CN109514263B - 一种活塞销孔加工系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种活塞销孔加工系统，包括夹紧机构和控制器，夹紧机构包括旋转卡盘、定位装置和抵接检测装置。首先将活塞的第一端放入由至少两个夹紧卡爪形成的卡接槽内，然后定位装置与活塞的第二端相卡接以限定活塞位置，接着设于定位装置上的抵接检测装置检测出定位装置与活塞相抵，抵接检测装置发送信号至控制器，控制器根据抵接检测装置发送的信号驱动夹紧卡爪夹紧活塞，从而实现自动夹紧活塞。自动夹紧活塞有利于提升活塞销孔加工过程的自动化程度，从而有利于提升加工效率。进一步地，自动夹紧活塞，避免人工参与，降低因人工参与而造成的加工误差，自然有利于提升活塞销孔的加工精度。因此，有利于提升加工效率和加工精度。

Description

一种活塞销孔加工系统

技术领域

本发明涉及活塞加工领域，特别涉及一种活塞销孔加工系统。

背景技术

活塞是发动机汽缸的关键核心部件，广泛应用于汽车、火车、轮船、游艇等常见交通工具的柴油发动机和汽油发动机中，故改善活塞的加工工艺显得尤为必要。

为满足工作需求，通常需沿活塞的径向开设贯穿的销孔。然而，在加工现有的活塞销孔时，由于现有活塞销孔加工过程中的自动化程度较低，导致现有活塞销孔的加工效率较低。进一步地，在装夹现有活塞的过程中，通常需手动夹紧活塞，人工的参与一定程度上造成加工误差，严重影响活塞销孔的加工精度。

因此，如何提升活塞销孔的加工效率和加工精度是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种活塞销孔加工系统，有利于活塞销孔的加工效率和加工精度。

其具体方案如下：

本发明提供一种活塞销孔加工系统，包括用于装夹活塞的夹紧机构和控制器，所述夹紧机构包括：

旋转卡盘，所述旋转卡盘具有由至少两个夹紧卡爪形成的卡接槽；

与所述旋转卡盘相对设置、用于在活塞的第一端与所述卡接槽抵接后与活塞的第二端相卡接以限定活塞位置的定位装置；

设于所述定位装置、用于检测所述定位装置与活塞相抵的抵接检测装置；

所述控制器分别与所述抵接检测装置和所述旋转卡盘相连，用于根据所述抵接检测装置发送的信号驱动所述夹紧卡爪夹紧活塞。

优选地，所述夹紧机构还包括：

用于在活塞插入所述卡接槽后从活塞的底部托起活塞的支撑装置；

与所述控制器相连且设于所述支撑装置、用于检测活塞处于所述支撑装置上方的位置检测装置；

与所述控制器相连且设于所述支撑装置、用于检测活塞与所述支撑装置抵接的接触检测装置；

所述控制器根据所述位置检测装置发送的信号驱动所述支撑装置升降以对应托起或远离活塞，并根据所述接触检测装置发送的信号驱动所述定位装置伸缩以对应压向或远离活塞。

优选地，所述定位装置包括用于与活塞相抵的定位卡盘，所述定位卡盘包括：

靠近所述旋转卡盘的一端具有容纳槽的定位套；

至少两个第一端分别用于与活塞的卡槽相卡接的定位卡爪；

固定于所述容纳槽内且与全部所述定位卡爪的第二端相铰接的定位块；

第一端通过至少两个可转动的连杆与所述定位卡爪对应铰接、第二端安装于所述定位块端部所设的导向槽内以当卡槽挤压所述定位卡爪时在所述连杆的推挤下沿所述导向槽压向所述定位块的定位销；

安装于所述导向槽内且两端分别与所述定位块和所述定位销相抵以使全部所述定位卡爪形成的缩口与卡槽侧壁相贴合的弹性元件。

优选地，所述定位卡盘还包括：

沿垂直于所述导向槽的中心轴线方向依次穿过所述定位块和所述定位销以阻挡所述定位销相对于所述定位块转动的防转柱；

沿垂直于所述定位销的中心轴线方向贯穿且在所述定位销轴向上的宽度大于所述防转柱的宽度以在所述防转柱穿过时为所述定位销沿所述导向槽移动提供空间的避让槽。

优选地，所述定位装置还包括：

与所述定位套远离所述旋转卡盘的一端相连以通过伸缩带动所述定位卡爪压向或远离卡槽的定位驱动缸；

设于所述定位套与所述定位驱动缸之间以可转动地连接二者的转动连接部。

优选地，所述定位卡盘还包括设于所述定位套的靠近活塞一端以与活塞的定位槽配合卡接的定位凸起，所述夹紧机构还包括：

固定于机架且与所述控制器相连以在所述定位凸起与所述定位槽卡接后沿平行于所述定位套中心轴向方向伸出以穿过所述定位套限定所述定位套转动的防转装置；

当所述定位凸起与所述定位槽卡接后，所述控制器根据所述抵接检测装置发送的信号驱动所述防转装置伸出直至穿过所述定位套。

优选地，还包括：

设于所述卡接槽且与所述控制器相连以检测活塞的第一端与所述卡接槽相贴合的贴合检测装置；所述控制器根据所述贴合检测装置发送的信号驱动所述旋转卡盘使所述夹紧卡爪夹紧活塞，同时所述控制器根据所述贴合检测装置发送的信号控制所述支撑装置收缩以远离所述定位套。

