CN104801977B - 缸套复合加工机床 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种缸套复合加工机床，该机床包括床体，床体上安装有马达装置、床鞍驱动装置、尾架驱动装置及三组导轨，上组导轨上安装有上床鞍，该上床鞍上安装有外圆车刀组；下组导轨上安装有下切装置，该下切装置上安装有端面车刀组；中间主导轨上安装有床头箱及双工位复合编程尾架，所述床头箱主轴由马达装置驱动旋转，且在床头箱主轴前端安装有镗刀与胀胎复合装置，在床头箱顶部安装有推料装置；所述双工位复合编程尾架为其上同时安装有伸缩液压卡盘机构和液压顶尖机构的尾架装置。本发明的缸套复合加工机床可大幅度提高缸套的加工效率及精度，配以自动上下料装置组成生产单元可实现自动化生产，大幅度降低生产成本、提高企业的产能，尤其适用于缸套的大批量生产。

Description

缸套复合加工机床
技术领域
本发明涉及一种机床加工技术领域，特别是涉及一种缸套加工机床。
背景技术
缸套作为发动机的关键零件，其加工要求较高，且随着汽车工业的飞速发展其需求量增速巨大。对于缸套来讲，从毛坯到成品至少要经过粗镗内孔、粗车外圆、半精镗内孔、半精车外圆、精镗内孔、精车外圆、珩磨等加工工序，每道工序需要一台机床，加工效率低，加工精度得不到稳定的保证，所需人员较多。
发明内容
本发明的目的在于提供一种自动完成缸套从毛坯到半成品的缸套复合加工机床，该缸套复合加工机床可一次完成以前半精车甚至精车以前的工序所完成的加工内容，替代多台镗床及车床，从而大幅度提高缸套的加工效率及精度，降低能耗和生产成本。
本发明的目的是通过下述技术方案来实现：
一种缸套复合加工机床，包括床体，其特征在于所述床体上安装有马达装置、床鞍驱动装置、尾架驱动装置及三组导轨：上组导轨、下组导轨及中间主导轨，其中
所述上组导轨上安装有上床鞍，该上床鞍上安装有外圆车刀组；
所述下组导轨上安装有下切装置，该下切装置上安装有端面车刀组；
所述中间主导轨上安装有床头箱,配有伸缩液压卡盘机构和液压顶尖机构的双工位复合编程尾架，所述床头箱由马达装置驱动旋转，且在床头箱主轴前端安装有将镗头和胀胎式卡具有机地融合为一体的镗刀胀胎复合装置，在床头箱顶部安装有推料装置；
所述双工位复合编程尾架的底座上安装有中心架；
所述双工位复合编程尾架由尾架驱动装置驱动。
所述导轨所在平面与地面成60°夹角。
所述镗刀与胀胎复合装置的具体结构形式为：在现有涨胎夹具的芯轴前端安装镗头体，所述镗头体前端通过刀具压块固定安装有镗刀头。
所述镗刀头为多个，均匀安装在镗头体前端。
所述镗刀头可沿径向调整刀尖位置。
所述双工位编程尾架的具体结构形式为：包括底座及尾架体，所述尾架体通过滑体、换位油缸安装在底座上，且在尾架体上同时安装有伸缩液压卡盘机构和液压顶尖机构。
所述底座两端均安装有限位板。
所述尾架体与滑体之间安装有调整垫。
所述伸缩液压卡盘机构、液压顶尖机构与尾架体间均设有控制间隙量的可调胀紧套。
本发明的缸套复合加工机床具有以下特点：1.缸套的内孔、外圆及端面在一台机床上自动加工完成，实现了以前多台普通机床才能实现的功能；2.自动完成缸套从外圆定位夹紧加工内孔到内孔撑紧加工外圆件的切换；3.内孔、外圆及端面均采用多刀同时加工，提高了加工效率；4.采用双工位复合编程尾架，既满足了机床基本功能的需要，同时用顶尖对胀胎进行辅助支撑提高了其刚性保证了工件加工精度；5.将镗头与胀胎有机融为一体，提示了机床功能，简化了机床结构；7.机床所有功能及动作均由程序控制自动完成，大大节约了人力资源，大幅度提高了生产效率。
综上所述，本发明的缸套复合加工机床可大幅度提高缸套的加工效率及精度，配以自动上下料装置组成生产单元可实现自动化生产，大幅度降低生产成本、提高企业的产能，尤其适用于缸套的大批量生产。
附图说明
图1为本发明缸套复合加工机床的结构示意图；
