CN202317654U - 发动机缸体曲轴孔、凸轮轴孔加工机床 - Google Patents

Abstract

一种发动机缸体曲轴孔、凸轮轴孔加工机床，从根本上解决了现有缸体生产存在的加工精度不易保证、不能多品种混流生产的问题，它包括主轴传动装置、进给传动装置、伺服液压定位、夹紧系统、数控滑台、工件物流传输系统、机床冷却及排屑系统、中央集中控制操作平台、数按伺服控制系统。本申请可实现一人操作，具有劳动强度大大降低、生产成本减少、及时响应市场对产品需求等优点。

Description

发动机缸体曲轴孔、凸轮轴孔加工机床

技术领域

本实用新型涉及加工发动机缸体多系列平行曲轴孔、凸轮轴孔，实现超精加工工艺单元的改进，特别是一种改进后适合多品种缸体大批量生产的先进的发动机缸体曲轴孔、凸轮轴孔加工机床。

背景技术

目前，国内加工汽车发动机缸体曲轴孔、凸轮轴孔多采用机械液压传动机构及轴承镗套两端支承的方式。但其缺点是专用机床只能适合一种产品的精加工，当市场需求新品时，还得需要从机床厂重新订购适用于单一品种的专用机床，而原用机床改进起来非常困难。同时加工精度也受到相关元件使用寿命及可靠性的影响而造成加工精度受限。另外原生产工艺简单、生产线流程较长、工序分散且单一、产品零件综合关联尺寸不易保证、需要大量的工人从事简单的操作，因此人工成本较高。更主要的缺点是随着国内汽车市场不断的发展壮大以及由此而不断变化的个性化需求，致使发动机技术不断推陈出新，其缸体结构也就不断变化，而前述生产线又不具备柔性化的特点，不能在同一条生产线上进行多品种转化生产。综上所述原有发动机缸体曲轴孔、凸轮轴孔专机急需改进以适应不断变化的市场需求。

发明内容

本实用新型的目的是为了提供一种结构设计更为合理、使用安全可靠的发动机缸体曲轴孔、凸轮轴孔加工机床，从根本上解决了现有缸体生产存在的加工精度不易保证、不能多品种混流生产的问题，本申请可实现一人操作，具有劳动强度大大降低、生产成本减少、及时响应市场对产品需求等优点。

本实用新型的技术方案是：该发动机缸体曲轴孔、凸轮轴孔加工机床，包括主轴传动装置、进给传动装置、伺服液压定位、夹紧系统、数控滑台、工件物流传输系统、机床冷却及排屑系统、中央集中控制操作平台、数按伺服控制系统，其技术要点是：

工件数控滑台两侧依次布置七个工位的主轴动力头单元，分别是处于一工位位置的精加工凸轮轴孔的精密主轴动力头单元、处于二工位位置的精加工平衡轴孔的精密主轴动力头单元、处于三工位位置的精加工曲轴孔的精密主轴动力头单元、处于四工位位置的精加工缸体前端面定位销孔的精密主轴动力头单元、处于五工位位置的补充加工经粗加工后的缸体前端面介轮轴孔的精密主轴动力头单元、处于六工位位置的对预加工后的缸体后端面定位销孔进行精镗孔的精密主轴动力头单元、处于七工位位置的补充加工缸体后端面曲轴油封定位孔的精密主轴动力头单元。

处于所述一工位、二工位、三工位的精密主轴动力头单元的对侧分别设置精密主轴夹持单元，所述精密主轴夹持单元的数控夹紧动力头可锁固安装在精密主轴动力头前侧的加工刀具的前端刀杆夹持部位。

所述精密主轴夹持单元包括液压油缸、活塞杆、利用连接法兰连接在活塞杆端部的精密夹持头。

所述工件数控滑台上方设置夹具底板、和与之相对的利用夹紧油缸控制的夹紧元件。

本实用新型的优点及积极的技术效果是：本实用新型针对不同结构缸体通过更换夹具，刀杆及软件编程可实现多品种缸体大批量生产；并可通过伺服液压定位、夹紧机构检测保证工件安全可靠的处于正常加工状态；通过几年生产验证其加工精度完全满足发动机缸体几何精度要求，生产效率平均每小时7至9件，工艺集成度高既在一次装夹过程中完成了与曲轴孔，凸轮轴孔，缸体前后端面与曲轴孔，凸轮轴孔几何位置关联度高的安装定位销孔系加工。同时能对多品种直列缸体进行相关孔系的加工。所设计制造的加工单元实现了除上、下工件以外全部自动化加工。

综上，本实用新型能够充分适应多品种、大批量、高精度、高效率、低成本的生产各种不同系列缸体曲轴孔、凸轮轴孔的制造工艺需求。符合现代制造的理念，使产品加工制造符合通用性的要求，从而极大的降低了生产制造成本，完全符合市场需求。

附图说明

根据附图对本实用新型作进一步说明：

图1是本实用新型的整体结构示意图；

图2是图1中一工位处的结构示意图；

图3是图2中精密主轴夹持单元的局部剖视图。

图中序号说明：1精密主轴动力头单元、2伺服电机、3超精密精加工刀具、4高精密切削加工刀具、5精密镗削刀具、6缸体后端面、7缸体前端面、8精密主轴夹持单元、9工件数控滑台、10工件、11机床电气控制柜、12机床液压系统、13机床冷却及排屑系统、14数控系统控制器及操作面板、15滑台底座、16动力单元数控滑台、17夹持单元数控滑台、18夹紧油缸、19油缸支板、20夹紧元件、21夹具底板、22工件定位销、23液压油缸、24油缸密封圈、25活塞杆、26连接法兰、27连接拉杆、28精密夹持头、29刀杆夹持部位、30机床底座。