优选地，还包括：

与所述控制器相连、用于沿活塞的径向进给以切削活塞的组合刀具；

设于所述机架且与所述控制器相连、用于检测所述支撑装置复位的行程开关；所述控制器根据所述行程开关发送的信号驱动所述组合刀具切削活塞以获取销孔。

优选地，还包括：

安装于所述组合刀具且与所述控制器相连、用于检测所述组合刀具进给至预设行程的行程检测装置；所述控制器根据所述行程检测装置发送的信号驱动所述防转装置收缩以使所述防转装置与所述定位套脱离接触，同时所述控制器驱动所述组合刀具复位；

设于所述机架且与所述控制器相连、用于检测所述防转装置复位的复位检测装置；所述控制器根据所述复位检测装置发送的信号驱动所述旋转卡盘带动活塞和所述定位套转动180度；

安装于所述旋转卡盘且与所述控制器相连、用于检测所述旋转卡盘转动角度的转角检测装置；控制器根据转角检测装置发送的信号驱动所述防转装置伸出直至插入所述定位套内，同时所述控制器根据转角检测装置发送的信号驱动所述组合刀具切削活塞以获取销孔。

优选地，还包括：

与所述控制器相连、用于装卸活塞的抓取机构；

所述控制器根据所述行程检测装置发送的信号控制所述组合刀具再次复位，同时所述控制器控制所述支撑装置收缩以脱离所述定位套；所述控制器根据所述复位检测装置发送的信号控制所述抓取机构抓取活塞，同时所述控制器控制所述定位装置复位。

相对于背景技术，本发明所提供的活塞销孔加工系统，包括夹紧机构和控制器，所述夹紧机构包括旋转卡盘、定位装置和抵接检测装置。

首先将活塞的第一端放入由至少两个夹紧卡爪形成的卡接槽内，然后所述定位装置与活塞的第二端相卡接以限定活塞位置，接着设于所述定位装置上的抵接检测装置检测出所述定位装置与活塞相抵，所述抵接检测装置发送信号至控制器，控制器根据所述抵接检测装置发送的信号驱动所述夹紧卡爪夹紧活塞，从而实现自动夹紧活塞，

由此可知，自动夹紧活塞有利于提升活塞销孔加工过程的自动化程度，从而有利于提升加工效率。进一步地，自动夹紧活塞，避免人工参与，降低因人工参与而造成的加工误差，自然有利于提升活塞销孔的加工精度。因此，本发明所提供的活塞销孔加工系统有利于提升加工效率和加工精度。

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为本发明一种具体实施例所提供活塞销孔加工系统的结构图；

图2为图1中夹紧机构和组合刀具的位置关系图；

图3为图1中定位卡盘的结构图；

图4为图3的剖面图；

图5为图4中的定位卡盘旋转90度后剖面图；

图6为图1中的定位卡盘和防转装置在加工活塞时的剖面结构图；

图7为图6中定位卡盘旋转90度后与旋转卡盘夹紧活塞时的结构图；

图8为图1中定位卡爪的结构图；

图9为图1中定位块的主视图；

图10为图9中A-A向剖面图；

图11为图9中B-B向剖面图；

图12为图1中定位销的主视图；

图13为图12的侧视图；

图14为图13中C-C向剖面图；

图15为图13中D-D向剖面图；

图16为图1中防转柱的结构图；

图17为加工完销孔后的活塞结构图；

图18为组合刀具的切槽状态图；

图19为组合刀具的结构图。

附图标记如下：

活塞1、夹紧机构2、控制器3、组合刀具4、抓取机构5和销孔6；

卡槽11、第二孔面12、内倒角面13、挡圈槽14和外倒角面15；

刀杆41、第一镗刀42、第二镗刀43、内倒角刀44、切槽刀45和外倒角刀46；

第一锥型承载杆411、圆柱承载杆412和第二锥型承载杆413；

旋转卡盘21、定位装置22、支撑装置23、防转装置24、贴合检测装置25和复位检测装置26；

夹紧卡爪211和卡接槽212；

定位卡盘221、定位驱动缸222和转动连接部223；

定位套2211、定位卡爪2212、定位块2213、定位销2214、弹性元件2215、防转柱2216、避让槽2217和连杆2218；

容纳槽2211-1和定位凸起2211-2；

导向槽2213-1；

转动套2231、固定轴2232和回转支撑件2233；

贴合挡块251和通气孔252。

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。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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。

请参考图1至图4，图1为本发明一种具体实施例所提供活塞销孔加工系统的结构图；图2为图1中夹紧机构和组合刀具的位置关系图。

本发明实施例公开了一种活塞销孔加工系统，包括用于装夹活塞1的夹紧机构2和控制器3，夹紧机构2包括旋转卡盘21、定位装置22和抵接检测装置。

其中，旋转卡盘21具有卡接槽212，卡接槽212由至少两个夹紧卡爪211形成。在该具体实施例中，旋转卡盘21具体为液压旋转卡盘，卡接槽212由三个呈圆环状均匀排列的夹紧卡爪211形成。当活塞1在定位装置22的作用下完成定位时，旋转卡盘21驱动三个夹紧卡爪211向活塞1聚拢，以便夹紧活塞1。当然，旋转卡盘21的结构不限于此。

