CN105537640B - 曲轴五工位精镗机床 - Google Patents

Abstract

本专利申请公开了一种曲轴五工位精镗机床，包括基座和设置在基座侧向的立柱，基座下部设有电气柜，基座上设有伺服滑台，伺服滑台上设有用于装夹工件的夹具体，立柱的侧面设有用于进给驱动的液压滑台，液压滑台的侧面设有动力头，动力头的下部设有用于工件加工的镗头，镗头位于夹具体的上方，所述夹具体上并排设有多个夹紧位，基座上位于夹具体的侧向设有旋转油缸，旋转油缸的上部设有可与夹紧位配合夹紧曲柄轴的旋转压板。本精镗机床具有镗头进给稳定，加工效率高的优点。本专利公开的工作方法可实现连续循环往复对曲柄轴进行精镗加工。

Description

曲轴五工位精镗机床

技术领域

本发明涉及一种机械加工用机床，具体涉及曲轴五工位精镗机床。

背景技术

高精度曲柄摆线减速机是行星传动式减速机的一种，曲柄轴是上述高精度曲柄摆线式减速机的重要零件，曲柄轴的加工精度直接影响着高精度曲柄摆线式减速机的质量，因此对曲柄轴的加工精度要求较高。曲柄轴1的结构如附图1所示，其包括阶梯轴104，阶梯轴104的一端为与其一体的锥度轴105，另一端为与其一体且在同一轴线上的曲柄101，曲柄101的表面为阶梯面，曲柄101上开有偏心的圆孔102，圆孔102的端面为凸出曲柄表面的环台103。加工时，重要的表面包括阶梯轴104的外表面和圆孔102的内表面，对上述表面的精度和表面粗糙度的要求均较高。因此，上述圆孔102的加工通常是先在车床上车削孔端面，再在镗床上精镗圆孔的内表面。

镗床是一种采用镗刀对工件已有的预制孔进行镗削的机床，通常镗刀旋转为主运动，镗刀或工件的移动为进给运动。镗床主要用于加工高精度孔或一次定位完成多个孔的精加工，此外还可以从事与孔精加工有关的其他加工面的加工。

目前，用于曲柄轴精镗圆孔的专用镗床，尚未见报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种曲柄轴专用精镗机床，以对曲柄轴圆孔的内表面进行精镗加工，并且具有镗头进给稳定，加工效率高的优点。

本发明方案一如下：曲轴五工位精镗机床，包括基座和设置在基座侧向的立柱，基座下部设有电气柜，基座上设有伺服滑台，伺服滑台上设有用于装夹工件的夹具体，夹具体通过伺服电机驱动往复运动，立柱的侧面设有用于进给驱动的液压滑台，液压滑台的侧面设有动力头，动力头的下部设有用于工件加工的镗头，镗头位于夹具体的上方，所述夹具体上并排设有多个夹紧位，基座上位于夹具体的侧向设有旋转油缸，旋转油缸的上部设有可与夹紧位配合夹紧曲柄轴的旋转压板。

本发明中，镗头的进给驱动采用液压滑台形式，利用液压的稳定性可保证切削进给的可靠性。曲柄轴通过夹具体上的夹紧位和旋转压板夹紧共同夹紧，夹持稳定；本专机采用多工位方式，可一次装夹多个曲柄轴，伺服滑台用于安装夹具体，带动夹具体上的曲柄轴往复行进循环作业，加工效率高。

方案二，在方案一的基础上进一步，每个夹紧位上均设有用于定位阶梯轴的定位孔，在定位孔的侧向设有与曲柄轴的圆孔位置对应的偏心孔。具体装夹曲柄轴时，曲柄轴的阶梯轴通过定位孔定位，偏心孔的位置与曲柄轴圆孔的位置对应，以便在加工圆孔内表面时，避让镗头，使镗头能够加工到位。并且由于定位孔和偏心孔的位置固定，在装夹曲柄轴时，只要时曲柄轴的阶梯轴定位到定位孔中，并使曲柄轴的圆孔与偏心孔位置相对即可保证曲柄轴装夹位置的准确性，具有纠偏作用。

