CN111496637B - 一种可降低曲轴轴颈圆角粗糙度值的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种可降低曲轴轴颈圆角粗糙度值的装置及方法，通过液压缸活塞杆的移动，液压油推动前抛光瓦本体内柱塞体同时向两侧移动，柱塞体再推动前抛光瓦本体上的左侧移动板和右侧移动板自动涨开，让左侧移动板和右侧移动板的弹性体圆角，推动砂带，分别靠紧到曲轴轴颈需要抛光的圆角处；当活塞杆退回时，前抛光瓦本体上的柱塞体以及左侧移动板和右侧移动板在弹簧作用下自动缩回。本发明的优点：可以对曲轴的轴颈和圆角同时进行抛光，也可以对圆角单独施加压力进行抛光，保证了曲轴轴颈的抛光质量，特别是对轴颈的圆角抛光质量有了更进一步提高。

Description

一种可降低曲轴轴颈圆角粗糙度值的装置及方法

技术领域

本发明涉及的是机械加工领域，具体涉及一种可降低曲轴轴颈圆角粗糙度值的装置及方法。

背景技术

在曲轴机械加工工艺中，有一道对曲轴轴颈进行抛光的工序。传统的抛光工艺方法是在抛光机的前、后抛光臂上安装油石进行抛光。这种采用油石抛光的加工方法，其缺点是由于油石是硬基体，不能和精磨后的曲轴轴颈贴合，容易破坏精磨后曲轴轴颈的形状和位置公差。抛光后曲轴的轴颈表面存在一系列问题，如轴颈表面有凸起、马鞍形、划伤、等缺陷。随着技术的进步，现代曲轴轴颈抛光使用的都是数控砂带抛光机，采用的都是软基体静电置砂的砂带，对精磨后的曲轴轴颈进行精密抛光加工。这种数控砂带抛光机是将每50米一盘的砂带，根据曲轴主轴颈和曲柄销轴颈数量多少来配置。在砂带抛光机上与每个轴颈一一相对应的位置上安装一盘砂带。砂带盘根据需要安装好后，把砂带的一端抽出来，将砂带穿过抛光机上，用来安装砂带的砂带夹内槽里，以便于对砂带进行限位控制。然后，再根据砂带抛光机上砂带运动方式不同，将砂带置于后抛光瓦的砂带导向支承限位架装置上的圆柱体表面和导带限位夹内，再让砂带通过后抛光瓦表面粘附有聚氨酯的大半圆孔前表面，再到抛光机上方有一个支点的砂带支承架的滚轴上，然后将砂带绕过滚轴。通过前抛光瓦表面粘附有聚氨酯的大半圆孔前表面，再穿过前抛光瓦的砂带导向支承限位架装置上的圆柱体表面和导带限位夹内，最后将砂带的这一端穿过一对齿轮后，放置于废砂带盒中，曲轴砂带抛光机使用的砂带到此安装完成。

曲轴轴颈抛光目前的加工过程为：

1、砂带安装好后，启动机床，装夹好需要抛光的曲轴，数控砂带抛光机冷却系统的抛光液开始工作，冲刷前抛光瓦表面粘附有聚氨酯的大半圆孔前表面的砂带，和后抛光瓦表面粘附有聚氨酯的大半圆孔前表面的砂带，将所有用于抛光曲轴轴颈位置的砂带冲刷干净。

2、砂带抛光机的前抛光臂和后抛光臂由张开位置，开始相对运动，直到前抛光臂、后光臂运动到一定位置，带动前抛光瓦和后抛光瓦，将砂带压在所要抛光的曲轴轴颈表面为止。

3、砂带抛光机的主轴开始旋转运动，在机床主轴前端面安装有法兰盘，法兰盘上安装有拨销，拨销插在曲轴法兰盘销孔内，这时随着主轴的旋转，拨销带动曲轴在前抛光瓦和后抛光瓦所压的砂带表面内转动，开始对曲轴轴颈进行抛光加工。

4、曲轴旋转的同时，砂带抛光机上，安装前抛光瓦和后抛光瓦的抛光臂。在电机和丝杠以及直线导轨的共同作用下，也开始做往复直线运动。电机带动丝杠进行正、反转运动，丝杠上的丝母带动其安装在连接板上的所有抛光臂，在直线导轨上开始做往复直线运动，同时带动前抛光瓦和后抛光瓦以及砂带，在曲轴轴颈表面往复移动。