请参考图3至图6，图3为图1中定位卡盘的结构图；图4为图3的剖面图；图5为图4中的定位卡盘旋转90度后剖面图；图6为图1中的定位卡盘和防转装置在加工活塞时的剖面结构图；图7为图6中定位卡盘旋转90度后与旋转卡盘夹紧活塞时的结构图。

定位装置22与旋转卡盘21的相对设置，且二者同轴设置，以便活塞1的第一端与卡接槽212相抵后使定位装置22与活塞1的第二端相卡接，进而限定活塞1位置。在该具体实施例中，定位装置22包括用于与活塞1相抵的定位卡盘221。

优选地，定位卡盘221包括定位套2211、定位卡爪2212、定位块2213、定位销2214和弹性元件2215。其中，定位套2211靠近旋转卡盘21的一端具有容纳槽2211-1。具体地，定位套2211大致呈圆盘状，其外周面为阶梯型圆柱面，具体包括一个台阶面，当然，不限于此。

请参考图8，图8为图1中定位卡爪的结构图。

定位卡爪2212包括至少两个，全部定位卡爪2212的第一端均与活塞1的卡槽11相卡接，在该具体实施例中，定位卡爪2212具体包括两个相对设置的定位卡爪2212，两个定位卡爪2212的结构完全相同，每个定位卡爪2212包括连接部和固设于连接部端部的U型卡接部，U型卡接部包括两个抵接爪。在此需说明的是，活塞1的卡槽11具体为沿卡槽11的轴向方向延伸的锥型槽，相应地，两个抵接爪的外周面呈锥弧面，以便两个抵接爪充分与卡槽11的内侧面相抵接。

请参考图9至图11，图9为图1中定位块的主视图；图10为图9中A-A向剖面图；图11为图9中B-B向剖面图。

定位块2213固定于容纳槽2211-1内，具体与定位套2211同轴设置，且与全部定位卡爪2212的第二端相铰接。具体地，定位块2213包括固定部和铰接部，其中，定位块2213的固定部外周大致呈圆柱状，相应地，容纳槽2211-1的底面开设有与定位块2213相配合的固定孔，需要指明的是，定位块2213的固定部与容纳槽2211-1的固定孔采用过盈连接，使定位块2213相对于定位套2211固定。定位块2213的铰接部大致呈十字状，固设于固定部远离定位套2211的一端。铰接部包括两个相对设置的铰接臂和两个相对设置的固定臂，其中，两个铰接臂通过转销与定位卡爪2212的第二端相铰接，自然用于连接铰接臂和定位卡爪2212的转销的中心轴线与定位套2211的中心轴线相垂直。两个固定臂分别通过紧定螺栓与定位套2211可拆卸连接，以便进一步固定定位块2213和定位套2211，有效防止二者相对滑动，有利于提升连接可靠性。

请参考图12至图15，图12为图1中定位销的主视图；图13为图12的侧视图；图14为图13中C-C向剖面图；图15为图13中D-D向剖面图。

定位销2214的第一端通过至少两个可转动的连杆2218与定位卡爪2212对应铰接，定位销2214的第二端安装于定位块2213端部所设的导向槽2213-1内，以便当卡槽11挤压定位卡爪2212时，定位销2214能够在连杆2218的推挤下沿导向槽2213-1压向定位块2213。在该具体实施例中，每个定位销2214的第一端均通过转销与对应连杆2218的第一端可转动连接，连杆2218的第二端通过转销与定位销2214的第一端相铰接。在此需要指明的是，用于可转动连接定位卡爪2212和连杆2218的转销及用于可转动连接连杆2218和定位销2214的转销的均垂直于定位套2211的中心轴线设置，且两端均通过固定轴2232进行固定。在此还需要说明的是，导向槽2213-1开设于定位块2213内，且与定位块2213同轴。导向槽2213-1由两段内径不一致的圆柱槽形成的阶梯状盲孔，包括导向孔段和挤压槽段，其中导向孔段贯穿定位块2213的铰接部的中心，其内径与定位销2214第二端的外径一致，以便引导定位销2214移动；挤压槽段沿导向孔段的端部向定位块2213的固定部延伸，且内径略大于弹性元件2215的外径，主要用于容纳弹性元件2215。