方案三，在方案一的基础上进一步，为了确保夹持的稳定性，旋转压板设计为U形板，U形板内侧板面与曲柄轴圆孔端面的环台形状相匹配。

方案四，在方案二的基础上进一步，在定位孔内设有锁紧套，锁紧套内设有用于夹紧曲柄轴的阶梯轴的弹簧夹头，弹簧夹头下部伸出锁紧套，在弹簧夹头的下部与弹簧夹头螺纹连接有锁紧螺栓，锁紧螺栓的端面与锁紧套的端面相抵，锁紧螺栓的下部固定有用于支撑锁紧螺栓的第一压簧。通过在定位孔内设置锁紧套和弹簧夹头共同定位曲柄轴，可确保曲柄轴在径向上不会产生窜动，夹持稳定性提高。压簧起到支撑锁紧螺栓的作用，否则弹簧夹头连同锁紧螺栓容易脱出锁紧套内。由于锁紧螺栓的端面与锁紧套的端面相抵，因此锁紧套对锁紧螺栓具有限位作用，拧紧或松开锁紧螺栓时，锁紧螺栓不会上下运动，而弹簧夹头会上下运动，从而调节弹簧夹头对曲柄轴的夹持力。

方案五，在方案二的基础上进一步，在夹具体的侧向还设有定心机构，所述定心机构包括竖直固定设置的两个导柱，在两个导柱上套设有一滑块，在滑块的下部位于导柱的周向设有用于支撑滑块的第二压簧，滑块的侧向可拆卸的连接有L形件，L形件的横板上部设有定位柱，定位柱可伸入到偏心孔和曲柄轴的圆孔内并抵靠圆孔的内圆。

通过定心机构，在装夹曲柄轴时，人们可以不只是靠肉眼观察曲柄轴圆孔是否与偏心孔位置相对，来确定曲柄轴装夹位置的准确性，而是只要在装夹时，定位柱正好伸入到曲柄轴的圆孔内，并抵靠圆孔的内圆即认为曲柄轴装夹到位，因此大大方便了操作，避免误差较大。而且，由于定位柱固定在L形件上，L形件连接在滑块上，滑块可沿导柱上下运动并通过第一压簧支撑，因此定位柱是浮动的，即使曲柄轴的位置已经确定后定位柱还是在圆孔内，通常也不会产生影响，因为镗头向下进给时，会自然压下定位柱。

方案六，在方案四的基础上进一步，本方案还包括与锁紧套侧面相抵的定位块，微调装置包括可推动定位块顶紧锁紧套的螺杆，螺杆的端部与螺母螺纹连接，螺母通过挡块限位。由于对螺母进行了限位，因此旋转螺母，迫使螺杆前进或后退，从而使定位块顶紧或松开锁紧套，可实现锁紧套横向位置的微调。

在方案六的基础上进一步，还包括设于螺杆周向的螺杆套，所述的螺杆套沿其轴向开有条形槽，挡块上设有第二定位销，第二定位销的下端插设在条形槽内。螺杆在动作时，通过第二定位销和条形槽对螺杆起到导向的作用。

方案七，在方案五的基础上进一步，优选的滑块位于旋转压板的压下路径上，这样，在曲柄轴的位置确定后，旋转压板在夹持曲柄轴时，通过旋转压板就可同时压下滑块，进而使定位柱先退出曲柄轴的圆孔，毕竟通过镗头压下定位柱，由于镗头高速旋转，而镗头和定位柱之间存在摩擦可能会对彼此产生影响。

附图说明

图1为背景技术所述的曲柄轴的结构示意图；

图2为本发明实施例的立体结构示意图；

图3为本发明实施例夹具体和伺服进给系统的剖面示意图；

图4为本发明实施例夹具体的立体结构示意图；

图5为本发明实施例旋转油缸、旋转压板及微调装置的结构示意图；

图6为本发明实施例定心机构的结构示意图。

图7为本实施例曲轴五工位精镗机床的电气控制方法的流程图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

说明书附图2-6中的附图标记包括：电气柜2、切削液箱3、镗头4、防护罩5、液压滑台6、立柱7、配重8、动力头9、操作面板10、伺服电机11、曲柄轴12、夹具体13、定位孔131、偏心孔132、U形槽133、伺服滑台14、弹簧夹头15、锁紧套16、定位螺栓17、T形螺栓18、滚珠丝杆19、支撑台20、定心机构22、导柱221、滑块222、L形件223、定位柱224、定位块23、微调装置24、旋转压板25、旋转油缸26、锁紧螺栓27、第一压簧28。