5、砂带抛光机上，曲轴做旋转运动，而前抛光瓦和后抛光瓦以及砂带在曲轴的轴颈表面做往复移动，这样曲轴的轴颈表面就形成了复合运动，抛光后的曲轴轴颈表面就能抛出较好网纹轨迹。

6、根据工艺要求，曲轴轴颈表面经过粗抛光和精抛光后，整个曲轴轴颈抛光工序就结束了。

7、曲轴轴颈抛光工序结束后，砂带抛光机就将前抛光臂和后抛光臂打开，前抛光瓦和后抛光瓦以及砂带也随着前抛光臂和后抛光臂张开，离开所夹压的曲轴轴颈，砂带抛光机冷却系统的抛光液也开始停止供液。在前抛光瓦和后抛光瓦以及砂带离开所夹压的曲轴轴颈的同时，带动砂带穿过的那一对齿轮旋转，齿轮的旋转也就带动了夹在一对齿轮中间的砂带开始移动，当前抛光瓦和后抛光瓦张开一定的距离停止后，砂带也移动一定的长度停止。

8、这样一根曲轴轴颈抛光的工作循环就结束了，砂带抛光机恢复到了进行下一根曲轴轴颈抛光前的状态。

按照目前现有的抛光技术，其加工后的曲轴轴颈表面形状公差和位置公差以及圆角处的抛光精度差，特别是圆角处，由于不是采用连续抛光来实现，靠抛光臂带动抛光瓦往复做直线运动，来接触曲轴轴颈圆角，实现对圆角处进行间断性抛光，有时接触不好，有时接触位置重合，造成圆角粗糙度值大，甚至有超差现象。

发明内容

本发明的目的，是提供一种可降低曲轴轴颈圆角粗糙度值的装置，以提高其抛光加工后的曲轴轴颈表面以及圆角处的抛光精度，特别是圆角处，由于抛光瓦与曲轴轴颈的圆角处接触不好，造成圆角粗糙度值大，甚至有超差现象。这种可降低曲轴轴颈圆角粗糙度值的装置，就是为了保证曲轴轴颈及其圆角抛光质量，实现在自动化生产线加工中，降低曲轴轴颈及其圆角表面抛光后的表面粗糙度值，保证形状公差和位置公差加工精度，提高生产效率。

本发明所采用的技术方案如下：

一种可降低曲轴轴颈圆角粗糙度值的装置，包括前抛光瓦和后抛光瓦；前抛光瓦通过螺栓固定于曲轴抛光机的前抛光臂上；后抛光瓦安装于后抛光臂上；

所述前抛光瓦设置有左侧移动板、右侧移动板、前抛光瓦本体以及砂带导向支承限位架；所述前抛光瓦本体的两侧设置左侧移动板、右侧移动板，前抛光瓦本体内设置有槽孔衬套、带肩阶梯衬套以及定位导向键；所述槽孔衬套内设置双头液压缸，所述双头液压缸的柱塞体与左侧移动板、右侧移动板抵接；一个定位导向键设置在前抛光瓦本体与左侧移动板间，另外一个定位导向键设置在前抛光瓦本体与右侧移动板间；带肩阶梯衬套位于左侧移动板和右侧移动板间，且所述带肩阶梯衬套嵌入右侧移动板内，内六角螺钉穿套弹簧后，将左侧移动板和右侧移动板连接在一起；

所述左侧移动板和右侧移动板的外侧面设置有聚氨酯弹性体，聚氨酯弹性体与曲轴圆角接触部位设置有相同尺寸的圆角；

所述前抛光瓦本体与曲轴相对的面设置聚氨酯涂层；

后抛光瓦本体与曲轴相对的面设置聚氨酯涂层；

砂带一侧贴紧所述前抛光瓦本体及后抛光瓦本体上的聚氨酯弹性体及聚氨酯涂层，另外一侧贴紧待抛光曲轴。

后抛光瓦本体的大半圆孔内表面设置有小圆柱孔，小圆柱孔内设置有聚氨酯圆柱体与后抛光瓦本体上大半圆孔内表面设置的聚氨酯涂层相互连接，以增加附着在后抛光瓦大半圆孔内表面的附着力，防止聚氨酯涂层脱落。