图2为双工位编程尾架的主视图。
图3为图2的A-A剖视图；
图4为图2的B-B剖视图；
图5为镗刀与胀胎复合装置的结构示意图；
图6为镗刀与胀胎复合装置中胀套的正视图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的结构进行说明。
如图1所示，本发明的缸套复合加工机床，包括床体2，所述床体2上安装有马达装置1、床鞍驱动装置16、尾架驱动装置12及三组导轨：上组导轨、下组导轨及中间主导轨。导轨所在平面与地面成60°夹角，以使机床具有较小的占地面积、合适的操作空间、好的受力结构。
其中所述上组导轨上安装有上床鞍14，该上床鞍14主要由鞍体、滑体、丝杠、传动机构以及伺服电机组成，鞍体安装在上组导轨上并且由床鞍驱动装置16驱动沿Z向运动，滑体由伺服电机驱动沿X向运动，该滑体上设置有刀夹X向定位T型槽，外圆车刀组15安装在上述刀夹X向定位T型槽内。所述外圆车刀组15由数个刀夹及相应数量车刀组成，刀夹数量以及车刀刀尖位置可根据工件成品轮廓及工艺安排。
所述下组导轨上安装有下切装置4，该下切装置4主要由底座、滑体以及油缸组成，底座固定在下组导轨上，滑体由油缸驱动沿X向往复运动，该滑体上设置有刀夹X向定位T型槽，端面车刀组5安装在刀夹X向定位T型槽内。所述端面车刀组5由两个刀夹及两把车刀组成，两刀夹间距可根据工件的成品长度调整。
所述中间主导轨上安装有床头箱3及其上同时安装有伸缩液压卡盘机构和液压顶尖机构的双工位复合编程尾架10。
其中所述床头箱3内设有主轴，该主轴由轴承支撑在床头箱体孔内并由马达装置1驱动旋转。床头箱3主轴前端安装有将镗刀与胀胎有机结合成一体的镗刀胀胎复合装置6，顶部安装有推料装置17。
上述镗刀胀胎复合装置6的对现有涨紧夹具的改进，即在现有的涨紧夹具的芯轴6-6前端安装镗头体6-8，镗头体6-8前端通过刀具压块6-9固定安装有镗刀头6-10。如图5所示，其具体结构为：包括本体6-1，本体6-1内安装有拉盘6-2、芯轴6-6、注油嘴6-12，芯轴6-6上安装有胀套6-7，胀套6-7与拉盘6-2间用穿过芯轴6-6的拉钉6-3连接，胀套6-7与芯轴6-6间设有调整限位垫6-4，胀套6-7与本体6-1间设有调防转销6-11，本体6-1前端设有防护罩6-5,芯轴6-6前端安装有镗头体6-8，镗头体6-8前端安装有镗刀头6-10及刀具压块6-9，拉盘6-2左端安装有拉杆6-13。所述本体6-1左端为标准工具接口，便于镗刀胀胎复合装置安装在机床主轴上；所述芯轴6-6直接紧固在本体6-1上；所述胀套6-7与拉钉6-3连接的部位设计为图6所示的大孔接小孔结构，拉钉6-3头部由胀套6-7上的大孔穿出后旋转胀套6-7使拉钉6-3头部卡在小孔上，然后用防转销6-11保证胀套6-7与拉钉6-3无相对运动而松脱，同时便于根据工件内孔直径更换胀套；所述调整限位垫6-4厚度根据胀套6-7的轴向行程确定，保证胀套6-7有足够径向变形量的同时防止胀套6-7变形过大而损坏；所述镗头体6-8前端安装的镗刀头6-10为多个，均匀安装，每个镗刀头6-10均可沿径向调整位置，能够使机床加工出需要的工件内孔尺寸，同时提高加工效率；所述拉杆6-13与安装在机床主轴后端的液压卡盘油缸连接，由卡盘油缸通过拉杆6-13、拉盘6-2、拉钉6-3带动胀套6-7动作撑紧或松开工件。使用时，机床主轴带动镗刀胀胎复合装置旋转，工件由机床上的送入机构带动沿主轴轴向进给，首先由镗刀头6-10完成对工件内孔的镗削加工，工件内孔加工完成后，主轴停止，机床上的送入机构继续前进将工件送至胀套6-7上，卡盘油缸带动胀套6-7动作撑紧工件，主轴旋转，机床其它刀具系统运动完成对工件外圆及端面的加工。
上述推料装置17主要由气缸(或油缸)、导向杆、拨叉组成，拨叉由气缸(或油缸)推动沿Z向往复运动，用于工件的定位或推出。镗刀胀胎复合装置6上设置有吹气装置，该吹气装置用于清理卡具槽内的铁屑，以及刀具冷却，气体的通断由系统自动控制。