如附图2所示的曲轴五工位精镗机床，电气柜2设置在基座的下部，伺服滑台14设置在基座的上部，伺服滑台14上部设有U形的导向槽，伺服滑台14上设有用于装夹工件的夹具体13，夹具体13上并排设有五个夹紧位，每个夹紧位上都放置了曲柄轴12。电气柜2的侧向设有切削液箱3和立柱7，立柱7位于切削液箱3的上方，立柱7的一个侧面设有用于进给驱动的液压滑台6，另一个侧面设有配重8，液压滑台6的侧面设有动力头9，动力头9的下部设有用于工件加工的镗头4，镗头4位于夹具体13的上方，镗头4的轴线与待加工的曲柄轴12的圆孔的轴线在同一竖线上。本实施例中，在立柱7的外围还设有防护罩5，在电气柜2的侧向还设有可回转的操作面板10，操作面板10上设有操作按钮。

如图4所示的夹具体13包括底座和上座，底座两侧设有U形槽133，用于通过T形螺栓18安装该夹具体13。上座上设置五个夹紧位，每个夹紧位上均设有用于定位阶梯轴的定位孔131，在定位孔131的侧向设有与曲柄轴的圆孔位置对应的偏心孔132。本实施例中，为了方便加工，定位孔131和偏心孔132相通。

如图3所示，在每个定位孔131内均设有设有锁紧套16，锁紧套16内设有用于夹紧曲柄轴的阶梯轴的弹簧夹头15，锁紧套16和弹簧夹头15均伸出上述的定位孔，锁紧套16和弹簧夹头15通过定位螺栓17定位，防止弹簧夹头与锁紧套相对转动。弹簧夹头下部伸出锁紧套，在弹簧夹头15的下部与弹簧夹头15螺纹连接有锁紧螺栓27，锁紧螺栓27的端面与锁紧套16的端面相抵，锁紧螺栓27的下部固定有用于支撑锁紧螺栓的第一压簧28。伺服电机11通过滚珠丝杆19带动整个夹具体13往复动作，滚珠丝杆19设置在支撑台20上，支撑台20设置在伺服滑台上部设置的导向槽内，滚珠丝杆19可沿着支撑台轴向往复滑动，在支撑台20与滚珠丝杆19之间设有轴承。

如图5所示，基座上位于夹具体13的侧向设有旋转油缸，旋转油缸的上部设有可与夹紧位配合夹紧曲柄轴的旋转压板。旋转压板为U形板，U形板内侧板面与曲柄轴圆孔端面的环台形状相匹配。如图5和图6所示，本实施例在夹具体的侧向还设有定心机构22，定心机构22包括竖直固定设置的两个导柱221，导柱221的下部固定在支撑台上，在两个导柱上套设有滑块222，在滑块222的下部位于导柱的周向设有用于支撑滑块的第二压簧（图中未示出），滑块222的侧向通过插销连接有L形件223，L形件的横板上部设有定位柱224，定位柱224可伸入到偏心孔和曲柄轴的圆孔内并抵靠圆孔的内圆。

本实施例中，还包括定位块23和微调装置24。定位块23的侧端面与锁紧套相抵，定位块23的下部并与锁紧套通过螺钉连接，在夹紧曲柄轴时，定位块23的上端面与曲柄轴的曲柄的下表面相抵，在定位块23上开有竖直通孔和与竖直通孔连通的水平通孔，微调装置24包括一水平设置的螺杆，螺杆穿过水平通孔，螺杆的一端设有凸出的头部，头部卡设在竖直通孔内。螺杆外周设有螺杆套，沿螺杆套的轴向设有条形槽。螺杆的另一端与一螺母螺纹连接，螺母的外圆呈阶梯状，其中位于内侧的小径段开有一圈环槽，环槽上插设有第一定位销，第一定位销设置在第一挡块上，上述第一挡块的外侧面与螺母的阶梯端面相抵，在夹具体的侧向还螺栓连接有第二挡块，第二挡块的外侧面与上述螺母的阶梯端面相抵。还包括设置在第一挡块上的第二定位销，第二定位销的下端插设在条形槽上。

本实施例定位块和微调装置的工作原理是：若锁紧套在装夹时，位置有所偏差，则可以通过定位块和微调装置进行微调。以螺母顺时针旋转螺杆前进为例，顺时针旋转螺母，由于螺母与螺杆螺纹连接，而螺母又通过第一挡块和第二挡块进行了限位，因此，螺杆将前进，由于第二定位销插设在导杆套的条形槽内，因此对螺杆将起到导向的作用，螺杆的头部推动定位块压紧锁紧套的侧向，将锁紧套的位置调正，反之亦可实现锁紧套的微调。