弹性元件2215安装于导向槽2213-1内，其两端分别与定位块2213与定位销2214相抵，以便使全部定位卡爪2212形成的缩口与卡槽11侧壁相贴合。具体地，当定位卡爪2212的卡槽11的内侧面相抵时，由定位卡爪2212形成的缩口横截面减小，定位卡爪2212向中心聚拢，通过连杆2218挤压定位销2214，使定位销2214压向定位块2213，弹性元件2215受压，从而使定位卡爪2212适应卡槽11的内侧面，进而使定位卡爪2212充分与卡槽11相抵接；当定位卡爪2212脱离卡槽11时，弹性元件2215依靠弹性力推动定位销2214沿导向槽2213-1向远离定位块2213的方向移动，直至定位销2214复位，从而使定位卡爪2212复位。由此可知，弹性元件2215的设置使定位卡爪2212能够实现浮动找正定位，使定位更准确，加工精度更高。此外，弹性元件2215使定位卡爪2212的聚拢或分散，有利于适应卡槽11内侧面尺寸，显然有利于提升适应性。具体地，弹性元件2215优选圆柱弹性，一端安装于导向槽2213-1的挤压槽段，另一端安装于定位销2214端部所设的抵接槽内。当然，弹性元件2215的类型及安装方式均不限于此。

为防止定位销2214相对于定位块2213转动，优选地，定位卡盘221还包括防转柱2216和避让槽2217。

请参考图16，图16为图1中防转柱的结构图。

其中，防转柱2216沿垂直于导向槽2213-1的中心轴线方向依次穿过定位块2213和定位销2214，以便阻挡定位销2214相对于定位块2213转动。相应地，定位块2213还包括设于铰接部端部的限定部，限定部设有垂直于导向槽2213-1的中心轴线方向贯通的限定孔。避让槽2217沿垂直于定位销2214的中心轴线方向贯穿，且在定位销2214轴向上的宽度大于防转柱2216的宽度，以便在防转柱2216穿过限定孔时，避让槽2217能够为定位销2214沿导向槽2213-1移动提供空间。防转柱2216一端设有与定位块2213相抵的止挡块，另一端设有可拆卸地安装于防转柱2216远离止挡块一端的紧定螺母，以防防转柱2216脱出避让槽2217。具体地，防转柱2216的横截面呈矩形，相应地，避让槽2217为横截面呈矩形的立方体状通孔，其宽度小于定位销2214的外径，当然，不限于此。

为使定位卡盘221靠近或远离旋转卡盘21，在该具体实施例中，定位装置22还包括与定位套2211远离旋转卡盘21的一端相连的定位驱动缸222和设于定位套2211与定位驱动缸222之间的转动连接部223。定位驱动缸222优选为液压缸，缸筒固设于机架上，活塞杆通过转动连接部223与定位卡盘221相连，以便通过活塞杆相对于缸筒伸缩带动定位卡爪2212压向或远离卡槽11，实现活塞1的浮动找正。转动连接部223可转动地连接于定位套2211与定位驱动缸222的活塞杆之间。具体地，转动连接部223包括转动套2231、固定轴2232和回转支撑件2233，其中，转动套2231通过连接凸缘与定位套2211可拆卸地固连为一体，固定轴2232与定位驱动缸222的活塞杆通过连接螺栓固连为一体。回转支撑件2233设于转动套2231与固定轴2232之间，以便支撑转动套2231相对于固定轴2232转动。回转支撑件2233优选为具有两排滚动体的深沟球轴承，当然，回转支撑件2233的类型不限于此。

在该具体实施例中，抵接检测装置设于定位装置22，用于检测定位装置22与活塞1相抵。抵接检测装置可以是压力传感器、障碍物传感器等，在此不作具体限定。

控制器3分别与抵接检测装置和旋转卡盘21相连，当定位装置22与活塞1相抵后，抵接检测装置发送信号至控制器3，根据抵接检测装置发送的信号驱动夹紧卡爪211夹紧活塞1；当定位装置22与活塞1脱离接触时，抵接检测装置不工作。

综上所述，本发明所提供的活塞销孔加工系统能够实现自动夹紧活塞1，自动夹紧活塞1有利于提升销孔6加工过程的自动化程度，从而有利于提升加工效率。进一步地，自动夹紧活塞1，避免人工参与，降低因人工参与而造成的加工误差，自然有利于提升销孔6的加工精度。因此，本发明所提供的活塞销孔加工系统有利于提升加工效率和加工精度。

为辅助定位装置22浮动找正，夹紧机构2还包括支撑装置23、位置检测装置、接触检测装置。其中，支撑装置23位于活塞1底部，以便在活塞1插入卡接槽212后从活塞1的底部托起活塞1，防止活塞1坠落。在该具体实施例中，由于活塞1的外周面大致呈圆柱状，支撑装置23包括U型支座和固设于U型支座底部的升降驱动缸。升降驱动缸为液压缸，缸筒垂直固定于机架上，活塞杆固定于U型支座底部。当支撑装置23的结构不限于此。

位置检测装置与控制器3相连，且设于支撑装置23上，用于检测活塞1处于支撑装置23上方。位置检测装置可以是障碍物检测传感器，当然不限于此。接触检测装置与控制器3相连，且设于支撑装置23，用于检测活塞1与支撑装置23抵接。接触检测装置可以是压力检测装置，当然不限于此。当活塞1被转移至支撑装置23上方时，位置检测装置发送信号至控制器3，控制器3根据位置检测装置发送的信号驱动支撑装置23升降，以便支撑装置23对应托起或远离活塞1；否则，位置检测装置不工作。当活塞1与支撑装置23抵接时，接触检测装置发送信号至控制器3，控制器3根据接触检测装置发送的信号驱动定位装置22伸缩，以便定位装置22对应压向或远离活塞1。