前抛光瓦本体和后抛光瓦的本体上通过内六角螺钉安装有砂带导向支承限位架，砂带导向支承限位架上设置有圆柱体和支承板以及导带限位夹。

前抛光瓦通过前抛光瓦本体、螺栓、垫圈、定位销、O型密封圈固定安装于曲轴抛光机的前抛光臂上，后抛光瓦通过限位销、紧定螺钉、销轴和定位连接销以及锁紧螺栓浮动安装于后抛光臂上。

双头液压缸与槽孔衬套间设置密封圈。

本发明还公开一种可降低曲轴轴颈圆角粗糙度值的方法，当砂带抛光机工作时，液压油通过油道孔，进入前抛光瓦本体内双头液压缸的两个柱塞体的接封处时，两个柱塞体的接合面受力后，柱塞体同时开始分别左右移动，推动左侧移动板和右侧移动板也同时左右移动，在左侧移动板和右侧移动板左右移动的同时，弹簧被压缩，直到左侧移动板和右侧移动板的聚氨酯弹性体，将砂带压紧在曲轴的圆角上为止；

当砂带抛光机停止工作时，液压油停止供油，在弹簧的弹力作用下，弹簧带动左侧移动板和右侧移动板同时缩回，左侧移动板和右侧移动板同时也推动柱塞体、定位导向键、内六角螺钉以及带肩阶梯衬套和限位衬套同时缩回，限位衬套设置在带肩阶梯衬套内孔里；前抛光瓦恢复到原始工作状态；

使用时具体步骤如下：

(1)、调整检查液压系统各部件功能是否正常，系统压力是否满足液压缸需要的工作压力；

(2)、检查前抛光瓦本体内双头液压缸的两个柱塞体同时向两侧移动时，左侧移动板和右侧移动板自动涨开是否可靠，动作是否灵活；

(3)、检查前抛光瓦本体上左侧移动板和右侧移动板的弹性体圆角与曲轴轴颈的抛光圆角大小是否一致，分别靠紧到曲轴轴颈需要抛光的圆角处，查看接触面积能否达到80％；

(4)、检查前抛光瓦本体和后抛光瓦内表面的聚氨酯涂层相互连接有无缺陷；

(5)、检查砂带抛光机上砂带的安装位置是否合理，砂带的安装方向是否正确；

(6)、检查前抛光瓦和后抛光瓦夹持抱住曲轴轴颈时，砂带停留在曲轴轴颈的位置是否正确；

(7)、启动机床和液压系统，液压缸活塞杆移动，数控砂带抛光机的前后抛光臂开始移动往一起合拢，带动前抛光瓦和后抛光瓦逐渐夹紧抱住曲轴轴颈，然后开始曲轴旋转，根据工艺需要前抛光瓦和后抛光瓦开始沿曲轴轴颈表面往复移动，或前抛光瓦上的左侧移动板和右侧移动板涨开，开始单独对曲轴轴颈表面圆角处进行连续抛光；整个数控砂带抛光机开始了对曲轴轴颈进行抛光加工。

本发明的优点和有益效果是：

1、本发明的装夹操作简单，有效提高了生产效率，可以在生产线上实现自动化加工。

2、在前抛光瓦上安装有自动涨开的左侧移动板和右侧移动板，并且在其外侧面设置有聚氨酯弹性体，其弹性体上与曲轴圆角接触部位设置有同样尺寸的圆角，保证曲轴轴颈圆角的抛光质量。

3、前抛光瓦本体内，通过巧妙的设计，设置有槽孔衬套和带肩阶梯衬套，以及定位导向键；槽孔衬套内设置有径向孔和双头液压缸及密封圈，带肩阶梯衬套内设置有弹簧以及限位衬套和垫圈、内六角螺钉；定位导向键通过内六角螺钉分别与左侧移动板和右侧移动板连接在一起；带肩阶梯衬套通过自身的肩台和内六角螺钉、垫圈、弹性体、限位衬套将左侧移动板和右侧移动板相互连接在一起。