如附图7所示的本实施例曲轴五工位精镗机床的控制方法，包括以下步骤：

1）按下启动键，开机，所有电磁阀掉电；

2）伺服滑台后退与第一工位中心重合；

3）在各个工位上装夹曲柄轴，装夹曲柄轴时，将曲柄轴的阶梯轴和锥度轴部分插入到夹具体定位孔的弹簧夹头内，同时，曲柄轴曲柄部分的圆孔中心线对准与夹具体偏心孔的中心线，定心机构中的定位柱伸入到圆孔中，定位柱的外圆并抵靠在圆孔的内圆中定位曲柄轴的位置。

通过接近开关SB_M检测到的信号，判断第工位M零件夹紧是否到位，其中M为1-5中的任一整数；

4）若零件夹紧到位，则旋转油缸停止，工作台上的工件夹紧，电磁阀YT3得电，电磁阀YT4掉电；

5）镗头下行，电磁阀YT1得电，电磁阀YT2掉电；

6）通过接近开关SQ1检测镗头下行是否到位；

7）若镗头下行到位，则镗头停顿1S，然后快速退回，电磁阀YT1掉电，电磁阀YT2得电；

8）通过接近开关SQ2检测镗头退回是否到位；

9）若镗头退回到位，则松开工作台上的工件，电磁阀YT3得电，电磁阀YT4掉电；

10）通过接近开关SQ0检测工作台上的工件松开是否到位；

11）若工件松开到位，则产量Q加1，循环计数标志N加1；

12）判断N是否等于10，若否，判断N是否大于5，若是，则将N置2后，滚珠丝杆前进，工位M加1，并返回到步骤3）；

13）若N大于5，则滚珠丝杆后退，工位M减1，并返回到步骤3）；

14）若N小于5，则滚珠丝杆前进，工位M加1，并返回到步骤3）。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。

Claims (6)

1.曲轴五工位精镗机床，其特征在于，包括基座和设置在基座侧向的立柱，基座下部设有电气柜，基座上设有伺服滑台，伺服滑台上设有用于装夹工件的夹具体，夹具体通过伺服电机驱动往复运动，立柱的侧面设有用于进给驱动的液压滑台，液压滑台的侧面设有动力头，动力头的下部设有用于工件加工的镗头，镗头位于夹具体的上方，所述夹具体上并排设有多个夹紧位，基座上位于夹具体的侧向设有旋转油缸，旋转油缸的上部设有可与夹紧位配合夹紧曲柄轴的旋转压板；每个夹紧位上均设有用于定位阶梯轴的定位孔，在定位孔的侧向设有与曲柄轴的圆孔位置对应的偏心孔；在所述定位孔内设有锁紧套，锁紧套内设有用于夹紧曲柄轴的阶梯轴的弹簧夹头，弹簧夹头下部伸出锁紧套，在弹簧夹头的下部与弹簧夹头螺纹连接有锁紧螺栓，锁紧螺栓的端面与锁紧套的端面相抵，锁紧螺栓的下部固定有用于支撑锁紧螺栓的第一压簧。

2.根据权利要求1所述的曲轴五工位精镗机床，其特征在于，所述旋转压板为U形板，U形板内侧板面与曲柄轴圆孔端面的环台形状相匹配。

3.根据权利要求1所述的曲轴五工位精镗机床，其特征在于，在所述夹具体的侧向还设有定心机构，所述定心机构包括竖直固定设置的两个导柱，在两个导柱上套设有一滑块，在所述滑块的下部位于导柱的周向设有用于支撑滑块的第二压簧，滑块的侧向可拆卸的连接有L形件，L形件的横板上部设有定位柱，定位柱可伸入到偏心孔和曲柄轴的圆孔内并抵靠圆孔的内圆。

4.根据权利要求1所述的曲轴五工位精镗机床，其特征在于，还包括与锁紧套侧面相抵的定位块，微调装置包括可推动定位块顶紧锁紧套的螺杆，螺杆的端部与螺母螺纹连接，螺母通过挡块限位。

5.根据权利要求3所述的曲轴五工位精镗机床，其特征在于，所述的滑块位于所述旋转压板的压下路径上。

6.根据权利要求4所述的曲轴五工位精镗机床，其特征在于，还包括设于螺杆周向的螺杆套，所述的螺杆套沿其轴向开有条形槽，挡块上设有第二定位销，第二定位销的下端插设在条形槽内。