为提升定位装置22的定位精度，在该具体实施例中，定位卡盘221还包括设于定位套2211的靠近活塞1一端以与活塞1的定位槽配合卡接的定位凸起2211-2，定位凸起2211-2具体为圆柱状凸缘，当定位卡爪2212与卡槽11相抵后，通过浮动找正实现初步定位，定位装置22继续压向活塞1的第二端，使定位凸起2211-2充分与活塞1端部的定位槽配合卡接，使活塞1实现精确定位，从而提升加工精度。

为防止定位套2211相对于机架转动，在该具体实施例中，本发明还包括固定于机架的防转装置24，防转装置24在定位凸起2211-2与定位槽卡接后，沿平行于定位套2211的中心轴线方向伸出，以便穿过定位套2211限定定位套2211转动，从而在加工活塞1的过程中防止定位套2211在振动作用下相对机架转动，进而提升加工精度。防转装置24与控制器3相连，以便当定位凸起2211-2与定位槽卡接后，抵接检测装置发送的信号至控制器3，控制器3根据抵接检测装置发送的信号驱动防转装置24伸出直至穿过定位套2211，实现自动防转，自动程度提高，加工效率自然有所提升。

在该具体实施例中，防转装置24具体为防转液压缸，其缸筒固定于机架上，活塞杆沿平行于定位套2211的中心轴线方向伸缩，相应地，定位套2211设有供防转装置24的活塞杆穿过的防转孔，当然，防转装置24的结构不限于此。

为实现自动夹紧活塞1，本发明还包括设于卡接槽212的贴合检测装置25，以检测活塞1的第一端与卡接槽212相贴合。在该具体实施例中，卡接槽212内设有贴合挡块251，该贴合挡块251的中心设有贯穿的通气孔252，该通气孔252的一端与卡接槽212相贯通。贴合检测装置25优选为设于通气孔252靠近卡接槽212一端的气压传感器。当活塞1在定位装置22的推挤下与卡接槽212内的贴合挡块251充分贴合后，通气孔252的一端被活塞1的第一端堵塞，当向通气孔252内通入一定量的气体后，气压传感器检测到通气孔252靠近卡接槽212一端的气压值大于预设气压值，气压传感器发送信号至控制器3，控制器3根据气压传感器发送的信号，也即根据贴合检测装置25发送的信号，控制器3驱动旋转卡盘21使夹紧卡爪211夹紧活塞1，使夹紧卡爪211自动聚拢，从而实现自动夹紧活塞1，自动程度进一步有所提升，加工效率进一步有所提升。与此同时，控制器3还根据贴合检测装置25发送的信号控制支撑装置23动作，使支撑装置23收缩以远离定位套2211，以方便后续翻转活塞1。

为实现自动切削活塞1，本发明还包括与控制器3相连的组合刀具4，以便沿活塞1的径向方向进给以切削活塞1，从而获取销孔6。本发明还包括设于机架且与控制器3相连的行程开关，行程开关用于检测支撑装置23复位。当支撑装置23复位时，行程开关发送信号至控制器3，控制器3根据行程开关发送的信号驱动组合刀具4切削活塞1。由此可见，自动启动组合刀具4切削活塞1，自动化程度有所提高，自然，加工效率也随之有所提高。

请参考图17至图19，图17为加工完销孔后的活塞结构图；图18为组合刀具的切槽状态图；图19为组合刀具的结构图。

在该具体实施例中，组合刀具4包括刀杆41、第一镗刀42、第二镗刀43、内倒角刀44、切槽刀45和外倒角刀46。

第一镗刀42、第二镗刀43、内倒角刀44、切槽刀45和外倒角刀46垂直于刀杆41的中心轴线设置，各刀具自刀杆41的自由端沿刀杆41的轴向依次错开分布，以便安装于刀杆41上的各刀具随刀杆41进给顺序切削销孔6。

其中，刀杆41用于支撑各刀具。首先，第一镗刀42用于镗削销孔6以获取第一孔面，第一孔面具体由第一镗刀42经多次粗镗加工后所获得的圆柱孔面。然后，第二镗刀43用于镗削第一孔面以获取第二孔面12，第二孔面12为第二镗刀43经多次精镗后所获得的圆柱孔面。接着，内倒角刀44用于在第二孔面12与卡槽11的交接处切削第二孔面12以获取内倒角面13，以便利用内倒角面13减小销孔6与卡槽11交接处的集中应力。再接着，切槽刀45用于切削第二孔面12以获取挡圈槽14，挡圈槽14通常为环形圆柱槽，通常用于安装卡簧等轴端挡圈。最后，外倒角刀46用于切削第二孔面12端部以获取外倒角面15，以提升销孔6的加工工艺。

