CN113618494A - 一种船用柴油机缸盖爆发面数控精加工装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种船用柴油机缸盖爆发面数控精加工装置及方法,涉及缸盖加工技术领域,包括加工台和设于加工台上的机械臂,还包括滑动设于机械臂外的多适应刀具库盘,所述多适应刀具库盘沿其水平中轴线呈驱动旋转设置,调用用于缸盖爆发面精加工的刀具;设于加工台中心处的零点定位台;和设于加工台上沿零点定位台外侧呈包围设置的多个多适应夹具。本发明实现缸盖爆发面加工过程无需人工依次更换刀具,通过计算机记忆多适应刀具库盘内部刀具位置,计算机数控操作多适应刀具库盘4转动调用不同的刀具以完成不同的加工过程,自动化程度高,有利于缸盖加工效率的大幅度提升。
Description
技术领域
本发明属于缸盖加工技术领域,具体涉及一种船用柴油机缸盖爆发面数控精加工装置及方法。
背景技术
柴油机是船舶的心脏,而柴油机缸盖作为柴油机的重要件,它性能轻者会影响柴油机机械效率的下降,重者会造成活塞拉缸、拉瓦,甚至会破坏整台柴油机,造成无法挽回的损失。因此对缸盖的制造工艺提出了更高的要求,必须制定合理的加工方案及工艺十分重要,才能确保质量稳定性,提高保障能力;
缸盖的加工主要包括缸盖爆发面的数控精工加工工序、缸盖进、排气阀座-导管孔系与喷油器导管孔系的加工工序以及缸盖四周面细长孔、冷却水进水管孔的加工工序;
传统缸盖加工工艺设计刀具品种投入多、常规加工工步一把一把刀具的加工,加工效率低、缸盖加工线产品型号变换时效率低,我们提出了一种船用柴油机缸盖爆发面数控精加工装置及方法。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种结构简单,设计合理的船用柴油机缸盖爆发面数控精加工装置及方法。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的:
一种船用柴油机缸盖爆发面数控精加工装置,包括加工台和设于加工台上的机械臂,还包括滑动设于机械臂外的多适应刀具库盘,所述多适应刀具库盘沿其水平中轴线呈驱动旋转设置,调用用于缸盖爆发面精加工的刀具;
设于加工台中心处的零点定位台,所述零点定位台沿其垂直中轴线呈驱动旋转设置,对缸盖进行零点定位;和
设于加工台上沿零点定位台外侧呈包围设置的多个多适应夹具,对缸盖外侧面进行周向包围夹持固定。
作为本发明的进一步优化方案,所述多适应刀具库盘由基座、刀库以及电动旋转台组成,所述基座滑动设于机械臂外侧,且基座远离机械臂的一端设有轴承座,所述刀库一端套接在轴承座上,与基座旋转配合,所述电动旋转台与刀库远离基座的一端相连接。
作为本发明的进一步优化方案,所述刀库的外部周向均布有多个单元刀架,所述基座伸入刀库内的一端设有直线电机,且直线电机的外部滑动配合有滑座,所述滑座的外部固定设有驱动电机,且驱动电机的驱动端连接有气动爪盘,所述气动爪盘的垂直中轴线与位于刀库底端的单元刀架的垂直中轴线相重合。
作为本发明的进一步优化方案,所述基座伸入刀库内的一端且位于直线电机的两侧设有减震座,所述基座的外部设有安全罩,且安全罩的底部留有供单元刀架活动插入的贯穿槽。
作为本发明的进一步优化方案,所述单元刀架由主轴、滑套以及固定爪组成,所述滑套活动插接于刀库的外周,所述主轴活动套接于滑套上,所述主轴的外端部设有对称设置的两个固定爪,且两个固定爪的外部螺纹配合有紧固螺帽。
作为本发明的进一步优化方案,所述滑套位于刀库内部的一端外侧壁固定设有连接板,且连接板一侧设有与刀库内侧壁相连接的复位弹簧。
