CN106553104A - 一种曲轴双工步浮动去毛刺装置及加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种曲轴双工步浮动去毛刺装置，包括减速电机、联轴器、主传动轴、副传动轴、同步带、同步带轮、弹性刀杆、毛刷等；主传动轴的输入端与减速电机输出轴相连，其输出端设有弹性刀杆；副传动轴的输入端通过同步带轮和同步带与主传动轴的输入端相连，其输出端设有弹性刀杆；弹性刀杆的端头内设有用于固定安装毛刷的弹性夹头。应用本发明的装置，效果是：整体结构精简；主传动轴和副传动轴通过同步带轮和同步带连接，将来自电机旋转驱动力一分为二，同时进给加工，提高加工效率；弹性刀杆配合机器人进行毛刺去除，避免刀具与工件刚性接触，延长设备寿命。本发明还提供一种上述装置的加工方法，具有加工步骤精简、产品合格率高等优点。

Description

一种曲轴双工步浮动去毛刺装置及加工方法

技术领域

本发明涉及铸铁、铸钢等铸件毛刺清理及表面精整技术领域，特别地，涉及一种曲轴双工步浮动去毛刺装置及加工方法。

背景技术

曲轴作为发动机的关键零件，材料多采用铸铁、铸钢制造，由于曲轴结构曲面较多，形状复杂，机加工后毛刺呈多样化，加上制造尺寸偏差、夹具定位误差等存在，采用机器人自动去毛刺容易导致部分加工轨迹刀具与工件刚性接触，对设备造成损坏，同时部分加工轨迹毛刺去除效果却不理想等情况。

目前，在曲轴清理诸多环节中，基本还处于人工作业和半自动化作业状态。对于曲轴上通油孔毛刺采用专机刷拭清理，但是对于曲轴平衡块和轴颈等处小曲面棱线毛刺，只能是人工手持锉刀进行去除。由于人工手持打磨工具只能单工步加工，且刀具不具有径向浮动功能，效率低下，质量不稳定。而市场上主流的浮动主轴，采用压缩空气为驱动力，成本高昂。

部分相关的现有专利技术如：申请号为：201420508181.4的一种曲轴油孔去毛刺刷拭装置；申请号为：201210125916.0的一种发动机曲轴油孔去毛刺装置。

综上所述，急需一种结构精简、操作方便且实用性强的去毛刺装置及加工方法以解决现有技术存在的问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明旨在提供一种既能避免刀具与工件刚性接触，带360°浮动机构，用于刀具跟随加工，且工件多个棱线毛刺可同时清理的双工位浮动去毛刺装置及加工方法，具体技术方案如下：

一种曲轴双工步浮动去毛刺装置，包括基座、减速电机、电机座、联轴器、主传动轴、副传动轴、主传动轴座、副传动轴座、同步带、同步带轮、弹性刀杆和毛刷；

所述主传动轴座、副传动轴座以及电机座均固定安装在所述基座上；所述减速电机固定安装在所述电机座上；所述主传动轴通过滚动轴承安装在所述主传动轴座上，其输入端通过联轴器与减速电机输出轴相连，其输出端固定安装有弹性刀杆；所述副传动轴通过滚动轴承安装在所述副传动轴座上，其输入端通过同步带轮和同步带与主传动轴的输入端相连，其输出端固定安装有弹性刀杆；所述弹性刀杆的端头内设有用于固定安装所述毛刷的弹性夹头。

以上技术方案中优选的，所述主传动轴与所述同步带轮之间以及所述副传动轴与所述同步带轮之间均通过胀紧套连接。

为了达到更好的技术效果，还包括用于调节所述同步带松紧的张紧轮组件，所述张紧轮组件设置在所述电机座上。

以上技术方案中优选的，所述张紧轮组件包括固定在所述电机座上的张紧轮支座以及设置在所述张紧轮支座上且与所述同步带相匹配的滚轮；所述张紧轮支座上设有用于调整所述滚轮位置而实现调节所述同步带松紧的腰形孔。

以上技术方案中优选的，所述弹性刀杆的材质为弹簧钢，其能绕固结点做360°小幅浮动。

以上技术方案中优选的，所述毛刷与所述弹性夹头为可拆卸连接。

应用本发明的曲轴双工步浮动去毛刺装置，效果是：

(1)本发明的曲轴双工步浮动去毛刺装置包括基座、减速电机、电机座、联轴器、主传动轴、副传动轴、主传动轴座、副传动轴座、同步带、同步带轮、弹性刀杆和毛刷；整体结构精简；主传动轴连接减速电机，副传动轴通过同步带轮和同步带与主传动轴连接，由同步带将来自电机旋转驱动力一分为二，分别传递给主传动轴和副传动轴，驱动两组刀具同时进给加工，大大提高加工速率；毛刷通过弹性刀杆与主传动轴或副传动轴连接，弹性刀杆能发生弹性变形(提供一定的浮动力)，能有效避免刀具与工件刚性接触，降低设备的损坏率，大大延长设备的使用寿命。