需要特别指出的是，由于第二镗刀43是基于第一镗刀42镗削完成的基础上再次进行镗削的，通常情况下，第一镗刀42的径向进给量大于第二镗刀43的径向进给量；进一步地，内倒角刀44的径向进给量更小，第一镗刀42、第二镗刀43和内倒角刀44的各自安装点分别到刀杆41中心轴线的径向距离依次减小，意味着刀杆41的外径由第一镗刀42的安装点至内倒角刀44的安装点依次减小；同样地，外倒角刀46的径向进给量通常大于切槽刀45的径向进给量，外倒角刀46和切槽刀45的各自安装点分别到刀杆41中心轴线的径向距离依次减小，意味着刀杆41的外径由外倒角刀46的安装点至切槽刀45的安装点依次减小。由此可推出，刀杆41的外径自第一镗刀42至外倒角刀46的方向上先由大变小、再由小变大，从而使刀杆41的外径能够依据所安装刀具在切削过程中所施加的反作用力进行调整，有利于提升刀杆41刚性，有效防止刀杆41弯曲，进而有利于延长其使用寿命，而且还有利于提升加工精度。

优选地，在该具体实施例上，在刀杆41的外径自第一镗刀42至外倒角刀46的方向上先由大变小、再由小变大的基础上，刀杆41包括第一锥型承载杆411、圆柱承载杆412和第二锥型承载杆413。其中，第一锥型承载杆411的小径端与圆柱承载杆412相固连，第二锥型承载杆413的小径端与圆柱承载杆412远离第一锥型承载杆411的一端相连，且刀杆41为一体式结构。

第一镗刀42、第二镗刀43和内倒角刀44自第一锥型承载杆411的大径端沿其母线向小径端顺序错开设置。具体地，第一镗刀42设于第一锥型承载杆411的大径端的外侧，内倒角刀44设于第一锥型承载杆411的小径端内侧，第二镗刀43设于第一锥型承载杆411且位于第一镗刀42和内倒角刀44之间。进一步地，为方便更换各刀具，第一镗刀42、第二镗刀43和内倒角刀44均通过紧定螺钉可拆卸地固定在刀杆41上。

相应地，切槽刀45设于圆柱承载杆412，外倒角刀46设于第二锥型承载杆413外周；具体地，圆柱承载杆412设有用于容纳切槽刀45的安装槽，切槽刀45可拆卸地安装于安装槽内。外倒角刀46通过紧定螺钉可拆卸地固定在第二锥型承载杆413的锥型面上。

具体地，第一镗刀42具体包括两个，为保证刀杆41的刚性，两个第一镗刀42对称设于第一锥型承载杆411的端部，以便两个第一镗刀42在镗削的过程中施加使刀杆41的作用力相互抵消，有效防止刀杆41变形，有利于进一步延长刀杆41的使用寿命。同理地，第二镗刀43与内倒角刀44相对设置，同样利用抵消施加使刀杆41的反作用力，同样能够方式刀杆41变形，以便延长刀杆41的使用寿命。

为避免因刀杆41过长而影响刀杆41刚性，在该具体实施例中，优选地，第一镗刀42的刀尖到外倒角刀46远离切槽刀45一端的刀尖之间的距离与销孔6长度的一半相等，也即刀杆41沿销孔6一次进给所获取的加工孔长度为带加工销孔6的一半，接着再从销孔6的另一端反向进给，以逐段将销孔6加工至理想尺寸，对于同一型号的销孔6而言，能够有效保证刀杆41的刚度，防止刀杆41完全变形，从而有利于延长刀杆41的使用寿命，还有利于提升加工精度。

本发明还包括安装于组合刀具4以检测组合刀具4进给至预设行程的行程检测装置，行程检测装置可以是测距传感器，当然不限于此。在此需要说明的是，预设行程具体为销孔6深度的二分之一。行程检测装置与控制器3相连，当组合刀具4进给至预设行程时，行程检测装置发送信号至控制器3，控制器3根据行程检测装置发送的信号驱动防转装置24收缩，以便使防转装置24与定位套2211脱离接触；与此同时，控制器3根据行程检测装置发送的信号驱动组合刀具4复位。

相应地，本发明还包括设于机架且与控制器3相连的复位检测装置26，用于检测防转装置24复位。复位检测装置26可以是行程开关，在此不作具体限定。当防转装置24复位时，也即防转装置24与定位套2211脱离接触时，复位检测装置26发送信号至控制器3，控制器3根据复位检测装置26发送的信号驱动旋转卡盘21转动，使旋转卡盘21带动活塞1和定位套2211相对于定位驱动缸222转动180度，使已加工完成一半的销孔6朝下，反向加工活塞1，以获取贯通的销孔6。

进一步地，本发明还包括安装于旋转卡盘21且与控制器3相连的转角检测装置，以便检测旋转卡盘21转动角度。当旋转卡盘21旋转180度后，转角检测装置发送信号至控制器3，控制器3根据转角检测装置发送的信号启动防转装置24伸出直至插入定位套2211内，同时控制器3根据转角检测装置发送的信号驱动组合刀具4切削活塞1以获取销孔6。

由此可见，通过行程检测装置、复位检测装置26和转角检测装置配合工作，能够使夹紧机构2在控制器3的作用下实现活塞1的自动翻转加工，自动化程度更进一步有所提供，加工效率自然有所提高。

