CN112975144B - 一种轴瓦内表面织构的加工装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种轴瓦内表面织构的加工装置及方法，属于激光加工技术领域，旋转机构通过支架固定在底座上，旋转机构带动定位夹紧机构使其共同做同轴转动，激光打标机固定在定位夹紧机构的上方，所述激光打标机构高度可调节；所述定位夹紧机构包括转动盘、定位盘、齿轮转动柄、轴承和磁棒，转动盘固定在中心轴上，转动柄穿过转动盘固定在定位盘圆孔上，转动柄左端与转动盘上内置齿条啮合；磁棒穿过直线通槽和渐变弧形通槽并可在两个通槽内同时滑动，轴瓦防止在两个磁棒上。有益效果：实现了对轴瓦内表面织构的自动加工；能够实现对角度小于180度的轴瓦的定位夹紧，保证轴瓦与主轴的同轴度；可以加工不同形状，不同大小的轴瓦内表面织构。

Description

一种轴瓦内表面织构的加工装置及方法
技术领域
本发明涉及一种轴瓦内表面织构的加工装置及方法，属于激光加工技术领域。
背景技术
轴瓦是滑动轴承和轴颈接触的部分，形状为瓦状的半圆柱面，分为上半轴瓦和下半轴瓦。其主要作用是承受轴颈所施加的外力，保持油膜稳定，使轴承平稳地工作并减少轴承的摩擦损失，广泛应用于发动机、柴油机、轮轴等中高载、中低速设备，是工业应用中最广泛、最重要的零件之一。
随着工业技术的快速发展，轴瓦面临着更为严苛的工作环境，对于其性能也有了更高的要求。而在轴瓦内表面加工出合适的织构，可以在不改变基体材料属性的情况下，显著改善轴瓦的性能。因此，众多学者对轴瓦内表面织构加工工艺进行了研究，如申请号为201921629779.8 的中国发明专利提供了一种半开轴瓦内表面织构化专用夹具，但其体积巨大，零部件众多，自动化程度较低，操作复杂，从经济效益和加工工艺方面考虑，缺乏实用价值。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种轴瓦内表面织构的加工装置及方法，从而提高织构的加工效率，利激光打标的方法在轴瓦内表面加工出微织构，实现加工高精度化、自动化。
本发明采用的技术方案是：
一种轴瓦内表面织构的加工装置，旋转机构通过支架固定在底座上，旋转机构带动定位夹紧机构使其共同做同轴转动，激光打标机固定在定位夹紧机构的上方，所述激光打标机高度可调节；所述定位夹紧机构包括转动盘、定位盘、齿轮转动柄、轴承和磁棒，转动盘通过设置在圆心位置的圆孔固定在中心轴上，转动盘与中心轴之间设置有轴承和轴承套；转动盘的上部设置有带齿通槽，其中心线与转动盘的外圆周为同心圆，其内侧设置有齿条，转动盘上还设置有渐变弧形通槽，两个渐变弧形通槽以转动盘的圆心为对称点呈120度中心对称，渐变弧形通槽的中心线逐渐远离转动盘圆心；所述定位盘圆心位置设置有定位盘圆孔，两条延定位盘径向设置的直线通槽与定位盘圆孔联通，两条直线通槽之间夹角为120度；所述定位盘上还设置有定位孔，转动柄穿过转动盘固定在定位孔上，转动柄左端与转动盘上内置齿条啮合；磁棒穿过直线通槽和渐变弧形通槽并可在两个通槽内同时滑动，轴瓦放置在两个磁棒上。
优选的，所述定位盘上还设置有T型槽，所述T型槽内滑动设置有T型底座，两个止动爪对称设置，其一端可转动的固定在T型底座上，其另一端过通弹簧固定在中心柱上；所述转动柄的右侧固定有止动齿轮，止动齿轮与止动爪配合实现转动柄的固定。
优选的，还包括对焦标块，所述焦标块可拆卸的安装在中心轴前端的孔洞内，用于轴瓦与激光打标机的对焦。
优选的，所述T型槽设置在定位孔圆心与定位盘圆心的连线上。
优选的，所述转动盘的左端通过轴承闷盖封闭。
优选的，所述底座1为光学平板。
优选的，旋转机构为三爪卡盘旋转轴。
优选的，所述磁棒通过前套筒和后套筒分别设置在转动盘和定位盘上。
一种轴瓦内表面织构的加工方法，其特征在于，包括如下步骤：
第一步，将定位夹紧机构通过三爪卡盘安装在旋转机构上；