作为本发明的进一步优化方案,所述防护罩的外周设有与多适应夹具相对应的安装槽,每个所述安装槽均开设有定位滑槽,所述多适应夹具由转动座、第一气缸、夹具头、变向杆、U型压头以及第二气缸组成,所述转动座活动设于定位滑槽内,所述第一气缸的活塞杆与转动座固定插接,所述夹具头固定设于第一气缸的活塞杆端,所述变向杆设于安装槽内由驱动电机驱动,且其顶端与第一气缸相接触,所述第二气缸设于防护罩的顶端,且第二气缸的活塞杆端设有与第一气缸的缸体相接触的U型压头。
作为本发明的进一步优化方案,所述加工台的内部设有吸尘风机,所述加工台的顶端沿零点定位台外周设有导板,所述导板为镂空设置的圆锥罩体。
一种如上述所述的船用柴油机缸盖爆发面数控精加工方法,包括以下步骤,
S1、调节零点定位台使其中心点对准多适应刀具库盘的垂直中轴线,随后,准备待精加工的缸盖粗品置于零点定位台上,使其爆发面朝上,利用多适应夹具使缸盖位置固定;
S2、调节多适应刀具库盘以适应缸盖高度,检查多适应刀具库盘内刀具状态,随后,利用多适应刀具库盘依次选择用于缸盖爆发面精加工的刀具,依次完成精车缸盖爆发面的端面和各外圆面,切外圆面的环槽、精车爆发面的内止口、弧面和孔端面以及精车内止口底部环槽和喷油器孔;
S3、解除多适应夹具的固定状态,取下缸盖进行后续表面处理工序后,即完成缸盖爆发面的精加工。
本发明的有益效果在于:
1、本发明中,多适应刀具库盘可灵活调用刀具,自动化完成精车缸盖爆发面的端面和各外圆面,切外圆面的环槽、精车爆发面的内止口、弧面和孔端面以及精车内止口底部环槽和喷油器孔,实现缸盖爆发面加工过程无需人工依次更换刀具,通过计算机记忆多适应刀具库盘内部刀具位置,计算机数控操作多适应刀具库盘转动调用不同的刀具以完成不同的加工过程,自动化程度高,有利于缸盖加工效率的大幅度提升。
2、本发明中,多适应夹具使用时可根据缸盖定位的需求调整夹持的角度,有利于实现不同结构外形的缸盖的夹持固定,适用更加灵活,通用性提高,设备成本降低。
附图说明
图1为本发明提供的俯视图;
图2为本发明提供的多适应刀具库盘的侧视图;
图3为本发明提供的多适应刀具库盘的内部结构示意图;
图4为本发明提供的防护罩的立体图;
图5为本发明提供的导板的立体图;
图中:1、加工台;2、零点定位台;3、机械臂;4、多适应刀具库盘;41、基座;42、刀库;43、电动旋转台;44、单元刀架;441、主轴;442、滑套;443、固定爪;444、紧固螺帽;445、连接板;446、复位弹簧;45、直线电机;46、滑座;47、驱动电机;48、气动爪盘;49、安全罩;410、轴承座;411、减震座;5、防护罩;6、导板;7、安装槽;8、定位滑槽;9、多适应夹具;91、转动座;92、U型压头;93、第二气缸;94、第一气缸;95、夹具头;95、变向杆;10、吸尘风机。
具体实施方式
下面结合附图对本申请作进一步详细描述,有必要在此指出的是,以下具体实施方式只用于对本申请进行进一步的说明,不能理解为对本申请保护范围的限制,该领域的技术人员可以根据上述申请内容对本申请作出一些非本质的改进和调整。
实施例1
如图1-4所示,一种船用柴油机缸盖爆发面数控精加工装置,包括加工台1和设于加工台1上的机械臂3,还包括滑动设于机械臂3外的多适应刀具库盘4,所述多适应刀具库盘4沿其水平中轴线呈驱动旋转设置,调用用于缸盖爆发面精加工的刀具;
设于加工台1中心处的零点定位台2,所述零点定位台2沿其垂直中轴线呈驱动旋转设置,对缸盖进行零点定位;和
设于加工台1上沿零点定位台2外侧呈包围设置的多个多适应夹具9,对缸盖外侧面进行周向包围夹持固定。