为实现自动装卸活塞1，本发明还包括与控制器3相连的抓取机构5，主要用于装卸活塞1。在该具体实施例中，抓取机构5包括六自由度机械手和固设于机械手执行端的抓取部，该抓取部具体包括承载架和两个分别固设于承载架两端的抓取盘，每个抓取盘包括两个相对靠近或远离的夹持臂，两个夹持臂的相对面均设有圆弧形夹持槽，以便形成用于夹持活塞1的夹持孔。当然，抓取机构5的结构不限于此，采用类似的结构替代，并不影响实现本发明的目的。

控制器3根据行程检测装置发送的信号控制组合刀具4再次复位，以防组合刀具4干扰活塞1的装卸，同时控制器3根据行程检测装置发送的信号控制支撑装置23收缩，以便支撑装置23与定位套2211脱离接触，为后续定位装置22的复位做准备。当支撑装置23复位后，控制器3根据复位检测装置26发送的信号控制抓取机构5抓取活塞1，同时控制器3根据复位检测装置26发送的信号控制定位装置复位，恢复至初始状态。由此可见，控制器3及各检测装置的配合，能够实现自动装卸活塞1，自动化程度更高，自然加工效率更高。

本发明所提供的活塞销孔加工系统工作原理：

抓取机构5将活塞1放入旋转卡盘21；

位置检测装置检测活塞1，发送信号至控制器3，控制器3控制支撑装置23升起以托起活塞1，直至支撑装置23与活塞1相接触，接触检测装置发送信号至控制器3，控制器3启动定位装置22的定位驱动缸222，定位套2211带动定位卡爪2212插入卡槽11，直至定位凸起2211-2与定位槽相抵接；

抵接检测装置发送信号至控制器3，控制器3启动防转装置24，防转装置24沿轴向插入定位套2211，限制定位套2211转动；同时贴合检测装置25检测活塞1的第一端与卡接槽212是否贴合，如果是，贴合检测装置25发动信号至控制器3，控制器3再次启动支撑装置23，支撑装置23向远离活塞1的方向移动，直至支撑装置23复位；如果否，重复上述动作；

支撑装置23复位后，行程开关发送信号至控制器3，控制器3驱动组合刀具4切削出二分之一销孔6；

组合刀具4进给至预设行程后，行程检测装置发送信号至控制器3，控制器3控制防转装置24动作，防转装置24收缩，与定位套2211脱离接触，直至防转装置24复位；同时控制器3控制组合刀具4复位；

防转装置24复位后，触发所述复位检测装置26，复位检测装置26发送信号至控制器3，控制器3驱动旋转卡盘21转动，旋转卡盘21带动活塞1和定位套2211相对于定位驱动缸222转动180度；

转角检测装置检测到旋转卡盘21旋转180度，转角检测装置发送信号至控制器3，控制器3再次启动组合刀具4切削活塞1以获取贯穿的销孔6，同时控制器3驱动防转装置24插入定位套2211；

行程检测装置检测组合刀具4再次进给至预设位置后，行程检测装置发送信号至控制器3，控制器3驱动组合刀具4复位，同时控制支撑装置23，支撑装置23托起活塞1后，定位装置22复位；

复位检测装置26发送的信号至控制器3，控制器3控制抓取机构5抓取已完成加工的活塞1，同时控制器3控制定位装置复位；

如此循环往复，实现销孔6的批量加工。

以上对本发明所提供的活塞销孔加工系统进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种活塞销孔加工系统，其特征在于，包括用于装夹活塞(1)的夹紧机构(2)和控制器(3)，所述夹紧机构(2)包括：

旋转卡盘(21)，所述旋转卡盘(21)具有由至少两个夹紧卡爪(211)形成的卡接槽(212)；

与所述旋转卡盘(21)相对设置、用于在活塞(1)的第一端与所述卡接槽(212)抵接后与活塞(1)的第二端相卡接以限定活塞(1)位置的定位装置(22)；所述定位装置(22)包括用于与活塞(1)相抵的定位卡盘(221)；

设于所述定位装置(22)、用于检测所述定位装置(22)与活塞(1)相抵的抵接检测装置；

所述控制器(3)分别与所述抵接检测装置和所述旋转卡盘(21)相连，用于根据所述抵接检测装置发送的信号驱动所述夹紧卡爪(211)夹紧活塞(1)；

所述定位卡盘(221)包括：

靠近所述旋转卡盘(21)的一端具有容纳槽(2211-1)的定位套(2211)；

至少两个第一端分别用于与活塞(1)的卡槽(11)相卡接的定位卡爪(2212)；

固定于所述容纳槽(2211-1)内且与全部所述定位卡爪(2212)的第二端相铰接的定位块(2213)；

第一端通过至少两个可转动的连杆(2218)与所述定位卡爪(2212)对应铰接、第二端安装于所述定位块(2213)端部所设的导向槽(2213-1)内以当卡槽(11)挤压所述定位卡爪(2212)时在所述连杆(2218)的推挤下沿所述导向槽(2213-1)压向所述定位块(2213)的定位销(2214)；

安装于所述导向槽(2213-1)内且两端分别与所述定位块(2213)和所述定位销(2214)相抵以使全部所述定位卡爪(2212)形成的缩口与卡槽(11)侧壁相贴合的弹性元件(2215)。