第二步，将对焦标块安置到中心轴前端的孔洞内，根据所加工轴瓦的直径，在对焦标块上选择对应的刻度，调节激光打标机高度，使两个激光红点在所选刻度位置重合；
第三步，取下对焦标块，将轴瓦放置到两根磁棒之上；
第四步，转动齿轮转动柄，带动转动盘旋转，压迫两根磁棒做V型运动，进而将轴瓦抬升；
第五步，当两个激光红点在轴瓦上重合时停止转动，抬升定位盘后的T型底座，扳动两个止动爪，令其卡住止动齿轮；
第六步，在激光打标机专用软件中绘制织构图案，设置激光打标机参数，激光打标机发射激光束，开始加工；
第七步，加工完成，取下轴瓦。
本发明的有益效果为：
（1）由于定位轴瓦的磁棒之间的距离和角度可调节，能够实现对角度小于180度的轴瓦的定位夹紧，保证轴瓦与主轴的同轴度，进而实现高质量的内表面织构加工；
（2）通过对磁棒的抬升或下降，实现对不同尺寸轴瓦的定位与夹紧，进而可以加工不同形状，不同大小的轴瓦内表面织构，加工出的织构可作为储油槽和储屑槽，提高轴瓦的动压润滑性能和降低磨损，延长轴瓦的使用寿命。
附图说明
图1为本发明一种轴瓦内表面织构加工装置的整体结构示意图。
图2为本发明的夹具部分整体结构主视图。
图3为本发明的夹具部分整体结构剖视图。
图4为本发明的夹具部分周向夹紧装置的轴测视图。
图5为本发明转动盘的轴侧视图。
图6为本发明定位盘的轴侧视图。
图7为本发明中心轴的轴侧视图。
图8为本发明对焦标块的轴侧视图。
图中：1为激光打标机、2为定位夹紧机构、3为对焦标块、4为旋转机构、5为底座、2-1为转动柄、2-2为螺栓、2-3为轴承闷盖、2-4为轴瓦、2-5为转动盘、2-6为定位盘、2-7为螺母、2-8为止动齿轮、2-9为T型底座、2-10垫圈、2-11为拧紧螺母、2-12为中心轴、2-13为轴承套、2-14为轴承、2-15为后套筒、2-16为磁棒、2-17为前套筒、2-18为弹簧、2-19为止动爪。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和方向术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。
一种轴瓦内表面织构的加工装置，其技术方案为：
如图1所示，本发明一种轴瓦内表面织构的加工装置，由底座5、定位夹紧机构2、对焦标块3、旋转机构4和激光打标机1组成；其中：所述底座5为光学平板；旋转机构4为三爪卡盘旋转轴设置在所述底座5上；所述定位夹紧机构2设置在所述旋转机构4上；所述对焦标块3设置在所述定位夹紧机构2上；所述激光打标机1对应所述旋转机构4和定位夹紧机构2安置在所述底座5上。
如图2、图3、图4所示，所述定位夹紧机构2由转动柄2-1、螺栓2-2、轴承闷盖2-3、轴瓦2-4、转动盘2-5、定位盘2-6、螺母2-7、止动齿轮2-8、T型底座2-9、垫圈2-10、拧紧螺母2-11、中心轴2-12、轴承套2-13、轴承2-14、后套筒2-15、磁棒2-16、前套筒2-17、弹簧2-18和止动爪2-19组成；所述中心轴2-12通过圆珠滚子轴承2-14和轴承套2-13安装于转动盘2-5内，中心轴2-12的一端用轴承闷盖2-3封闭，另一端穿过定位盘2-6，通过三爪卡盘安装在旋转机构4上；所述定位盘2-6一端紧贴轴承套2-13，另一端通过垫圈2-10和拧紧螺母2-11固定在中心轴2-12上；所述磁棒2-16通过前套筒2-17、后套筒2-15分别安置在转动盘2-5和定位盘2-6上，可以在转动盘2-5和定位盘2-6的轨道中滑动；所述转动柄2-1穿过转动盘2-5安置在定位盘2-6上，转动柄2-1左端与转动盘2-5上内置弧形齿条啮合，转动柄2-1旋转带动转动盘2-5旋转运动；所述齿轮2-8通过左右两个螺母固定在转动柄2-1上；所述止动爪2-19安置在T型底座2-9上，T型底座2-9通过定位盘2-6上的T型轨道滑动，扳动止动爪2-19可以卡住齿轮2-8，进而达到止动的目的。