具体实施方式

根据图1-3对本实用新型作详细描述。

本实用新型所述的发动机缸体曲轴孔、凸轮轴孔加工机床，主要由主轴传动装置、进给传动装置、伺服液压定位、夹紧系统、数控滑台、工件物流传输系统、机床冷却及排屑系统、中央集中控制操作平台、数按伺服控制系统等组成。

其中：工件数控滑台9两侧依次布置七个工位的主轴动力头单元1，分别是处于一工位位置的精加工凸轮轴孔的精密主轴动力头单元、处于二工位位置的精加工平衡轴孔的精密主轴动力头单元、处于三工位位置的精加工曲轴孔的精密主轴动力头单元、处于四工位位置的精加工缸体前端面7定位销孔的精密主轴动力头单元、处于五工位位置的补充加工经粗加工后的缸体前端面7介轮轴孔的精密主轴动力头单元、处于六工位位置的对预加工后的缸体后端面6定位销孔进行精镗孔的精密主轴动力头单元、处于七工位位置的补充加工缸体后端面6曲轴油封定位孔的精密主轴动力头单元。

处于一工位、二工位、三工位的精密主轴动力头单元1的对侧分别设置精密主轴夹持单元8，精密主轴夹持单元8的数控夹紧动力头可锁固安装在精密主轴动力头前侧的加工刀具的前端刀杆夹持部位29。

精密主轴动力头单元1设于动力单元数控滑台16之上，可沿滑台向工件移动或移开，包括伺服电机2、精密主轴动力头、安装于精密主轴动力头前端的加工刀具。其中一工位、二工位处加工刀具选择超精密精加工刀具3，例如五组PCD精镗刀，三工位处为高精密切削加工刀具4，四至六工位处为精密切削刀具5。由于曲轴孔镗刀杆、凸轮轴孔镗刀杆采用尾端预拉紧以提高刀杆切削过程中的刚性并配备高精夹持头，其预拉力可跟据加工需要进行微调，同时夹持头回转精度可控制在0.003mm以内。 

精密主轴夹持单元8包括液压油缸23、油缸密封圈24、活塞杆25、利用连接法兰26、连接拉杆27连接在活塞杆25端部的精密夹持头28。

工件数控滑台9上方设置夹具底板21、和与之相对的利用夹紧油缸18、油缸支板19控制的夹紧元件20。工件10可沿工件数控滑台9依次移动至各工位处，在准备加工前利用夹具底板21、夹紧元件20实现夹紧定位，保证加工精度。

工作过程简述：

一工位处精加工凸轮轴孔：主轴动力头带动刀具从缸体前端面进入到所要加工的孔内后，由数控夹紧动力头锁固刀具前端夹持部位，如图3所示，工件数控滑台回到工件加工的正确位置，开始依次加工5个凸轮轴孔，完成后，刀具退出工件至原位。

二工位处精加工平衡轴孔，其双面动力头及工件滑台循环步骤同上。

三工位处精加工曲轴孔，双面动力头及工件移动滑台循环步骤同上。

四工位处精加工缸体前端面2个定位销孔，由预加工后的孔内用精镗刀分别加工对应的孔系。

五工位处补充加工经粗加工后的缸体前端面介轮轴孔。

六工位处加工缸体后端面定位销孔，也是在预加工后的定位销孔进行精镗孔。

七工位是补充加工后端面曲轴油封定位孔。

综上，本实用新型具备镗孔、铰孔及程序化数控设备的特点，可以根据相似产品工艺要求进行平行孔系镗孔、铰孔工序的按排；伺服液压定位、夹紧机构具备自动调节定位夹紧力及可靠性的功能；工件物流传输系统具备准确、可靠、安全、等特点。

Claims (4)

1. 一种发动机缸体曲轴孔、凸轮轴孔加工机床，包括主轴传动装置、进给传动装置、伺服液压定位、夹紧系统、数控滑台、工件物流传输系统、机床冷却及排屑系统、中央集中控制操作平台、数按伺服控制系统，其特征在于：

工件数控滑台两侧依次布置七个工位的主轴动力头单元，分别是处于一工位位置的精加工凸轮轴孔的精密主轴动力头单元、处于二工位位置的精加工平衡轴孔的精密主轴动力头单元、处于三工位位置的精加工曲轴孔的精密主轴动力头单元、处于四工位位置的精加工缸体前端面定位销孔的精密主轴动力头单元、处于五工位位置的补充加工经粗加工后的缸体前端面介轮轴孔的精密主轴动力头单元、处于六工位位置的对预加工后的缸体后端面定位销孔进行精镗孔的精密主轴动力头单元、处于七工位位置的补充加工缸体后端面曲轴油封定位孔的精密主轴动力头单元。

2.根据权利要求1所述的发动机缸体曲轴孔、凸轮轴孔加工机床，其特征在于：处于所述一工位、二工位、三工位的精密主轴动力头单元的对侧分别设置精密主轴夹持单元，所述精密主轴夹持单元的数控夹紧动力头可锁固安装在精密主轴动力头前侧的加工刀具的前端刀杆夹持部位。

3.根据权利要求2所述的发动机缸体曲轴孔、凸轮轴孔加工机床，其特征在于：所述精密主轴夹持单元包括液压油缸、活塞杆、利用连接法兰连接在活塞杆端部的精密夹持头。

4.根据权利要求1所述的发动机缸体曲轴孔、凸轮轴孔加工机床，其特征在于：所述工件数控滑台上方设置夹具底板、和与之相对的利用夹紧油缸控制的夹紧元件。

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