(2)本发明中主传动轴与同步带轮之间以及副传动轴与同步带轮之间均通过胀紧套连接，部件容易获得，优化主传动轴或副传动轴与同步带轮之间的连接关系，确保提供平稳的动力传输。

(3)本发明中还包括用于调节所述同步带松紧的张紧轮组件，所述张紧轮组件设置在所述电机座上。张紧轮组件的设计，主要用于调节同步带的松紧，进一步确保主传动轴或副传动轴提供平稳的动力传输。

(5)本发明中张紧轮组件包括张紧轮支座以及滚轮，张紧轮支座上设有腰形孔。张紧轮组件的结构精简，便于制造，且能满足调节同步带不同张紧度的需求。

(6)本发明中弹性刀杆的材质为弹簧钢，其能绕固结点做360°小幅浮动，进一步确保有效避免刀具与工件刚性接触；毛刷与弹性夹头为可拆卸连接，毛刷安装、拆卸等操作方便。

本发明还提供一种曲轴双工步浮动去毛刺加工方法，具体包括以下步骤：

S1、机器人夹持曲轴运动至上述的曲轴双工步浮动去毛刺装置中的加工准备位置，触发到位信号；

S2、机器人第i次调整曲轴姿态，使曲轴上不同工步平衡块棱线分别对准主传动轴上的毛刷和副传动轴上的毛刷，其中：i为大于等于1的自然数；

S3、减速电机启动，主传动轴带动其上的毛刷进行高速旋转，副传动轴带动其上的毛刷进行高速旋转；

机器人夹持曲轴纵向进给，主传动轴上的弹性刀杆和副传动轴上的弹性刀杆均受到挤压产生弹性变形，并对曲轴提供弹性接触压力；

S4、机器人夹持曲轴回退至初始安全位置，主传动轴上的弹性刀杆和副传动轴上的弹性刀杆均恢复弹性形变；

S5、判断曲轴是否符合加工要求，若符合，曲轴去毛刺加工结束；若不符合，取i＝i+1，返回S2。

以上技术方案中优选的，所述毛刷的旋转转速为2700-2900r/min。

应用本发明的曲轴双工步浮动去毛刺加工方法，效果是：工艺步骤简单，工艺参数容易控制，具有广泛的推广应用价值。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明优选实施例曲轴双工步浮动去毛刺装置的立体结构示意图；

图2是图1中曲轴双工步浮动去毛刺装置的主视示意图；

图3是图2中I放大示意图；

图4是图1中张紧轮组件的结构示意图；

附图标记说明：

1、基座；2、减速电机；3、电机座；4、联轴器；5、胀紧套；6、同步带；

7、同步带轮；8、主传动轴座；9、主传动轴；10、弹性刀杆；11、毛刷；

12、曲轴；13、副传动轴；14、副传动轴座；15、张紧轮组件；16、弹性夹头；

A、固节点，B、张紧轮支座；C、滚轮；D、腰形孔。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

实施例1：

参照图1，本发明的优选实施例提供了一种曲轴双工步浮动去毛刺装置，包括基座1、减速电机2、电机座3、联轴器4、胀紧套5、同步带6、同步带轮7、主传动轴座8、主传动轴9、弹性刀杆10、毛刷11、副传动轴13、副传动轴座14、张紧轮组件15以及弹性夹头16。

所述主传动轴座8、副传动轴座14、电机座3以及张紧轮组件15固定安装在基座1上。

所述减速电机2固定安装在电机座3上。

所述主传动轴9通过滚动轴承安装在主传动轴座8上，其输入端通过联轴器4与减速电机2的输出轴相连，其输出端固定安装有弹性刀杆10，弹性刀杆10的端头设有毛刷11。

所述副传动轴13通过滚动轴承安装在副传动轴座14上，其输入端通过同步带轮7和同步带6与主传动轴9相连，其输出端固定安装有弹性刀杆10，弹性刀杆10的端头设有毛刷11。

参照图2，所述主传动轴9与同步带轮7之间以及副传动轴13与同步带轮7之间均通过胀紧套5连接，电机旋转驱动力经同步带6一分为二，分别传递到与主传动轴9和副传动轴13上，继而传递至对应的弹性刀杆10上，最后带动相应的毛刷11进行旋转。

参照图1和图3，所述弹性刀杆10采用弹簧钢制作，当工件和刀具挤压时，可绕固结点A产生弹性变形，用以缓冲刚性冲击，其端头内置弹性夹头16用于固定安装毛刷11，弹性夹头和毛刷可以采用可拆卸连接方式，便于刀具的安装和拆装等操作。

参照图1和图4，所述同步带6通过张紧轮组件15调节其松紧度，所述张紧轮组件15包括固定在所述电机座上的张紧轮支座B以及设置在所述张紧轮支座B上且与所述同步带6相匹配的滚轮C；所述张紧轮支座B上设有用于调整所述滚轮C位置而实现调节所述同步带6松紧的腰形孔D，滚轮C可以通过螺栓和螺母的组合活动设置在所述腰形孔D处。此处，腰形孔的长度方向垂直于同步带的长度方向，其通过上下动作来调节滚轮C的张紧量，进而调控同步带6的张紧度。