上述双工位编程尾架10的具体机构为：包括底座10-1和尾架体10-3，底座10-1安装在主滑轨上，尾架体10-3安装在滑体10-2上，且滑体10-2与底座10-1之间安装有换位油缸(包括安装在滑体10-2上的换位油缸体10-8、安装在底座10-1上固定换位油缸活塞杆10-12的换位油缸支座10-13，以及换位油缸后盖10-6和换位油缸前盖10-9)，用于实现换位。在底座10-1上安装有底座压板10-7、底座上镶条10-10、底座下镶条10-11等辅助部件。在底座10-1的两端分别安装有限位板10-5，它们与尾架体和滑体10-2之间所设的调整垫10-4一样，用来保证两个工位轴心与主轴轴心的一致性。滑体10-2上同样安装有滑体镶条10-29、滑体压板10-30等辅助部件。
在尾架体10-3上同时安装有伸缩液压卡盘机构9和液压顶尖机构13，伸缩液压卡盘机构实现对工件的卡紧及后拉，液压顶尖机构可实现对工件的顶紧，两个工位通过换位油缸实现自动切换，底座上设置有与外部驱动装置的连结接口，外部驱动装置可程控驱动本装置整体移动。
尾架体10-3左端孔安装伸缩液压卡盘机构9的具体结构为：尾架体10-3左端孔安装卡盘支撑轴10-15及辅助部件卡盘工位前法兰盘10-16、卡盘支撑轴胀紧套10-17、卡盘工位后法兰盘10-22；尾架体10-3左端孔上部安装有卡盘卡紧确认接近开关组10-19。卡盘支撑轴10-15上安装液压卡盘10-14及辅助部件卡盘卡紧发令杆10-18、卡盘卡紧活塞10-20、卡盘支撑轴活塞杆10-21。卡盘支撑轴活塞杆10-21上安装有卡盘支撑轴动作活塞盘10-23、卡盘支撑轴动作发令盘10-27，卡盘工位后法兰盘10-22上安装有卡盘支撑轴动作油缸体10-24、卡盘支撑轴动作油缸后法兰盘10-25、卡盘支撑轴动作确认接近开关组10-26。尾架体10-3与卡盘支撑轴10-15间安装有导向键10-28。
尾架体10-3右端孔内安装的液压顶尖机构如附图4所述，具体结构为：尾架体10-3右端孔内安装有顶尖芯轴10-35、芯轴前法兰盘10-32、芯轴胀紧套10-33、芯轴体后法兰盘10-38。顶尖芯轴10-35前端安装活顶尖10-31。尾架体10-3与顶尖芯轴10-35间设有芯轴防转销10-34。顶尖芯轴10-35内安装有芯轴活塞10-36、芯轴油缸法兰盘10-38。芯轴10-35只可沿轴向运动，不能旋转，其前部莫氏锥孔内安装活顶尖10-31。
所述液压卡盘10-14为标准型号液压卡盘；所述卡盘卡紧活塞10-20与液压卡盘10-14的拉杆连接；所述顶尖芯轴10-35前端内孔为标准莫氏锥孔，所安装的活顶尖为标准型号；所述底座10-1由尾架驱动装置12驱动沿Z向运动。尾架体由油缸驱动沿X向在液压卡盘轴线与主轴轴线重合的工位Ⅰ和顶尖轴线与主轴轴线重合工位Ⅱ间切换。所述液压卡盘由安装在尾架上体内的油缸推动沿Z向伸出或缩回，且无旋转运动。所述顶尖为活顶尖，其前部可旋转，整体由安装在尾架上体内的油缸推动沿Z向伸出或缩回。所述中心架7固定在尾架底座(10-1)上，可随尾架底座一起运动，主要由中心架体及安装在其左端的工件定位套组成，工件定位套左端设计为锥孔可利用工件毛坯外圆上的铸造斜面对工件进行轴向及径向定位，工件定位套轴线与主轴轴线重合。