4、本发明前抛光瓦采用液压驱动，通过液压缸活塞杆的移动，液压油推动前抛光瓦本体内双头液压缸的两个柱塞体同时向两侧移动，柱塞体再推动前抛光瓦本体上的左侧移动板和右侧移动板自动涨开，让左侧移动板和右侧移动板的弹性体圆角，推动砂带，分别靠紧到曲轴轴颈需要抛光的圆角处；当活塞杆退回时，前抛光瓦本体上双头液压缸的两个柱塞体以及左侧移动板和右侧移动板在弹簧作用下自动缩回。

5、本发明前抛光瓦和后抛光瓦的本体上通过内六角螺钉安装有砂带导向支承限位架装置，其上设置有圆柱体和支承板以及导带限位夹，可以控制砂带运动过程中，保持砂带与抛光瓦相对位置。

6、本发明结构紧凑，每一组就是一个独立单元，可以单独使用，也可以多个同时使用，通用性好，可以适用于不同的曲轴产品的轴颈及圆角的抛光需要。

7、本发明在使用过程中，不需要人工操作，能够实现自动化加工，特别适用于自动化生产线，减轻了员工的劳动强度。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1图中的A-A视图；

图3是图1图中的B-B视图；

图中：1-定位销、2-螺栓、3-垫圈、4-O型密封圈一、5-油堵、6-后抛光瓦、7-限位销、8-紧定螺钉、9-定位连接销、10-销轴、11-锁紧螺栓、12-圆柱体、13-支承板、14-开槽螺钉、15-导带限位夹、16-内六角螺钉一、17-带肩阶梯衬套、18-弹簧、19-限位衬套、20-内六角螺钉二、21-垫圈、22-内六角螺钉三、23-定位导向键、24-O型密封圈二、25-柱塞体、26-槽孔衬套、27-右侧移动板、28-前抛光瓦本体、29-左侧移动板、30-后抛光瓦涂层聚氨酯、31-右侧移动板涂层聚氨酯、32-左侧移动板涂层聚氨酯、33-前抛光瓦本体涂层聚氨酯、34-前抛光臂、35-砂带、36-后抛光臂。

具体实施方式

如图1-3所示，一种可降低曲轴轴颈圆角粗糙度值的装置，包括定位销1、螺栓2、垫圈3、O型密封圈一4、油堵5、后抛光瓦6、限位销7、紧定螺钉8、定位连接销9、销轴10、锁紧螺栓11、圆柱体12、支承板13、开槽螺钉14、导带限位夹15、内六角螺钉一16、带肩阶梯衬套17、弹簧18、限位衬套19、内六角螺钉二20、垫圈21、内六角螺钉三22、定位导向键23、O型密封圈二24、柱塞体25、槽孔衬套26、右侧移动板27、前抛光瓦本体28、左侧移动板29、后抛光瓦涂层聚氨酯30、右侧移动板涂层聚氨酯31、左侧移动板涂层聚氨酯32、前抛光瓦本体涂层聚氨酯33、前抛光臂34、砂带35、后抛光臂36。前抛光瓦本体28由定位销1定位，通过螺栓2和垫圈3，安装固定在前抛光臂上；油道孔设置O型密封圈一4保证密封，油道孔端部用油堵5旋紧；在前抛光瓦本体28的内部，安装有槽孔衬套26和带肩阶梯衬套17。在前抛光瓦本体28的两个侧面，安装有定位导向键23、内六角螺钉三22和左侧移动板29以及右侧移动板27。槽孔衬套26内孔里安装有柱塞体25以及用于密封液压油的O型密封圈二24；带肩阶梯衬套17内孔里安装有弹簧18和限位衬套19以及垫圈21、内六角螺钉二20；限位衬套19的外圆直径与所述带肩阶梯衬套17内侧的凸起内环配合，限制二者的径向位移；内六角螺钉二20穿套垫圈21以及弹簧18后，将左侧移动板29和右侧移动板27连接成一体；

