装好后，就可不必关注后续流程，并且根据传感器的信息由铣床控制中心进行后续流程，因此减少了工人的劳动强度和难度；同时由测控元件代替工人的部分手工作业，与现有技术相比，产品质量较高，生产效率大幅提升。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为现有技术中曲柄铣键槽的安装示意图；

图2为本发明所提供的第一种具体实施方式的整体结构示意图；

图3为本发明所提供的第二种具体实施方式的整体结构示意图；

图4为本发明所提供的第二种具体实施方式的整体结构俯视图。

其中，图2中：

工作台—1，定位销—2，第一活动顶尖—3，第二活动顶尖—4，感应板—5，顶杆—6，第一位置传感器—7，弹性件—8，导向套—12。

图3—图4中：

油缸—9，V形块—10，第二位置传感器—11。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考图2，图2为本发明所提供的第一种具体实施方式的整体结构示意图。

在本发明所提供的第一种具体实施方式中，曲柄铣键槽工装用于安装和夹紧曲柄，一般设置在铣床上，主要包括工作台1、定位销2、第一活动顶尖3、第二活动顶尖4、感应板5、顶杆6和第一位置传感器7。

其中，工作台1是曲柄铣键槽工装的承载主体，主要用于安装和承载其余零部件。由于曲柄铣键槽工装整体一般设置在铣床上，因此工作台1一般设置在铣床的工作面上。

工件在各种机床上加工时，首先必须夹紧定位，曲柄在铣床上加工时也不例外，因此曲柄铣键槽工装中存在一套起夹紧定位作用的机构，即定位销2、第一活动顶尖3和第二活动顶尖4。其中，定位销2与现有技术中相同，其用于与曲柄上的销孔配合，起局部定位和固定作用。第一活动顶尖3也和现有技术中相同，其用于与曲柄上其中一端(一般为右端)的中心孔配合，由于第一活动顶尖3是可移动的，因此推动第一活动顶尖3可使其夹紧曲柄。不同的是，第二活动顶尖4也是可移动的部件，其与第一活动顶尖3相对设置，能够与曲柄另一端(一般为左端)的中心孔配合，夹紧曲柄。如此，在第一活动顶尖3与第二活动顶尖4的共同作用下，曲柄在与定位销2配合后，能够被夹紧和定位，此后就可以继续进行后续流程，比如操作铣床铣键槽等。

此外，为了使曲柄铣键槽工装实现铣床铣键槽的自动化，本发明在工作台1上设置了另一套机构，包括第二活动顶尖4、感应板5、顶杆6和第一位置传感器7。其中，感应板5在工作台1上的设置位置一般在第二活动顶尖4的尾端(尖端为首端)，并且感应板5是可竖直旋转地设置在工作台1上的，比如感应板5可以通过一根竖直轴，在受到推力或拉力时，就环绕该竖直轴进行旋转。而顶杆6则是为了配合感应板5的部件，其与工作台1并未连接，一般设置在工作台1上方，且位于感应板5和第二活动顶尖4之间。顶杆6的一端内置于第二活动顶尖4中，而另一端则与感应板5的表面连接。当然，为了保证旋转，顶杆6不能恰好与感应板5的竖直旋转轴连接。此处优选地，顶杆6垂直于感应板5的表面，这样顶杆6在推动感应板5时，受力效果最佳。当然顶杆6也可以不垂直于感应板5的表面，其与感应板5的表面呈一定角度也同样可行。

此外还有最重要的零部件——第一位置传感器7，其设置在工作台1上，主要用于检测感应板5的位置变化。第一位置传感器7与铣床的控制中心电路连接，如此第一位置传感器7所检测到的感应板5的位置信息就能实时传递给铣床的控制中心，根据感应板5的位置变化(比如旋转角度等)可判断出顶杆6的位移距离，进而判断出第二活动顶尖4的位移距离，同时也就知道了曲柄的安装位置、是否夹紧等，而铣床控制中心就可据此下达开始铣键槽或停止铣键槽等操作，实现铣床自动铣键槽的功能。

另外，在铣床完成对曲柄的铣键槽操作后，第一位置传感器7会检测到感应板5的位置回归到了初始位置，其把该信号发送给铣床控制中心后，控制中心还可以根据该信息控制铣床的机械手等附件，将回归原位的加工完成的工件取下。