应用本实施例的曲轴双工步浮动去毛刺装置，其具体包括以下步骤：

S1、机器人夹持曲轴12运动至本实施例的曲轴双工步浮动去毛刺装置的加工准备位置，触发到位信号；

S2、机器人第i次调整曲轴12姿态，使曲轴12上不同工步平衡块棱线分别对准主传动轴9上的毛刷11和副传动轴13上的毛刷11，其中：i为大于等于1的自然数；

S3、减速电机2启动，主传动轴9带动其上的毛刷11进行高速旋转，副传动轴13带动其上的毛刷11进行高速旋转，毛刷的旋转转速为2700-2900r/min，可根据实际加工的产品进行相应选择；

机器人夹持曲轴12纵向进给，主传动轴9上的弹性刀杆10和副传动轴13上的弹性刀杆10均受到挤压产生弹性变形，并对曲轴12提供弹性接触压力；

S4、机器人夹持曲轴12回退至初始安全位置，主传动轴9上的弹性刀杆10和副传动轴13上的弹性刀杆10均恢复弹性形变；

S5、判断曲轴12是否符合加工要求，若符合，曲轴去毛刺加工结束；若不符合，取i＝i+1，返回S2，进行下一次加工。

上述S5中判断曲轴12是否符合加工要求可以参照现有技术中的方法进行判断。

本发明中还带有电气控制部分，电气控制部分参照现有技术。

综上所述，采用本发明的技术方案，装置精简，工艺步骤简单，加工效率高，设备使用寿命长，成本低，实用性强。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种曲轴双工步浮动去毛刺装置，其特征在于：包括基座、减速电机、电机座、联轴器、主传动轴、副传动轴、主传动轴座、副传动轴座、同步带、同步带轮、弹性刀杆和毛刷；

所述主传动轴座、副传动轴座以及电机座均固定安装在所述基座上；

所述减速电机固定安装在所述电机座上；

所述主传动轴通过滚动轴承安装在所述主传动轴座上，其输入端通过联轴器与减速电机输出轴相连，其输出端固定安装有弹性刀杆；

所述副传动轴通过滚动轴承安装在所述副传动轴座上，其输入端通过同步带轮和同步带与主传动轴的输入端相连，其输出端固定安装有弹性刀杆；

所述弹性刀杆的端头内设有用于固定安装所述毛刷的弹性夹头。

2.根据权利要求1所述的曲轴双工步浮动去毛刺装置，其特征在于，所述主传动轴与所述同步带轮之间以及所述副传动轴与所述同步带轮之间均通过胀紧套连接。

3.根据权利要求1-2任意一项所述的曲轴双工步浮动去毛刺装置，其特征在于，还包括用于调节所述同步带松紧的张紧轮组件，所述张紧轮组件设置在所述电机座上。

4.根据权利要求3所述的曲轴双工步浮动去毛刺装置，其特征在于，所述张紧轮组件包括固定在所述电机座上的张紧轮支座以及设置在所述张紧轮支座上且与所述同步带相匹配的滚轮；所述张紧轮支座上设有用于调整所述滚轮位置而实现调节所述同步带松紧的腰形孔。

5.根据权利要求3所述的曲轴双工步浮动去毛刺装置，其特征在于，所述弹性刀杆的材质为弹簧钢，其能绕固结点做360°小幅浮动。

6.根据权利要求3所述的曲轴双工步浮动去毛刺装置，其特征在于，所述毛刷与所述弹性夹头为可拆卸连接。

7.一种曲轴双工步浮动去毛刺加工方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、机器人夹持曲轴运动至如权利要求1-6任意一项所述的曲轴双工步浮动去毛刺装置的加工准备位置，触发到位信号；

S2、机器人第i次调整曲轴姿态，使曲轴上不同工步平衡块棱线分别对准主传动轴上的毛刷和副传动轴上的毛刷，其中：i为大于等于1的自然数；

S3、减速电机启动，主传动轴带动其上的毛刷进行高速旋转，副传动轴带动其上的毛刷进行高速旋转；

机器人夹持曲轴纵向进给，主传动轴上的弹性刀杆和副传动轴上的弹性刀杆均受到挤压产生弹性变形，并对曲轴提供弹性接触压力；

S4、机器人夹持曲轴回退至初始安全位置，主传动轴上的弹性刀杆和副传动轴上的弹性刀杆均恢复弹性形变；

S5、判断曲轴去毛刺效果是否符合加工要求，若符合，曲轴去毛刺加工结束；若不符合，取i＝i+1，返回S2。

8.根据权利要求7所述的曲轴双工步浮动去毛刺加工方法，其特征在于，所述毛刷的旋转转速为2700-2900r/min。