CN204748013U - 一种摩托车发动机缸体端面孔的加工装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种摩托车发动机缸体端面孔的加工装置，将待加工的发动机缸体翻转90°、装夹在机床床身上，使得发动机缸体待加工的3个端面均处在水平方向上，对应这3个端面、机床上分别设置有3套加工工装，该加工工装由直线进给装置及其驱动装置、复合刀具及其驱动装置构成，复合刀具安装在直线进给装置运动单元的前端，复合刀具的数量和安装位置对应待加工孔的数量和位置。本实用新型主要具有如下优点：机床工作台的快速移动速度大于6m/min；一次装夹同时完成发动机缸体三个端面7个孔的粗、精加工、孔端面铣削和倒角加工；产品加工精度高；生产速度快；自动化程度高，除人工上下料外，其余均实现加工过程的自动化；生产成本降低四成左右。

Description

一种摩托车发动机缸体端面孔的加工装置

技术领域

本实用新型涉及机床设计领域，采用机械设计技术、控制技术和气动夹紧技术，针对摩托车发动机缸体端面孔的加工设计了一种专用的精加工装置。

背景技术

对于汽车、摩托车零部件，国外均采用先进的数控专用机床进行生产加工，一次装夹多工位同时加工，加工效率高，产品品质好，互换性强，能源消耗低。数控专用机床是一种专门适用于特定零件和特定工序加工的机床，而且往往是组成自动生产线式生产制造系统中，不可缺的机床品种。专用机床具有高效自动化的优点，是大批量生产企业的理想装备。随着制造技术的进步，数控技术的普及，专用机床的数控化发展也很快，专用机床在生产实践中占有一定的比重。据有关资料介绍，日本专用机床产值占机床产值的比达到8.8%；我国台湾省这一数字达到6.9%;而我国仅为0.67%。所以，在摩托车零部件制造中，发展先进的数控专用机床是行业发展中的一个方向。因此，研制新的机电气集成的高效率、高精度专用机床，提升汽摩零部件加工的装备水平，对汽车、摩托车支柱产业的发展和技术水平的提高有着重要的推动作用。

发明内容

本实用新型提供一种装夹方便、定位精度高、自动化程度高的摩托车发动机缸体端面孔的加工装置。

本实用新型所采用的技术方案是：

一种摩托车发动机缸体端面孔的加工装置，所述发动机缸体的左端面、右端面和底面上分别设置有若干个待加工的孔；所述加工装置是一个机床、将待加工的发动机缸体翻转90°、装夹在机床床身上，使得发动机缸体待加工的3个端面均处在水平方向上，对应这3个端面、机床上分别设置有3套加工工装，该加工工装由直线进给装置及其驱动装置、复合刀具及其驱动装置构成，复合刀具安装在直线进给装置运动单元的前端，复合刀具的数量与待加工孔的数量相等、安装位置对应待加工孔在发动机缸体端面上的布置位置。

所述复合刀具的驱动装置是电机，电机的输出轴与复合刀具刀轴联接。

所述直线进给装置是丝杠螺母副传动的数控进给工作台，其驱动装置是伺服电机。

所述发动机缸体左端面上待加工的孔为长径比较小的通孔、对应的加工工装内的复合刀具是能同步完成粗镗、精镗、挤和倒角工序的复合刀具。

所述发动机缸体右端面上待加工的孔为长径比较大的通孔、对应的加工工装内的复合刀具是能同步完成粗镗、精镗、挤和倒角工序的复合刀具。

所述发动机缸体底面上待加工的孔为盲孔、对应的加工工装内的复合刀具是能同步完成钻、镗、铣和倒角工序的复合刀具。

所述机床通过气动夹具装夹待加工的发动机缸体。

所述机床上还设置有冷却排屑系统，包括冷却泵和水枪，水枪喷水口对应待加工的发动机缸体设置。

所述加工装置还包括电控系统，由相互连接、组成电回路的控制器、继电器、人机交互装置、故障报警装置和机床照明装置组成，该控制器通过继电器与所述电机和伺服电机电连接。

所述机床外还设置有开放式机床防护罩、将加工装置的所有组件设置在其中。

本实用新型所产生的有益效果是：

本实用新型摩托车发动机缸体端面孔的加工装置与现有的加工装备相比，主要具有如下优点：

1.机床工作台的快速移动速度大于6m/min；

2.一次装夹同时完成摩托车缸体零件三个端面7个孔的粗、精加工、孔端面铣削和倒角加工；

3.加工产品精度高；

4.此关键工序的生产节拍达到45s/件；

5.自动化程度高，除人工上下料外，其余均实现加工过程的自动化，大大降低了工人的劳动强度；

6.生产成本降低四成左右。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是发动机缸体右端面的结构示意图；