定位导向键23设置通孔，内六角螺钉三22穿过所述通孔后分别与左侧移动板29和右侧移动板27连接在一起。所述槽孔衬套26的两侧端面分别与左侧移动板29和右侧移动板27的内侧面抵接。在前抛光瓦本体28的下平面，安装有支承板13，其上焊接有圆柱体12，由开槽螺钉14把砂带导带限位夹15安装在支承板13上，而支承板13是通过内六角螺钉一16将其安装在前抛光瓦本体上的下部平面上。

当砂带抛光机工作时，液压油通过油道孔，进入前抛光瓦本体内双头液压缸的两个柱塞体25的接封处时，两个柱塞体25的接合面受力后，柱塞体同时开始分别左右移动，推动左侧移动板29和右侧移动板27也同时左右移动。在左侧移动板29和右侧移动板27左右移动的同时，带动定位导向键23和内六角螺钉三22也同时左右移动。这时左侧移动板29带动内六角螺钉二20和垫圈21以及限位衬套19移动，弹簧18被压缩，直到左侧移动板和右侧移动板的聚氨酯弹性体，将砂带压紧在曲轴的圆角上为止。

当砂带抛光机停止工作时，液压油停止供油，在弹簧18的弹力作用下，弹簧带动左侧移动板29和右侧移动板27同时缩回，左侧移动板29和右侧移动板27同时推动柱塞体25、定位导向键23、内六角螺钉三22，以及带肩阶梯衬套17、内六角螺钉二20、垫圈21、限位衬套19也同时缩回，前抛光瓦恢复到原始工作状态。

本发明使用时：

1、调整检查液压系统各部件功能是否正常，系统压力是否满足液压缸需要的工作压力。

2、检查前抛光瓦本体内柱塞体同时向两侧移动时，左侧移动板和右侧移动板自动涨开是否可靠，动作是否灵活。

3、检查前抛光瓦本体上左侧移动板和右侧移动板的弹性体圆角与曲轴轴颈的抛光圆角大小是否一致，分别靠紧到曲轴轴颈需要抛光的圆角处，查看接触面积能否达到80％。

4、检查前抛光瓦本体和后抛光瓦内表面的聚氨酯涂层相互连接有无缺陷。

5、检查砂带抛光机上砂带的安装位置是否合理，砂带的安装方向是否正确。

6、检查前抛光瓦和后抛光瓦夹持抱住曲轴轴颈时，砂带停留在曲轴轴颈的位置是否正确。

7、启动机床和液压系统，液压缸活塞缸移动，数控砂带抛光机的前后抛光臂开始移动往一起合拢，带动前抛光瓦和后抛光瓦逐渐夹紧抱住曲轴轴颈，然后开始曲轴旋转，根据工艺需要前抛光瓦和后抛光瓦开始沿曲轴轴颈表面往复移动，或前抛光瓦上的左侧移动板和右侧移动板涨开，开始单独对曲轴轴颈表面圆角处进行连续抛光。整个数控砂带抛光机开始了对曲轴轴颈进行抛光加工。

Claims (6)

1.一种可降低曲轴轴颈圆角粗糙度值的装置，其特征在于：包括前抛光瓦和后抛光瓦；前抛光瓦通过螺栓固定于曲轴抛光机的前抛光臂上；后抛光瓦安装于后抛光臂上；

所述前抛光瓦设置有左侧移动板、右侧移动板、前抛光瓦本体以及砂带导向支承限位架；所述前抛光瓦本体的两侧设置左侧移动板、右侧移动板，前抛光瓦本体内设置有槽孔衬套、带肩阶梯衬套以及定位导向键；所述槽孔衬套内设置双头液压缸，所述双头液压缸的柱塞体与左侧移动板、右侧移动板抵接；一个定位导向键设置在前抛光瓦本体与左侧移动板间，另外一个定位导向键设置在前抛光瓦本体与右侧移动板间；带肩阶梯衬套位于左侧移动板和右侧移动板间，且所述带肩阶梯衬套嵌入右侧移动板内，带肩阶梯衬套内孔里安装有弹簧和限位衬套；内六角螺钉穿套弹簧后将左侧移动板和右侧移动板连接在一起；

