CN1326659C - 发动机连杆初始裂解槽加工装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及发动机连杆裂解槽加工专用设备。本发明的目的是为克服目前连杆初始裂解槽加工中存在的加工质量与加工精度不稳定问题，提出一种发动机连杆初始裂解槽加工装置，该装置主要包括主机和工件夹紧工作台。所述的主机按如下方式组成：在主机机架z轴方向和x轴方向均设有导轨和滑块，滑块在导轨上做直线运动；所述的工件夹紧工作台按如下方式组成：在工作台上设有可沿y方向作直线运动的滑块，滑块上设有三个旋转压紧油缸，并设有可更换工件定位板。采用本发明设备加工初始裂解槽具有两侧沟槽宽度、深度一致，尺寸精度高的特点，明显提高断裂面质量，避免断裂面掉渣、大头孔变形超差等问题。

Description

发动机连杆初始裂解槽加工装置
技术领域：
本发明涉及发动机连杆裂解槽加工专用设备。
背景技术：
如附图1、附图2所示，连杆是发动机的重要零件，传统的机械加工方法是首先对连杆毛坯粗铣、磨连杆两侧面，并将连杆盖与连杆体铣开，分别加工连杆盖与杆上的螺栓孔及定位孔，再分别磨削连杆杆盖与杆部的结合面，最后对装配在一起的连杆进行精镗大小头孔等精加工。
连杆裂解工艺是连杆机械加工的一种新方法，首先要在连杆大头孔人为制造断裂源，即加工初始裂解槽(见附图1)，然后在连杆裂解加工设备上对连杆大头孔内圆柱面施加径向力，使连杆盖与连杆体断裂分离(见附图2)，最后在断裂面完全啮合的条件下，穿入螺栓并拧紧至所要求的扭矩，其余精加工与传统方法相同。
连杆初始裂解槽(也即应力集中槽)加工方法主要有两种，即机械拉削和激光加工。
前期公开的涉及连杆初始裂解槽加工的专利有：
美国专利US1630759    美国专利US2553935
美国专利US4693139    美国专利US5974663
美国专利US5208979    德国专利DE19534360
美国专利GB2320308
US1630759、US2553935、US4693139建议机械拉削应力槽，但只给出V形应力槽的形状、尺寸、没有涉及具体的加工装置或专用设备。US5974663和GB2320308公开的是铸铁连杆采用固体激光器在大头孔加工出锯齿形槽。US5208979提出采用脉冲激光加工初始裂解槽，并给出较详细的参数。DE19534360公开的是采用一个激光器，通过分配装置将一束光束分配到两个聚光器上，同时对两个连杆加工，在大头孔柱面上加工出一系列直线排列的圆柱盲孔。
初始裂解槽的加工形状与尺寸精度对连杆裂解加工质量影响很大，机械拉削虽有刀具磨损等问题，但该种方法具有通用性、设备投资少、加工成本低等特点。激光切削方法在实际应用中由于激光系统调整相对困难，加工质量不易稳定。
发明内容：
本发明的目的是为克服目前连杆初始裂解槽加工中存在的加工质量与加工精度不稳定问题，提出一种发动机连杆初始裂解槽加工装置，这是一种新颖的连杆裂解加工前初始裂解槽的机械拉削设备。
本发明的上述目的是这样实现的，结合附图说明如下：
该装置主要包括主机和工件夹紧工作台。所述的主机按如下方式组成：在主机机架z轴方向和x轴方向均设有导轨和滑块，滑块在导轨上做直线运动；所述的工件夹紧工作台按如下方式组成：在工作台上设有可沿y方向作直线运动的滑块，滑块上设有三个旋转压紧油缸，并设有可更换工件定位板。