图2是发动机缸体左端面的结构示意图；

图3是图1的A-A视图结构示意图；

图4是本实用新型机床的结构示意图。

图中标号表示：h-孔、S-底面，1-伺服电机、2-数控进给工作台、3-电机、4-主轴箱、5-复合刀具、6-气动夹具、7-冷却排屑系统、8-复合刀具、9-电机、10-数控进给工作台、11-伺服电机、12-主轴箱、13-复合刀具、14-主轴箱、15-电机、16-数控进给工作台、17-床身、18-伺服电机、19-电气控制柜、L-左侧、R-右侧、F-前侧、B-后侧。

具体实施方式

如图1～4所示，本实用新型中的摩托车发动机缸体的左端面、右端面和底面S上分别设置有若干个待加工的孔h1～h7。

本实用新型针对上述摩托车发动机缸体端面孔的加工装置是一个机床、将待加工的发动机缸体翻转90°、装夹在机床床身17上，使得发动机缸体待加工的3个端面均处在水平方向上。对应这3个端面、机床床身17上沿水平方向分别设置有3套加工工装，每套加工工装均由直线进给装置及其驱动装置、复合刀具5、8和13及其驱动装置构成；且复合刀具5、8和13安装在直线进给装置运动单元的前端、复合刀具5、8和13的数量与待加工孔h1～h7的数量相等、安装位置对应待加工孔h1～h7在发动机缸体端面上的布置位置。即机床操纵直线进给装置的运动单元在床身17表面往复运动，使用安装在运动单元前端的复合刀具5、8和13、分别对应发动机缸体左端面、底面S和右端面上的孔h1～h7的位置进行加工。具体的：

复合刀具5、8和13的驱动装置分别是电机3、9和15，电机3、9和15的输出轴分别与复合刀具5、8和13的刀轴联接。即电机3、9和15分别驱动复合刀具5、8和13，对发动机缸体端面上的孔h1～h7进行加工。本具体实施方式中，在直线进给装置的运动单元前端设置主轴箱4、12和14，在主轴箱4、12和14内分别设置复合刀具5、8和13的刀轴、使用联轴器将复合刀具5、8和13的刀轴分别与电机3、9和15的输出轴联接，从而使得使得复合刀具5、8和13分别随电机3、9和15的输出轴同步转动。

直线进给装置是丝杠螺母副传动的数控进给工作台2、10和16，其驱动装置分别是伺服电机1、11和18，伺服电机1、11和18驱动数控进给工作台2、10和16在床身17表面快进、工进及快退的动作。即数控进给工作台2、10和16作为直线进给装置的运动单元，伺服电机1、11和18分别驱动数控进给工作台2、10和16在床身17表面往复运动，使得设置在数控进给工作台2、10和16前端的复合刀具5、8和13分别靠近或远离发动机缸体的左端面、底面S和右端面。

发动机缸体右端面上待加工的孔h1～h4为为长径比较小的通孔、对应加工工装内的复合刀具5是能同步完成粗镗、精镗、挤和倒角工序的复合刀具5，复合刀具5的数量与孔h1～h4的数量相同、布置位置对应孔h1～h4的位置。发动机缸体右端面上的孔h1～h4一般为密封圈螺纹孔、是深小通孔，供气缸体密封垫定位及安装，要求形位精度高；所以对其进行加工的复合刀具5在此采用能同步完成粗镗、精镗、挤和倒角工序的复合刀具5，使得这些孔h1～h4一次加工成型。

发动机缸体左端面上待加工的孔h5和h6为长径比较小的通孔、对应加工工装内的复合刀具13是能同步完成粗镗、精镗、倒角工序的复合刀具13，复合刀具13的数量与孔h5和h6的数量相同、布置位置对应孔h5和h6的位置。发动机缸体左端面上的孔h5和h6一般为气缸头密封圈安装定位销孔、是浅小通孔，供气缸头密封圈及气缸头定位用，形位精度要求较高；所以对其进行加工的复合刀具13在此采用能同步完成粗镗、精镗、和倒角工序的复合刀具13，使得这些孔h5和h6一次加工成型。

发动机缸体底面S上待加工的孔h7为盲孔、对应加工工装内的复合刀具8是能同步完成钻、镗、铣和倒角工序的复合刀具8，复合刀具8的布置位置对应孔h7的位置。发动机缸体左端面和底面S上的孔h7一般为摇臂轴安装孔、具体是一个供摇臂轴安装的台阶盲孔，其具有表面粗糙度精度要求高，大小孔同轴度要求高等特点；所以对其进行加工的复合刀具8在此采用能同步完成钻、镗、铣和倒角工序的复合刀具8，使得孔h7一次加工成型。