所述左侧移动板和右侧移动板的外侧面设置有聚氨酯弹性体，聚氨酯弹性体与曲轴圆角接触部位设置有相同尺寸的圆角；

前抛光瓦本体与曲轴相对的面设置聚氨酯涂层；

后抛光瓦本体与曲轴相对的面设置聚氨酯涂层；

砂带一侧贴紧所述前抛光瓦本体及后抛光瓦本体上的聚氨酯弹性体及聚氨酯涂层，另外一侧贴紧待抛光曲轴。

2.根据权利要求1所述的一种可降低曲轴轴颈圆角粗糙度值的装置，其特征在于：后抛光瓦本体的大半圆孔内表面设置有小圆柱孔，小圆柱孔内设置有聚氨酯圆柱体与后抛光瓦本体上大半圆孔内表面设置的聚氨酯涂层相互连接，以增加附着在后抛光瓦大半圆孔内表面的附着力，防止聚氨酯涂层脱落。

3.根据权利要求1所述的一种可降低曲轴轴颈圆角粗糙度值的装置，其特征在于：前抛光瓦本体和后抛光瓦本体上通过内六角螺钉安装有砂带导向支承限位架，砂带导向支承限位架上设置有圆柱体和支承板以及导带限位夹。

4.根据权利要求1所述的一种可降低曲轴轴颈圆角粗糙度值的装置，其特征在于：前抛光瓦通过前抛光瓦本体、螺栓、垫圈、定位销、O型密封圈固定安装于曲轴抛光机的前抛光臂上，后抛光瓦通过限位销、紧定螺钉、销轴和定位连接销以及锁紧螺栓浮动安装于后抛光臂上。

5.根据权利要求1所述的一种可降低曲轴轴颈圆角粗糙度值的装置，其特征在于：双头液压缸与槽孔衬套间设置密封圈。

6.根据权利要求1-5的任一可降低曲轴轴颈圆角粗糙度值的装置的使用方法：其特征在于：当砂带抛光机工作时，液压油通过油道孔，进入前抛光瓦本体内双头液压缸的两个柱塞体的接封处时，两个柱塞体的接合面受力后，柱塞体同时开始分别左右移动，推动左侧移动板和右侧移动板也同时左右移动，在左侧移动板和右侧移动板左右移动的同时，弹簧被压缩，直到左侧移动板和右侧移动板的聚氨酯弹性体，将砂带压紧在曲轴的圆角上为止；

当砂带抛光机停止工作时，液压油停止供油，在弹簧的弹力作用下，弹簧带动左侧移动板和右侧移动板同时缩回，左侧移动板和右侧移动板同时也推动柱塞体、定位导向键、内六角螺钉以及带肩阶梯衬套和限位衬套同时缩回，限位衬套设置在带肩阶梯衬套内孔里；前抛光瓦恢复到原始工作状态；

使用时具体步骤如下：

(1)、调整检查液压系统各部件功能是否正常，系统压力是否满足液压缸需要的工作压力；

(2)、检查前抛光瓦本体内双头液压缸的两个柱塞体同时向两侧移动时，左侧移动板和右侧移动板自动涨开是否可靠，动作是否灵活；

(3)、检查前抛光瓦本体上左侧移动板和右侧移动板的弹性体圆角与曲轴轴颈的抛光圆角大小是否一致，分别靠紧到曲轴轴颈需要抛光的圆角处，查看接触面积能否达到80％；

(4)、检查前抛光瓦本体和后抛光瓦内表面的聚氨酯涂层相互连接有无缺陷；

(5)、检查砂带抛光机上砂带的安装位置是否合理，砂带的安装方向是否正确；

(6)、检查前抛光瓦和后抛光瓦夹持抱住曲轴轴颈时，砂带停留在曲轴轴颈的位置是否正确；

(7)、启动机床和液压系统，液压缸活塞杆移动，数控砂带抛光机的前后抛光臂开始移动往一起合拢，带动前抛光瓦和后抛光瓦逐渐夹紧抱住曲轴轴颈，然后开始曲轴旋转，根据工艺需要前抛光瓦和后抛光瓦开始沿曲轴轴颈表面往复移动，或前抛光瓦上的左侧移动板和右侧移动板涨开，开始单独对曲轴轴颈表面圆角处进行连续抛光；整个数控砂带抛光机开始了对曲轴轴颈进行抛光加工。

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