本发明的具体技术方案是：所述的主机主要包括：在主机机架17垂直方向两侧固设有z轴导轨11，其上装有z轴滑块10，在z轴滑块10的平面上固设有水平方向的导轨座15，安装有拉刀6的x轴滑块7装在导轨座15上的x轴导轨9上，x轴滑块7通过x轴交流伺服电机14驱动，z轴滑块10由固设在主机机架17上方的z轴交流伺服电机13通过z轴丝杠12驱动，所述的工件夹紧定位工作台固设在机架底座1上，主要包括：在y轴导轨2上设有作纵向运动的y轴滑块3，y轴滑块3上设有两个连杆大头旋转压紧油缸5和一个连杆小头旋转压紧油缸22，y轴滑块3)的上平面固设有可更换的工件定位板4，y轴滑块3通过固设在工作台底座24上的液压缸23驱动，连杆18采用定位轴20和定位销钉25定位。
图中：1.机架底座2.y轴导轨3.y轴滑块4.工件定位板5.连杆大头旋转压紧油缸6.拉刀7.x轴滑块8.x轴丝杠9.x轴导轨10.z轴滑块11.z轴导轨12.z轴丝杠13.z轴交流伺服电机14.x轴交流伺服电机15.导轨座16.拉刀固定座17.主机机架18.连杆19.定位块20.定位轴21.工件压紧块22.连杆小头旋转压紧油缸23.液压缸24.工作台底座25.定位销钉
本发明初始裂解槽加工设备的结构特点及运动特征是：
本发明初始裂解槽加工设备为三轴顺序动作。在一个工作循环内，拉刀沿x轴、z轴运动，工作台沿y轴运动，其主运动为拉刀的上下运动和左右运动，工作台的运动为辅助运动。
拉刀随同x轴滑块由交流伺服电机驱动经丝杠传动沿x轴方向运动。
x轴滑块导轨固设在z轴滑块上，z轴滑块由交流伺服电机驱动经丝杠传动沿z轴方向运动。
工件放置于与工作台滑块相连接的可调定位板上，工件定位可更换，以适应多品种生产。
连杆定位夹紧后，由y轴液压缸驱动工作台滑块沿y轴方向运动至拉刀正下方。
连杆大头孔中心位于拉刀中心后，经x轴伺服电机驱动滑块及其上拉刀至连杆大头孔一侧的预定位置后，z轴交流伺服电机驱动z轴滑块向下运动，在连杆大头孔圆柱面中心处一侧拉削出一条沟槽，然后返回初始位置。
连杆大头孔一侧裂解槽加工完成后，经x轴伺服电机驱动滑块及其上拉刀至连杆大头孔另一侧的预定位置，z轴交流伺服电机再次驱动z轴滑块向下运动，在连杆大头孔圆柱面中心处另一侧拉削出另一条沟槽。
采用本发明设备加工初始裂解槽具有两侧沟槽宽度、深度一致，尺寸精度高的特点，明显提高断裂面质量，避免断裂面掉渣、大头孔变形超差等问题。
附图说明：
图1是连杆初始裂解槽部位示意图；
图2是连杆裂解后的结构示意图；
图3是本发明连杆初始裂解槽加工设备结构示意图；
图4是本发明设备工作台俯视结构示意图。
图中：1.机架底座2.y轴导轨3.y轴滑块4.工件定位板5.连杆大头旋转压紧油缸6.拉刀7.x轴滑块8.x轴丝杠9.x轴导轨10.z轴滑块11.z轴导轨12.z轴丝杠13.z轴交流伺服电机14.x轴交流伺服电机15.导轨座16.拉刀固定座17.主机机架18.连杆19.定位块20.定位轴21.工件压紧块22.连杆小头旋转压紧油缸23.液压缸24.工作台底座25.定位销钉
具体实施方式：
以下结合附图给出的实例对本发明的设备作进一步的说明：
参照附图3、附图4，一种用于连杆初始裂解槽加工的设备，包括主机和工作台。所述的主机按如下方式组成：在框架式机架底座1的上方设有主机机架17，在机架z轴方向设有沿两侧z轴导轨11上下运动的z轴滑块10，在z轴滑块10上设有x轴导轨座15，安装有拉刀固定座16的x轴滑块7在导轨9上作x轴方向的水平运动。
所述的工件夹紧定位工作台按如下方式组成：工作台固设在机架底座1上，y轴滑块3沿y轴导轨2作y轴方向的直线运动，工件定位板4固设在y轴滑块3上平面，2个连杆大头旋转压紧油缸5和连杆小头旋转压紧油缸22安装于y轴滑块3上。
所说的z轴交流伺服电机13为带有制动器的交流伺服电机，所说的z轴丝杠12为滚珠丝杠。固设在主机机架17上的带有制动器的z轴交流伺服电机13通过滚珠丝杠驱动所述的z轴滑块10。
固设在x轴导轨座15上的x轴交流伺服电机14通过滚珠丝杠驱动所述的x轴滑块7。固设在工作台底座24上的液压缸23通过活塞杆驱动y轴滑块3。
