CN1986150A - 挡板式自动分度及精确定位装置 - Google Patents

Abstract

挡板式自动分度及精确定位装置，属机械加工设备领域，主要解决的是多连杆颈曲轴在磨削连杆颈时自动分度的问题，其特征是在夹紧装置微松状态夹紧装置与工件之间有0.03－0.05mm间隙，分度挡板抬起挡住曲轴运动的待磨削连杆颈，使之绕主轴颈中心运转并向头架回转中心移动，同时曲轴通过菱形定位销带动分度盘分度，当待磨削连杆颈基本到达头尾架回转中心，定位锥销插入分度盘上的定位锥孔中，锥销定位的特点使分度盘精确定位，菱形定位销反过来拨动曲轴精确定位。本发明具有精度易于保证，结构相对简单，生产成本较低的特点，主要用于高速连续自动运转的曲轴磨床上对连杆颈进行自动分度。

Description

挡板式自动分度及精确定位装置

技术领域：

挡板式自动分度及精确定位装置属于机械加工设备中进行自动分度的装置，主要用于曲轴磨床磨削多连杆颈曲轴时对连杆颈进行自动分度。

背景技术：

功率较大的内燃机一般是多缸的，相对应曲轴必然是多连杆颈的，由内燃机的工作特点决定了曲轴的连杆颈必须绕回转中心相隔一定的相位，例如四缸内燃机曲轴的连杆颈呈180度分布，六缸内燃机曲轴的连杆颈呈120度分布等等，这个角度相位分布的精度越高，曲轴的质量越好，当然内燃机的性能越好。因此，在磨削曲轴连杆颈时，必须对曲轴多连杆颈分度，分度精度越高越好。

普通曲轴磨床磨削连杆颈时是用人工进行分度，在磨好同一相位的连杆颈后，首先要松开两端的装夹，按需要调整下一相位的连杆颈到磨削中心，反复用测量表校正，再夹紧两端进行磨削，不仅麻烦，效率也低。因此人工分度不能用于高速自动磨削曲轴的设备上。国外有一种曲轴磨床的分度是用一个特制的电机配合一套复杂的电气控制装置进行自动分度，但曲轴磨床毕竟属于专用机械加工设备，需求量有限，不宜大批量生产这种特制电机，少量生产必然会使单台成本造价很高，同时安装也相当复杂。

发明内容：

挡板式自动分度及精确定位装置发明的目的，是提供一种结构简单，分度精度高并且工作可靠的自动分度及精确定位装置，该装置主要用于曲轴磨床在磨削曲轴连杆颈的加工中进行自动分度及精确定位。

本发明由头架尾架上的夹紧装置及V形定位槽，头架上的定位油缸及定位锥销，头架上的分度盘及分度盘上分布的精确定位锥孔，固定在分度盘上的菱形定位销，挡板油缸及分度挡板，加上待加工曲轴法兰盘上的定位孔组成。

本发明各主要组成部分的相对位置及技术功能特点如下：

所述头尾架上的V形定位槽，在放上曲轴的主轴颈后，主轴颈的回转中心与分度盘回转中心重合，而一组连杆颈与头尾架回转中心重合。所述的头、尾架上的夹紧装置配合V形定位槽对曲轴装夹，其有三种工作状态：一是夹紧状态，即把曲轴主轴颈压紧紧同在V形槽内；二是微松状态，即夹紧装置与曲轴主轴颈之间有一定间隙，曲轴可以在夹紧装置与V形槽之间转动但不会掉下；三是松开状态，可对曲轴装卸。所述头架上的分度盘可以转动，其回转中心偏离头尾架主轴回转中心，偏离距离等于曲轴连杆颈的回转半径，在装夹好曲轴后，分度盘的回转中心与曲轴主轴颈的回转中心相同。所述分度盘上的精确定位锥孔，其在分度盘上围绕中心的分布与所磨削曲轴连杆颈的分布相适应，例如，四缸曲轴的连杆颈呈180度分布，分度盘上的定位锥孔也是180度分布，六缸曲轴的连杆颈呈120度分布，分度盘上的定位锥孔也是120度分布等等。所述的定位油缸及定位锥销，即定位油缸可带动定位锥销直线运动，可将定位锥销插入所述分度盘上的定位锥孔中。所述待加工曲轴一端法兰盘上的定位孔，是为了磨削加工的需要事前加工的一个孔，这个孔也是曲轴在发动机上工作需要的。所述固定在分度盘上的菱形定位销，其菱形的长对角线的长等于曲轴法兰盘上定位孔的直径，且方向与分度盘周边一致，位置与曲轴法兰盘上的定位孔位置相适应，即菱形定位销在插入曲轴法兰盘上的定位孔后，分度盘上的分度与曲轴连杆颈的分度相同，对分度盘的分度也即对连杆颈进行分度。所述挡板油缸及分度挡板，安装在磨床床身上，分度挡板正对磨床砂轮，挡板油缸可带动分度挡板上下运动。