该加工装置使用时,将待加工的缸盖放置在零点定位台2上,其爆发面朝上,另外,零点定位台2事先校准,使其中心点对准多适应刀具库盘4的垂直中轴线,随后,控制沿零点定位台2外侧呈包围设置的多个多适应夹具9启动将缸盖夹持固定在零点定位台2上后,机械臂3带动多适应刀具库盘4位置下移以适应缸盖的高度,多适应刀具库盘4自身沿其水平中轴线呈驱动旋转设置,其内部装载有至少12个用于缸盖精加工的刀具,可灵活调用刀具,可依次完成精车缸盖爆发面的端面和各外圆面,切外圆面的环槽、精车爆发面的内止口、弧面和孔端面以及精车内止口底部环槽和喷油器孔,此过程中无需人工依次更换刀具,通过计算机记忆多适应刀具库盘4内部刀具位置,自动控制多适应刀具库盘4转动调用不同的刀具以完成不同的加工过程,自动化程度高,效率大大提升,具体如下
所述多适应刀具库盘4由基座41、刀库42以及电动旋转台43组成,所述基座41滑动设于机械臂3外侧,且基座41远离机械臂3的一端设有轴承座410,所述刀库42一端套接在轴承座410上,与基座41旋转配合,所述电动旋转台43与刀库42远离基座41的一端相连接,电动旋转台43位现有技术,可定角度转动,刀库42与其相固定后,可实现刀库42的定角度转动,方便控制刀库42上的各个单元刀架44转动精度的精度。
所述刀库42的外部周向均布有多个单元刀架44,所述基座41伸入刀库42内的一端设有直线电机45,且直线电机45的外部滑动配合有滑座46,所述滑座46的外部固定设有驱动电机47,且驱动电机47的驱动端连接有气动爪盘48,所述气动爪盘48的垂直中轴线与位于刀库42底端的单元刀架44的垂直中轴线相重合,直线电机45控制滑座46带动驱动电机47下移接近单元刀架44,同时,驱动电机47驱动端连接的气动爪盘48接触到单元刀架44后,与单元刀架44完成连接,此时,驱动电机47就可以一同带动位于刀库42底端的单元刀架44的转动,单元刀架44用于固定各种刀具,进而可实现刀具的同步转动过程。
所述基座41伸入刀库42内的一端且位于直线电机45的两侧设有减震座411,可减震隔振,有效控制直线电机45及驱动电机47的振动,保持刀库42的结构稳定,所述基座41的外部设有安全罩49,起到安装防护作用,避免刀具意外掉落,且安全罩49的底部留有供单元刀架44活动插入的贯穿槽,不影响刀库42底端单元刀架44的活动。
所述单元刀架44由主轴441、滑套442以及固定爪443组成,所述滑套442活动插接于刀库42的外周,所述主轴441活动套接于滑套442上,所述主轴441的外端部设有对称设置的两个固定爪443,且两个固定爪443的外部螺纹配合有紧固螺帽444,将刀具固定在两个固定爪443的位置后,可通过紧固螺帽444进行固定所述滑套442位于刀库42内部的一端外侧壁固定设有连接板445,且连接板445一侧设有与刀库42内侧壁相连接的复位弹簧446。
总的来说,当多适应刀具库盘4需要根据缸盖加工过程选择刀具时,先由电动旋转台43控制刀库42关于基座41产生定角度的转动,使得目标刀具所在的单元刀架44处于刀库42正底部的位置处,随后,直线电机45启动,带动滑座46下滑,使其外部的驱动电机47一并下移,直至驱动电机47驱动端的气动爪盘48接触到主轴441后,气动爪盘48将主轴441夹持固定住,此时直线电机45继续推动滑座46下移一定距离,推动驱动电机47通过气动爪盘48连接的主轴441连接其外部的滑套442与刀库42产生相对滑动后,使得主轴441外端部安装的刀具从安全罩49底部的贯穿槽露出即可,随后,机械臂3控制多适应刀具库盘4调节以适应加工位置,然后,通过驱动电机47驱动主轴441以及其连接的刀具转动进行相应的精加工,需要更换刀具时,直线电机45回移将主轴441回收至原位后,气动爪盘48脱离与主轴441的连接,直线电机45复位后,重复上述步骤,选择需要的夹具即可,整个过程无需人工操作更换,可计算机数控操作,有利于缸盖加工效率的大幅度提升。