一种轴瓦内表面织构的加工方法，包括以下步骤：
第一步，将定位夹紧机构2通过三爪卡盘安装在旋转机构4上；
第二步，将对焦标块3安置到中心轴2-12前端的孔洞内，根据所加工轴瓦的直径，在对焦标块3上选择对应的刻度，调节激光打标机1高度，使两个激光红点在所选刻度位置重合；
第三步，取下对焦标块3，将轴瓦2-4放置到两根磁棒2-16之上；
第四步，转动齿轮转动柄2-1，带动转动盘2-5旋转，压迫两根磁棒2-16按照定位盘2-6的V型运动，进而将轴瓦2-4抬升；
第五步，当两个激光红点在轴瓦2-4上重合时停止转动，抬升定位盘2-6后的T型底座2-9，扳动两个止动爪2-19，令其卡住止动齿轮2-8；
第六步，在激光打标机专用软件中绘制织构图案，设置激光打标机参数，激光打标机发射激光束，开始加工；
第七步，加工完成，取下轴瓦2-8。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种轴瓦内表面织构的加工装置，其旋转机构通过支架固定在底座上，旋转机构带动定位夹紧机构使其共同做同轴转动，激光打标机固定在定位夹紧机构的上方，所述激光打标机高度可调节；其特征在于，所述定位夹紧机构包括转动盘、定位盘、齿轮转动柄、轴承和磁棒，磁棒设置有两个，分别穿过转动盘和定位盘，通过转动盘与定位盘的相对运动调节两个磁棒的高度与夹角，轴瓦放置在两个磁棒上；转动盘通过轴承固定在旋转机构上，定位盘固定在旋转机构上，齿轮转动柄用于固定转动盘与定位盘使二者同步旋转；转动盘的上部设置有带齿通槽，其中心线与转动盘的外圆周为同心圆，其内侧设置有齿条，转动盘上还设置有渐变弧形通槽，两个渐变弧形通槽以转动盘的圆心为对称点呈120度中心对称，渐变弧形通槽的中心线逐渐远离转动盘圆心；所述定位盘圆心位置设置有定位盘圆孔，两条沿定位盘径向设置的直线通槽与定位盘圆孔联通，两条直线通槽之间夹角为120度；所述定位盘上还设置有定位孔，转动柄穿过转动盘固定在定位孔上，转动柄左端与转动盘上内置齿条啮合；磁棒穿过直线通槽和渐变弧形通槽并可在两个通槽内同时滑动；所述定位盘上还设置有T型槽，所述T型槽内滑动设置有T型底座，两个止动爪对称设置，其一端可转动的固定在T型底座上，其另一端过通弹簧固定在中心柱上；所述转动柄的右侧固定有止动齿轮，止动齿轮与止动爪配合实现转动柄的固定；还包括对焦标块，所述对焦标块可拆卸的安装在中心轴前端的孔洞内，用于轴瓦与激光打标机的对焦；所述T型槽设置在定位孔圆心与定位盘圆心的连线上。
2.根据权利要求1所述的一种轴瓦内表面织构的加工装置，其特征在于，所述转动盘的左端通过轴承闷盖封闭。
3.根据权利要求1所述的一种轴瓦内表面织构的加工装置，其特征在于，所述底座（1）为光学平板。
4.根据权利要求1所述的一种轴瓦内表面织构的加工装置，其特征在于，旋转机构为三爪卡盘旋转轴。
5.根据权利要求1所述的一种轴瓦内表面织构的加工装置，其特征在于，所述磁棒通过前套筒和后套筒分别设置在转动盘和定位盘上。
6.一种轴瓦内表面织构的加工方法，该方法采用如权利要求1所述的一种轴瓦内表面织构的加工装置，其特征在于，包括如下步骤：
第一步，将定位夹紧机构通过三爪卡盘安装在旋转机构上；
第二步，将对焦标块安置到中心轴前端的孔洞内，根据所加工轴瓦的直径，在对焦标块上选择对应的刻度，调节激光打标机高度，使两个激光红点在所选刻度位置重合；
第三步，取下对焦标块，将轴瓦放置到两根磁棒之上；
第四步，转动齿轮转动柄，带动转动盘旋转，压迫两根磁棒做V型运动，进而将轴瓦抬升；
第五步，当两个激光红点在轴瓦上重合时停止转动，抬升定位盘后的T型底座，扳动两个止动爪，令其卡住止动齿轮；
第六步，在激光打标机专用软件中绘制织构图案，设置激光打标机参数，激光打标机发射激光束，开始加工；
第七步，加工完成，取下轴瓦。
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