固设在工作台y轴滑块3上的连杆大头旋转压紧油缸5和连杆小头旋转压紧油缸22，在工作过程中，活塞杆作上下直线运动的同时伴随有旋转运动。
采用该设备加工连杆初始裂解槽，首先是将连杆18放于工件定位板4上，其上的小头定位轴20和大头定位销钉25将连杆18定位，2个连杆大头旋转压紧油缸5和连杆小头旋转压紧油缸22再将连杆18压紧。在旋转压紧油缸压紧工件后，液压缸23驱动工作台y轴滑块3向前运动，y轴滑块3通过固设在工作台底座24上的定位块19实施纵向定位。
所说的z轴导轨11为燕尾型，可通过主机机架17两侧的立板固设在主机机架17上。
所说的拉刀6通过拉刀固定座16固设在水平运动的x轴滑块7上。
连杆大头旋转压紧油缸5和连杆小头旋转压紧油缸22分别通过固定在其上的工件压紧块21固定连杆工件，工件压紧块21的长度依据连杆品种确定。
工作台滑块停靠在定位块19上后，通过x轴交流伺服电机14驱动的x轴滑块7上的拉刀6运动至连杆大头杆中心处一侧的上方的预定加工位置，再由z轴交流伺服电机13驱动z轴滑块10向下运动以完成该侧的初始裂解槽的加工。
待拉刀加工完一侧初始裂解槽返回初始位置后，经x轴交流伺服电机14驱动的x轴滑块7上的拉刀6运动至连杆大头孔中心处另一侧上方的预定加工位置。z轴交流伺服电机13再次驱动z轴滑块10向下运动，在连杆大头孔圆轴面中心处拉削出另一条初始裂解槽。
拉刀6返回初始位置，工作台液压缸23驱动工作台y轴滑块3返回，三个旋转压紧油缸松开，将连杆18从工作台工件定位板4上取下，至此完成一个工作循环。

Claims (6)

1、一种发动机连杆初始裂解槽加工装置，它包括主机和工件夹紧定位工作台，其特征在于所述的主机主要包括：在主机机架(17)垂直方向两侧固设有z轴导轨(11)，其上装有z轴滑块(10)，在z轴滑块(10)的平面上固设有水平方向的导轨座(15)，安装有拉刀(6)的x轴滑块(7)装在导轨座(15)上的x轴导轨(9)上，x轴滑块(7)通过x轴交流伺服电机(14)驱动，z轴滑块(10)由固设在主机机架(17)上方的z轴交流伺服电机(13)通过z轴丝杠(12)驱动，所述的工件夹紧定位工作台固设在机架底座(1)上，主要包括：在y轴导轨(2)上设有作纵向运动的y轴滑块(3)，y轴滑块(3)上设有两个连杆大头旋转压紧油缸(5)和一个连杆小头旋转压紧油缸(22)，y轴滑块(3)的上平面固设有可更换的工件定位板(4)，y轴滑块(3)通过固设在工作台底座(24)上的液压缸(23)驱动，连杆(18)采用定位轴(20)和定位销钉(25)定位。
2、根据权利要求1所述的发动机连杆初始裂解槽加工装置，其特征在于所说的z轴交流伺服电机(13)为带有制动器的交流伺服电机，所说的z轴丝杠(12)为滚珠丝杠。
3、根据权利要求1所述的发动机连杆初始裂解槽加工装置，其特征在于y轴滑块(3)通过固设在工作台底座(24)上的定位块(19)实施纵向定位。
4、根据权利要求1所述的发动机连杆初始裂解槽加工装置，其特征在于所说的z轴导轨(11)为燕尾型，可通过主机机架(17)两侧的立板固设在主机机架(17)上。
5、根据权利要求1或2所述的发动机连杆初始裂解槽加工装置，其特征在于所说的拉刀(6)通过拉刀固定座(16)固设在水平运动的x轴滑块(7)上。
6、根据权利要求1所述的发动机连杆初始裂解槽加工装置，其特征在于连杆大头旋转压紧油缸(5)和连杆小头旋转压紧油缸(22)分别通过固定在其上的工件压紧块(21)固定连杆工件，工件压紧块(21)的长度依据连杆品种确定。
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