所述加工台1上沿零点定位台2外侧设有防护罩5,启动加工过程加强防护的效果,可防止废料飞溅,且防护罩5的外周设有与多适应夹具9相对应的安装槽7,每个所述安装槽7均开设有定位滑槽8,所述多适应夹具9由转动座91、第一气缸94、夹具头95、变向杆96、U型压头92以及第二气缸93组成,所述转动座91活动设于定位滑槽8内,所述第一气缸94的活塞杆与转动座91固定插接,所述夹具头95固定设于第一气缸94的活塞杆端,所述变向杆96设于安装槽7内由电机驱动,且其顶端与第一气缸94相接触,所述第二气缸93设于防护罩5的顶端,且第二气缸93的活塞杆端设有与第一气缸94的缸体相接触的U型压头92。
多适应夹具9使用时可根据缸盖定位的需求调整夹持的角度,具体操作为,第二气缸93启动使其活塞杆端连接的U型压头92推动第一气缸94沿着定位滑槽8活动至目标位置后,第二气缸93复位,此时,变向杆96由电机驱动向斜上方摆动,推动第一气缸94角度下移,另外,第二气缸93下推可实现第一气缸94角度的上移,调整好角度后,第一气缸94启动,推动其前端的夹具头95实现对缸盖的多角度夹持固定操作,有利于实现不同结构外形的缸盖的夹持固定,适用更加灵活,通用性提高,设备成本降低。
如图1、5所示,所述加工台1的内部设有吸尘风机10,所述加工台1的顶端沿零点定位台2外周设有导板6,所述导板6为镂空设置的圆锥罩体,加工产生的废料在吸尘风机10的抽吸下从导板6落下集中收集,有利于保持加工台1的整洁,方便清理。
一种如上述所述的船用柴油机缸盖爆发面数控精加工方法,包括以下步骤,
S1、调节零点定位台2使其中心点对准多适应刀具库盘4的垂直中轴线,随后,准备待精加工的缸盖粗品置于零点定位台2上,使其爆发面朝上,利用多适应夹具9使缸盖位置固定;
S2、调节多适应刀具库盘4以适应缸盖高度,检查多适应刀具库盘4内刀具状态,随后,利用多适应刀具库盘4依次选择用于缸盖爆发面精加工的刀具,依次完成精车缸盖爆发面的端面和各外圆面,切外圆面的环槽、精车爆发面的内止口、弧面和孔端面以及精车内止口底部环槽和喷油器孔;
S3、解除多适应夹具9的固定状态,取下缸盖进行后续表面处理工序后,即完成缸盖爆发面的精加工。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种船用柴油机缸盖爆发面数控精加工装置,包括加工台(1)和设于加工台(1)上的机械臂(3),其特征在于:还包括滑动设于机械臂(3)外的多适应刀具库盘(4),所述多适应刀具库盘(4)沿其水平中轴线呈驱动旋转设置,调用用于缸盖爆发面精加工的刀具;
设于加工台(1)中心处的零点定位台(2),所述零点定位台(2)沿其垂直中轴线呈驱动旋转设置,对缸盖进行零点定位;和
设于加工台(1)上沿零点定位台(2)外侧呈包围设置的多个多适应夹具(9),对缸盖外侧面进行周向包围夹持固定。
2.根据权利要求1所述的一种船用柴油机缸盖爆发面数控精加工装置,其特征在于:所述多适应刀具库盘(4)由基座(41)、刀库(42)以及电动旋转台(43)组成,所述基座(41)滑动设于机械臂(3)外侧,且基座(41)远离机械臂(3)的一端设有轴承座(410),所述刀库(42)一端套接在轴承座(410)上,与基座(41)旋转配合,所述电动旋转台(43)与刀库(42)远离基座(41)的一端相连接。