综上所述，本实施例所提供的曲柄铣键槽工装，在装配曲柄时，首先将曲柄上的销孔与定位销2配合，同时将曲柄一端(一般为左端)的中心孔与第二活动顶尖4对齐，然后操作第一活动顶尖3，使第一活动顶尖3移动，直到第一活动顶尖3与曲柄另一端(一般为右端)的中心孔紧密配合，此时第一活动顶尖3和第二活动顶尖4都同时与各自对应的中心孔配合，曲柄完成定位和夹紧。期间，由于受到第一活动顶尖3的推力，曲柄和第二活动顶尖4都往推力方向移动。而第二活动顶尖4移动时，带动内部的顶杆6同步移动，顶杆6同时推动感应板5竖直旋转，第一位置传感器7捕捉到感应板5的位置变化信息，并将该信号发送给铣床的控制中心，铣床控制中心根据此信号判断曲柄的装配位置，控制铣床进行铣键槽操作。由于曲柄被夹紧和定位之后，操作工人就可不必再扶持工件，而是由铣床控制中心进行后续操作，根据传感器的信息自动进行工序，因此本发明所提供的曲柄铣键槽工装降低了工人的劳动强度和难度，并且由于部分工序由机械自动完成，一定程度上提高了作业精确性和产品质量，大幅提高了生产效率。

此外，为了使第一活动顶尖3和第二活动顶尖4的运动平顺，本实施例在第一活动顶尖3和第二活动顶尖4的外壁上包裹了一层导向套12。该导向套12环绕第一活动顶尖3和第二活动顶尖4，内壁光滑，使得第一活动顶尖3和第二活动顶尖4在受到推力或拉力时，能够顺利地沿着导向套12的轴向方向运动。当然，导向套12的轴向方向一般与铣床铣键槽时的工作方向平行。

进一步地，为了使曲柄铣键槽工装具有自动回位功能，本实施例在第二活动顶尖4内设置了弹性件8。该弹性件8一端与第二活动顶尖4的内壁底部相连，另一端悬置或者与第二活动顶尖4的内壁顶部相连，并且弹性件8的伸缩方向平行于第二活动顶尖4的运动方向。如此，第二活动顶尖4在推动顶杆6运动时，同时还受到弹性件8的弹力作用，并且将弹性件8压缩；而在曲柄铣键槽加工完成后，撤回第一活动顶尖3，此时由于曲柄不再夹紧，因此弹性件8在弹性势能的作用下，反推第二活动顶尖4，使第二活动顶尖4回复到初始状态，等待下一次曲柄铣键槽工序。如此，通过在第二活动顶尖4内增设弹性件8，可使曲柄铣键槽工装实现自动复位功能。此处优选地，弹性件8为常见的弹簧。此外，考虑到顶杆6的一端也设置在第二活动顶尖4内，因此为了结构的优化，该弹簧环绕顶杆6的外壁设置。当然，弹性件8的形式很多，并不仅限于弹簧结构，其余比如弹性杆等也同样可以采用。

请参考图3及图4，图3为本发明所提供的第二种具体实施方式的整体结构示意图；图4为本发明所提供的第二种具体实施方式的整体结构俯视图。

本发明所提供的第二种具体实施方式，在第一种具体实施方式的基础上做了改进，具体为：在工作台上增设了油缸9、V形块10和第二位置传感器11。本实施例所提供的曲柄铣键槽工装的其余部分与前述内容相同，此处不再赘述。

在本发明所提供的第二种具体实施方式中，考虑到现有技术中使用气缸控制第一活动顶尖3时，气缸动作较快，若是工件未完全扶正而第一活动顶尖3顶到工件尾端则会产生压痕，损坏中心孔，给质量安全带来隐患。为此，本实施例在工作台1上设置了油缸9，该油缸9的输出轴与第一活动顶尖3的尾部相连，并且该输出轴的伸缩方向与第一活动顶尖3的运动方向相同。由于油缸9夹紧工件的动作相对气缸较温和，因此在缓慢夹紧过程中可自动实现第一活动顶尖3对正曲柄中心孔的目的，避免在工件尾端产生压痕，损坏中心孔。