本发明所涉及的缸套复合加工机床用于对缸套进行高效加工，所涉及机床由程序控制自动完成以下功能及动作：将工件8送至镗刀与胀胎复合装置6前端(由上下料装置自动实现)→推料装置17上的气缸伸出将已加工完毕的工件推出同时将工件8送至伸缩液压卡盘机构9的卡爪内→伸缩液压卡盘机构9卡爪夹紧工件→伸缩液压卡盘机构9由油缸推动缩回将工件8拉靠至中心架7定位锥孔→双工位编程尾架10、伸缩液压卡盘机构9、中心架7等由尾架驱动装置12驱动带动工件8快进至接近镗刀与胀胎复合装置6镗头位置→马达装置1驱动床头箱3上的主轴旋转带动镗刀与胀胎复合装置6旋转、吹气装置接通→尾架驱动装置12驱动双工位编程尾架10工进(加工工件8的内孔)→工件8的内孔加工完毕、吹气装置气路截止、伸缩液压卡盘机构9由油缸推动伸出将工件8送至推料装置17的拨叉端面定位→镗刀与胀胎复合装置6的卡盘油缸动作带动胀胎撑紧工件8→伸缩液压卡盘机构9的卡爪张开→尾架驱动装置12驱动带动双工位编程尾架10后退→双工位编程尾架10上的油缸动作驱动尾架上体切换至第Ⅱ工位→液压顶尖机构13由油缸驱动前伸顶紧镗刀与胀胎复合装置6前端的中心孔→吹气装置气路接通→上床鞍14及其滑体、下切装置4的滑体由各自驱动装置驱动运动同时加工工件8的端面及外圆→工件8的端面及外圆加工完毕，吹气装置气路截止、液压顶尖机构13退回→双工位编程尾架10由尾架驱动装置12驱动退回至上下料位置、尾架上体由油缸驱动切换至第Ⅰ工位→镗刀与胀胎复合装置6的卡盘油缸动作带动胀胎松开工件8→重复上述动作进入下一工作循环。
整机还配有除尘装置、电气系统、液压系统。
以上所述的是本发明的优选实施方式，应当指出本技术领域的人员在不脱离本发明所述原理前提下能够作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种缸套复合加工机床，包括床体（2），其特征在于所述床体（2）上安装有马达装置（1）、床鞍驱动装置（16）、尾架驱动装置（12）及三组导轨：上组导轨、下组导轨及中间主导轨，其中
所述上组导轨上安装有上床鞍（14），该上床鞍（14）上安装有外圆车刀组（15）；
所述下组导轨上安装有下切装置（4），该下切装置（4）上安装有端面车刀组（5）；
所述中间主导轨上安装有床头箱（3）及配有伸缩液压卡盘机构和液压顶尖机构的双工位复合编程尾架（10），所述床头箱（3）内设有主轴，该主轴由马达装置（1）驱动旋转，且在主轴前端安装有将镗头和胀胎式卡具有机地融合为一体的镗刀胀胎复合装置(6)，在床头箱（3）顶部安装有推料装置（17）；
所述双工位复合编程尾架（10）包括底座（10-1）及尾架体（10-3），其中底座（10-1）安装在中间主导轨上，且底座（10-1）上安装有中心架（7）；尾架体（10-3）安装在滑体（10-2）上，且在尾架体（10-3）上同时安装有伸缩液压卡盘机构和液压顶尖机构，所述滑体（10-2）与底座（10-1）之间安装有用于实现伸缩液压卡盘机构和液压顶尖机构自动切换的换位油缸；
所述镗刀胀胎复合装置(6)包括本体（6-1）及直接紧固在本体（6-1）上的芯轴（6-6），该芯轴（6-6）上安装有胀套（6-7），前端安装镗头体（6-8），所述镗头体（6-8）前端通过刀具压块（6-9）固定安装有镗刀头（6-10）。
2.按照权利要求1所述的缸套复合加工机床，其特征在于所述双工位复合编程尾架（10）由尾架驱动装置（12）驱动。
3.按照权利要求1所述的缸套复合加工机床，其特征在于所述三组导轨 所在平面与地面成60°夹角。
4.按照权利要求1所述的缸套复合加工机床，其特征在于所述镗刀头（6-10）为多个，均匀安装在镗头体（6-8）前端。
5.按照权利要求1所述的缸套复合加工机床，其特征在于所述镗刀头（6-10）可沿径向调整刀尖位置。
6.按照权利要求1所述的缸套复合加工机床，其特征在于，所述底座（10-1）两端均安装有限位板（10-5）。
7.按照权利要求1所述的缸套复合加工机床，其特征在于所述尾架体（10-3）与滑体（10-2）之间安装有调整垫（10-4）。
8.按照权利要求1所述的缸套复合加工机床，其特征在于所述伸缩液压卡盘机构、液压顶尖机构与尾架体间均设有控制间隙量的可调胀紧套。
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