挡板式自动分度及精确定位装置工作过程如下：装夹曲轴时，夹紧装置在松开状态，磨床头尾架正好停在可以磨削一组连杆颈的位置，这时定位油缸推动定位锥销插入分度盘上的定位锥孔中，分度挡板没有抬起，将曲轴上的定位孔对准分度盘上的菱形定位销插进，将曲轴两端的主轴颈放在头尾架上的V形定位槽中，启动夹紧装置进入夹紧状态，使曲轴、分度盘、夹紧装置与头、尾架连成一整体，即可对曲轴磨削加工。当这一相位的连杆颈磨削完毕后，工作程序开始跳档，即磨床工作台移动，使下一组待磨削连杆颈之一移动至工作位置，这时待磨削的曲轴连杆颈应位于头尾架回转中心的上方，随之挡板油缸推动分度挡板抬起，当分度挡板上部边缘到达距头尾架回转中心距离为连杆颈的半径时停下，工作程序使夹紧装置进入微松状态，使夹紧装置与被夹主轴颈之间产生0.03-0.05mm的间隙，随后定位油缸拔出定位锥销，启动头架电机低速运转，头尾架带动曲轴的待磨削连杆颈作圆周运动，当连杆颈运动到一定位置时，被分度挡板挡住，但头尾架还在运转，挡板对被挡住的连杆颈产生一个推力，这个推力与主轴颈对连杆颈的拉力形成一个合力，由于曲轴两端的微松状态，合力使曲轴主轴颈在V形定位槽中转动，曲轴绕主轴颈转动，同时，曲轴定位孔通过菱形定位销带动分度盘转动，待磨削连杆颈渐渐向头尾架回转中心靠拢，这就相当于在用人工搬动曲轴进行分度，当连杆颈基本到达头尾架回转中心，挡板对曲轴的推力消失，分度盘上另一个锥形定位孔也基本对准锥形定位销，连杆颈基本到达分度位置；工作程序使定位油缸带动定位锥销插入分度盘上的定位锥孔，锥销定位的特点使分度盘精确定位，现在反过来由分度盘上的菱形定位销带动曲轴精确定位，从而完成分度及精确定位过程，接下来夹紧装置进入夹紧状态，使曲轴、分度盘、头尾架及夹紧装置成为一整体，开始磨削加工。这一相位的连杆颈磨削完毕，根据需要，或进行下一相位分度，或更换曲轴。

本发明从其工作过程可以看出，除了装卸曲轴需用人工进行外(也可用机械臂装卸)，其分度及精确定位动作过程都可用机械装置配合自动程序设计完成。本发明用在曲轴磨床上进行自动分度及精确定位，提高了自动化生产的水平，并且具有分度精度高、结构相对简单、生产成本较低的特点。

附图说明：

附图1是曲轴磨床上挡板式自动分度及精确定位装置结构示意图(以四缸发动机曲轴为例)。附图2是附图1A-A处箭头方向看，当磨削完毕一组连杆颈跳档完成，分度挡板抬起，开始分度前的剖视图。附图3是头架夹具带动曲轴运转105度，待磨削连杆颈刚接触分度挡板时的局部示意图。附图4、附图5、附图6、附图7、附图8分别是头架夹具转动至150度、180度、225度、270度、360度时待磨削连杆颈的相对位置局部示意图。