进一步地，为了实现曲柄铣键槽工装的预定位功能，本实施例在工作台1上还设置了V形块10。该V形块10是一种工程上常用的定位夹具，在本实施例中用于对曲柄进行预定位，即将曲柄安装在V形块10上后，曲柄的预设位置就能达到要求。如此设置，在操作曲柄铣键槽工装时，只需将曲柄安装在V形块10上即可，V形块10自动定位曲柄，不需要操作工人手动扶持曲柄，直接操纵第一活动顶尖3夹紧即可。相比于现有技术中，在操作工人将曲柄与定位销2和固定顶尖装配好后，还需将曲柄一端扶平，本实施例中操作工人将曲柄安装在V形块10上后，就可直接操作第一活动顶尖3，将曲柄夹紧。在第一活动顶尖3夹紧曲柄过程中，操作工人无需手工扶持曲柄并目测对正，因此降低了工人的劳动强度，提高了生产效率。

而为了与此配合，本实施例在V形块10上还设置了第二位置传感器11。该第二位置传感器11与第一位置传感器7的工作原理相同，不过此处第二位置传感器11用于检测待加工工件，即曲柄的位置信息。并且第二位置传感器11与油缸9的控制中心电路连接，如此，第二位置传感器11就能将实时检测到的曲柄位置信息发送给油缸9的控制中心，进而根据该信息控制油缸9的伸缩。如此设置，当操作工人将曲柄与V形块10装配好后，第二位置传感器11就立即检测到曲柄的位置变化(比如到达预设工位)，然后第二位置传感器11就将该信号发送给油缸9的控制中心，最后该控制中心就控制油缸9的输出轴伸出。由于油缸9的输出轴与第一活动顶尖3的尾端相连，因此，油缸9的输出轴伸出时，第一活动顶尖3就往前移动，逐渐夹紧曲柄。而之后的流程与前述相关内容相同，此处不再赘述。

综上所述，本实施例所提供的曲柄铣键槽工装，通过油缸9的作用避免工件产生压痕和损坏，而在此基础上，增设V形块10对曲柄进行预定位，然后通过在V形块10上增设第二位置传感器11，在曲柄安装好后，自动检测其位置信号，使油缸9自动伸出，最终夹紧工件。因此，本实施例所提供的曲柄铣键槽工装，在第一种具体实施方式的基础上，提高了机械自动化利用率，进一步降低了工人的劳动强度，提高了生产效率。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种曲柄铣键槽工装，设置于铣床上，用于曲柄，包括工作台(1)、用于与所述曲柄的销孔相配合的定位销(2)，以及用于与所述曲柄一端的中心孔相配合的第一活动顶尖(3)，其特征在于，还包括用于与所述曲柄另一端的中心孔相配合的第二活动顶尖(4)、感应板(5)、顶杆(6)和用于检测所述感应板(5)位置的第一位置传感器(7)；所述感应板(5)可竖直旋转地设置在所述工作台(1)上，所述顶杆(6)一端内置于所述第二活动顶尖(4)，另一端与所述感应板(5)的表面连接，所述第一位置传感器(7)与所述铣床的控制中心电路连接。

2.根据权利要求1所述的曲柄铣键槽工装，其特征在于，所述顶杆(6)与所述感应板(5)的表面垂直连接。

3.根据权利要求1所述的曲柄铣键槽工装，其特征在于，所述第二活动顶尖(4)内设置有弹性件(8)，所述弹性件(8)一端与所述第二活动顶尖(4)的内壁底部相连，且所述弹性件(8)的伸缩方向平行于所述第二活动顶尖(4)的运动方向。

4.根据权利要求3所述的曲柄铣键槽工装，其特征在于，所述弹性件(8)为弹簧，且所述弹簧环绕所述顶杆(6)的外壁设置。

5.根据权利要求1所述的曲柄铣键槽工装，其特征在于，所述工作台(1)上设置有油缸(9)，所述油缸(9)的输出轴与所述第一活动顶尖(3)的尾部相连，且所述油缸(9)的输出轴伸缩方向与所述第一活动顶尖(3)的运动方向相同。

6.根据权利要求5所述的曲柄铣键槽工装，其特征在于，所述工作台(1)上还设置有用于对所述曲柄预定位的V形块(10)。

7.根据权利要求6所述的曲柄铣键槽工装，其特征在于，所述V形块(10)上设置有用于检测所述曲柄位置的第二位置传感器(11)，且所述第二位置传感器(11)与所述油缸(9)的控制中心电路连接。

8.根据权利要求1所述的曲柄铣键槽工装，其特征在于，所述第一活动顶尖(3)和所述第二活动顶尖(4)的外壁均包裹有用于引导运动方向的导向套(12)。