3.根据权利要求2所述的一种船用柴油机缸盖爆发面数控精加工装置,其特征在于:所述刀库(42)的外部周向均布有多个单元刀架(44),所述基座(41)伸入刀库(42)内的一端设有直线电机(45),且直线电机(45)的外部滑动配合有滑座(46),所述滑座(46)的外部固定设有驱动电机(47),且驱动电机(47)的驱动端连接有气动爪盘(48),所述气动爪盘(48)的垂直中轴线与位于刀库(42)底端的单元刀架(44)的垂直中轴线相重合。
4.根据权利要求3所述的一种船用柴油机缸盖爆发面数控精加工装置,其特征在于:所述基座(41)伸入刀库(42)内的一端且位于直线电机(45)的两侧设有减震座(411),所述基座(41)的外部设有安全罩(49),且安全罩(49)的底部留有供单元刀架(44)活动插入的贯穿槽。
5.根据权利要求3所述的一种船用柴油机缸盖爆发面数控精加工装置,其特征在于:所述单元刀架(44)由主轴(441)、滑套(442)以及固定爪(443)组成,所述滑套(442)活动插接于刀库(42)的外周,所述主轴(441)活动套接于滑套(442)上,所述主轴(441)的外端部设有对称设置的两个固定爪(443),且两个固定爪(443)的外部螺纹配合有紧固螺帽(444)。
6.根据权利要求5所述的一种船用柴油机缸盖爆发面数控精加工装置,其特征在于:所述滑套(442)位于刀库(42)内部的一端外侧壁固定设有连接板(445),且连接板(445)一侧设有与刀库(42)内侧壁相连接的复位弹簧(446)。
7.根据权利要求1所述的一种船用柴油机缸盖爆发面数控精加工装置,其特征在于:所述加工台(1)上沿零点定位台(2)外侧设有防护罩(5),且防护罩(5)的外周设有与多适应夹具(9)相对应的安装槽(7),每个所述安装槽(7)均开设有定位滑槽(8),所述多适应夹具(9)由转动座(91)、第一气缸(94)、夹具头(95)、变向杆(96)、U型压头(92)以及第二气缸(93)组成,所述转动座(91)活动设于定位滑槽(8)内,所述第一气缸(94)的活塞杆与转动座(91)固定插接,所述夹具头(95)固定设于第一气缸(94)的活塞杆端,所述变向杆(96)设于安装槽(7)内由电机驱动,且其顶端与第一气缸(94)相接触,所述第二气缸(93)设于防护罩(5)的顶端,且第二气缸(93)的活塞杆端设有与第一气缸(94)的缸体相接触的U型压头(92)。
8.根据权利要求1所述的一种船用柴油机缸盖爆发面数控精加工装置,其特征在于,所述加工台(1)的内部设有吸尘风机(10),所述加工台(1)的顶端沿零点定位台(2)外周设有导板(6),所述导板(6)为镂空设置的圆锥罩体。
9.一种应用权利要求1-8任一所述的加工装置进行船用柴油机缸盖爆发面数控精加工的方法,其特征在于,包括以下步骤,
S1、调节零点定位台(2)使其中心点对准多适应刀具库盘(4)的垂直中轴线,随后,准备待精加工的缸盖粗品置于零点定位台(2)上,使其爆发面朝上,利用多适应夹具(9)使缸盖位置固定;
S2、调节多适应刀具库盘(4)以适应缸盖高度,检查多适应刀具库盘(4)内刀具状态,随后,利用多适应刀具库盘(4)依次选择用于缸盖爆发面精加工的刀具,依次完成精车缸盖爆发面的端面和各外圆面,切外圆面的环槽、精车爆发面的内止口、弧面和孔端面以及精车内止口底部环槽和喷油器孔;
S3、解除多适应夹具(9)的固定状态,取下缸盖进行后续表面处理工序后,即完成缸盖爆发面的精加工。
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