具体实施方式：

挡板式自动分度及精确定位装置具体实施方式见附图：见附图1，起始状态，分度挡板10在没有抬起位置，头架2上的定位油缸1推动定位锥销3插入分度盘4的定位锥孔14中，对分度盘4进行精确定位，头尾架夹紧装置6没有压下，头尾架上的V形定位槽7朝上，这时可装上曲轴8，将曲轴法兰盘上的定位孔15对准分度盘4上的菱形定位销5插进去，将曲轴两端的主轴颈放入头尾架的V形定位槽7中，分度盘定位锥孔14的分布与曲轴连杆颈的分布一致，对分度盘精确定位即对曲轴连杆颈进行精确定位，16是头架夹具，11是尾架夹具。启动夹紧装置，夹紧装置6压住主轴颈12，头尾架运转，砂轮进刀开始磨削，当连杆颈9磨削到尺寸(含同相位其它连杆颈)，发出信号到控制系统，磨床工作台开始分度跳档，使曲轴待加工连杆颈13移动至对准砂轮及分度挡板的位置，见附图1结合附图2，工作程序使头尾架上的V形定位槽7向上时头架电机停下，夹紧装置6进入微松状态，即夹紧装置6与主轴颈12之间产生0.03-0.05mm的间隙，定位油缸1工作，拨出定位锥销3，分度油缸17推动分度挡板10抬起，分度挡板10的边沿移动到离头尾架主轴回转中心的距离等于待磨削连杆颈13半径时，分度挡板停下，这时分度盘4没有定位，曲轴没有被夹紧，工作程序启动头架电机低速运转，曲轴也随之低速转动，附图3是头架夹具16旋转105度时的局部说明图，这时是曲轴运转至待磨削连杆颈13刚接触分度挡板时的情形，曲轴相位还没有变化，但接下来曲轴的相位开始分度了，附图4，是头架夹具16旋转150度时的局部说明图，分度挡板10挡住了连杆颈13，但曲轴主轴颈还在向下运动，分度挡板10对连杆颈13产生一个推力，与主轴颈对连杆颈的拉力形成一个合力，使连杆颈13绕主轴颈转动，渐渐向头架回转中心移动，同时曲轴也通过菱形定位销5带动分度盘4分度，使下一个定位锥孔渐渐对准定位锥销3。附图5、附图6、附图7是头架夹具16分别旋转至180度、225度、270度时的局部说明图，这些图说明待磨削连杆颈13向头架回转中心移动的过程。见附图8这时头架夹具16已旋转360度，连杆颈13基本到达头架回转中心，分度挡板10对连杆颈13的推力基本消失，曲轴分度基本完成，但由于各种因素影响分度挡板10完成的分度精度达成不到要求，接下来是对分度进行精确定位，这时，分度盘上另一个定位锥孔基本对准定位锥销3，工作程序使定位油缸1推动定位锥销3插入定位锥孔中，锥销定位的特点使分度盘4实现精确分度定位，分度盘上的菱形定位销反过来拨动曲轴实现精确定位，曲轴分度完成，夹紧装置6进入夹紧状态，分度油缸17带动分度挡板10下降，启动头架电机，砂轮进刀，开始磨削另一组连杆颈。

Claims (5)

1、一种挡板式自动分度及精确定位装置，其特征是：挡板油缸(17)及分度挡板(10)正对砂轮安装在曲轴磨床床身上，挡板油缸可带动分度挡板上下运动，工件曲轴法兰盘上的定位孔(15)通过分度盘(4)上的菱形定位销(5)使曲轴主轴颈与头架上的分度盘同心联接，分度盘上定位锥孔(14)的分布与曲轴连杆颈相位分布一致，定位锥销(3)可插入定位锥孔中，头尾架上的夹紧装置(6)对工件有三种工作状态，一是夹紧状态，二是微松状态，夹紧装置与工件有一定间隙，三是松开状态，分度时是微松状态，分度挡板抬起，挡住作圆周运动的待加工连杆颈(13)，使其绕主轴颈中心转动向头架回转中心移动，到达回转中心时，插入定位锥销(3)至分度盘的定位锥孔(14)中，再进入夹紧状态。

2、根据权利要求1所述的挡板式自动分度及精确定位装置，其特征是分度时夹紧装置在微松状态，夹紧装置(6)与被夹工件(12)之间有一定间隙，这个间隙为0.03-0.05mm。

3、根据权利要求1所述的挡板式自动分度及精确定位装置，其特征是分度盘(4)上的菱形定位销(5)插入曲轴法兰盘上的定位孔(15)中，使两者联接，对分度盘分度即对曲轴分度。

4、根据权利要求1和权利要求2所述的挡板式自动分度及精确定位装置，其特征是分度时头架带动曲轴待磨削连杆颈(13)作圆周运动，连杆颈会被抬起的分度挡板(10)挡住，因夹紧装置(6)与曲轴主轴颈(12)有0.03-0.05mm间隙，主轴颈在头架V形槽(7)中转动，待磨削连杆颈绕主轴颈转动，向头架回转中心移动。

5、根据权利要求1所述的挡板式自动分度及精确定位装置，其特征是分度挡板(10)使待磨削连杆颈(13)移动至头架回转中心时，精确定位锥销(3)插入分度盘(4)上的定位锥孔(14)中。