2.根据权利要求1所述的活塞销孔加工系统，其特征在于，所述夹紧机构(2)还包括：

用于在活塞(1)插入所述卡接槽(212)后从活塞(1)的底部托起活塞(1)的支撑装置(23)；

与所述控制器(3)相连且设于所述支撑装置(23)、用于检测活塞(1)处于所述支撑装置(23)上方的位置检测装置；

与所述控制器(3)相连且设于所述支撑装置(23)、用于检测活塞(1)与所述支撑装置(23)抵接的接触检测装置；

所述控制器(3)根据所述位置检测装置发送的信号驱动所述支撑装置(23)升降以对应托起或远离活塞(1)，并根据所述接触检测装置发送的信号驱动所述定位装置(22)伸缩以对应压向或远离活塞(1)。

3.根据权利要求2所述的活塞销孔加工系统，其特征在于，所述定位卡盘(221)还包括：

沿垂直于所述导向槽(2213-1)的中心轴线方向依次穿过所述定位块(2213)和所述定位销(2214)以阻挡所述定位销(2214)相对于所述定位块(2213)转动的防转柱(2216)；

沿垂直于所述定位销(2214)的中心轴线方向贯穿且在所述定位销(2214)轴向上的宽度大于所述防转柱(2216)的宽度以在所述防转柱(2216)穿过时为所述定位销(2214)沿所述导向槽(2213-1)移动提供空间的避让槽(2217)。

4.根据权利要求2所述的活塞销孔加工系统，其特征在于，所述定位装置(22)还包括：

与所述定位套(2211)远离所述旋转卡盘(21)的一端相连以通过伸缩带动所述定位卡爪(2212)压向或远离卡槽(11)的定位驱动缸(222)；

设于所述定位套(2211)与所述定位驱动缸(222)之间以可转动地连接二者的转动连接部(223)。

5.根据权利要求2至4任一项所述的活塞销孔加工系统，其特征在于，所述定位卡盘(221)还包括设于所述定位套(2211)的靠近活塞(1)一端以与活塞(1)的定位槽配合卡接的定位凸起(2211-2)，所述夹紧机构(2)还包括：

固定于机架且与所述控制器(3)相连以在所述定位凸起(2211-2)与所述定位槽卡接后沿平行于所述定位套(2211)中心轴向方向伸出以穿过所述定位套(2211)限定所述定位套(2211)转动的防转装置(24)；

当所述定位凸起(2211-2)与所述定位槽卡接后，所述控制器(3)根据所述抵接检测装置发送的信号驱动所述防转装置(24)伸出直至穿过所述定位套(2211)。

6.根据权利要求5所述的活塞销孔加工系统，其特征在于，还包括：

设于所述卡接槽(212)且与所述控制器(3)相连以检测活塞(1)的第一端与所述卡接槽(212)相贴合的贴合检测装置(25)；所述控制器(3)根据所述贴合检测装置(25)发送的信号驱动所述旋转卡盘(21)使所述夹紧卡爪(211)夹紧活塞(1)，同时所述控制器(3)根据所述贴合检测装置(25)发送的信号控制所述支撑装置(23)收缩以远离所述定位套(2211)。

7.根据权利要求6所述的活塞销孔加工系统，其特征在于，还包括：

与所述控制器(3)相连、用于沿活塞(1)的径向进给以切削活塞(1)的组合刀具(4)；

设于所述机架且与所述控制器(3)相连、用于检测所述支撑装置(23)复位的行程开关；所述控制器(3)根据所述行程开关发送的信号驱动所述组合刀具(4)切削活塞(1)以获取销孔(6)。

8.根据权利要求7所述的活塞销孔加工系统，其特征在于，还包括：

安装于所述组合刀具(4)且与所述控制器(3)相连、用于检测所述组合刀具(4)进给至预设行程的行程检测装置；所述控制器(3)根据所述行程检测装置发送的信号驱动所述防转装置(24)收缩以使所述防转装置(24)与所述定位套(2211)脱离接触，同时所述控制器(3)驱动所述组合刀具(4)复位；

设于所述机架且与所述控制器(3)相连、用于检测所述防转装置(24)复位的复位检测装置(26)；所述控制器(3)根据所述复位检测装置(26)发送的信号驱动所述旋转卡盘(21)带动活塞(1)和所述定位套(2211)转动180度；

安装于所述旋转卡盘(21)且与所述控制器(3)相连、用于检测所述旋转卡盘(21)转动角度的转角检测装置；控制器(3)根据转角检测装置发送的信号驱动所述防转装置(24)伸出直至插入所述定位套(2211)内，同时所述控制器(3)根据转角检测装置发送的信号驱动所述组合刀具(4)切削活塞(1)以获取销孔(6)。

9.根据权利要求8所述的活塞销孔加工系统，其特征在于，还包括：

与所述控制器(3)相连、用于装卸活塞(1)的抓取机构(5)；

所述控制器(3)根据所述行程检测装置发送的信号控制所述组合刀具(4)再次复位，同时所述控制器(3)控制所述支撑装置(23)收缩以脱离所述定位套(2211)；所述控制器(3)根据所述复位检测装置(26)发送的信号控制所述抓取机构(5)抓取活塞(1)，同时所述控制器(3)控制所述定位装置(22)复位。

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