机床床身17通过气动夹具6装夹待加工的发动机缸体。本具体实施方式中的气动夹具6是一个自动气动夹具系统，对待加工工件进行自动定位和夹紧，保证加工过程中、工件的正确定位位置、并使其保持不变。

机床上还设置有冷却排屑系统7，包括冷却泵和水枪，水枪喷水口对应待加工的发动机缸体设置。

加工装置还包括电控系统、设置在电气控制柜19内，由相互连接、组成电回路的控制器、继电器、人机交互装置、故障报警装置和机床照明装置组成，该控制器通过继电器与上述电机3、9和15、伺服电机1、11和18电连接。人机交互装置一般为按键、显示屏、操作面板等。

机床外还设置有开放式机床防护罩、将上述加工装置的所有组件设置在其中，可以控制冷却液和切屑的飞溅，对数控进给工作台2、10和16进行防护。本具体实施方式中，机床防护罩是不锈钢的伸缩式防护罩。

本具体实施方式中，以如图1～3所示具体的摩托车发动机缸体为例，该发动机缸体的右端面上分布4个待加工的深小通孔h1～h4、左端面上分布2个待加工浅小通孔h5和h6、底面S上分布1个台阶盲孔h7。发动机缸体端面上的孔还可以是其他结构、数量和布置方式，不限于此。

针对上述摩托车发动机缸体端面上待加工孔的具体布置情况，本具体实施方式的加工装置是一个机床，机床床身17上设置有3套加工工装、冷却排泄系统7和气动夹具6，具体的：

对应发动机缸体左端面的加工工装布置在机床床身17的左侧L，由进给伺服电机1、数控进给工作台2、电机3、主轴箱4和2把粗、精镗、倒角复合刀具5组成。主轴箱4内并列设置2把复合刀具5的2根刀轴，通过联轴器将2根刀轴联接电机3的输出轴、使得复合刀具5随电机3的输出轴同步转动。

对应发动机缸体右端面的加工工装布置在机床床身17的右侧R，由进给伺服电机18、数控进给工作台16、电机15、主轴箱14和4把深孔粗、精镗、挤、倒角复合刀具13组成。主轴箱14内并列设置4把复合刀具13的2根刀轴，通过联轴器将2根刀轴联接电机15的输出轴、使得复合刀具13随电机15的输出轴同步转动。

对应发动机缸体底面S的加工工装布置在机床床身17的后侧B，由进给伺服电机11、数控进给工作台10、电机9、主轴箱12和1把钻、镗、铣、倒角复合刀具8组成。主轴箱12内设置复合刀具8的刀轴，通过联轴器将该刀轴联接电机9的输出轴、使得复合刀具8随电机9的输出轴同步转动。

本实用新型的使用方法如下：

1、操作机床、使用气动夹具6将待加工的发动机缸体按照规定位置定位夹紧在机床床身17上。

2、启动3个电机3、9和15，电机3、9和15的输出轴分别带动7把复合刀具5、8和13旋转。

3、启动3个进给伺服电机1、11和18，通过丝杠螺母副驱动3个数控进给工作台2、10和16快速移动至各自的加工位置。

4、伺服电机1、11和18继续驱动数控进给工作台2、10和16工进，使得复合刀具5、8和13分别伸入发动机缸体的右端面、底面S和左端面、对待加工的孔h1～h7进行钻、粗镗、精镗、挤、铣及倒角加工，直至7个孔h1～h7加工完成。

5、操作机床，使得3个数控进给工作台2、10和16快退至初始位置，3个电机3、9和15断电，气动夹具6松开发动机缸体，人工下料，完成一个发动机缸体的加工。

如此循环往复，进行加工作业。

Claims (10)

1.一种摩托车发动机缸体端面孔的加工装置，所述发动机缸体的左端面、右端面和底面上分别设置有若干个待加工的孔；其特征在于：所述加工装置是一个机床、将待加工的发动机缸体翻转90°、装夹在机床床身上，使得发动机缸体待加工的3个端面均处在水平方向上，对应这3个端面、机床上分别设置有3套加工工装，该加工工装由直线进给装置及其驱动装置、复合刀具及其驱动装置构成，复合刀具安装在直线进给装置运动单元的前端，复合刀具的数量与待加工孔的数量相等、安装位置对应待加工孔在发动机缸体端面上的布置位置。

2.根据权利要求1所述摩托车发动机缸体端面孔的加工装置，其特征在于：所述复合刀具的驱动装置是电机，电机的输出轴与复合刀具刀轴联接。

3.根据权利要求2所述摩托车发动机缸体端面孔的加工装置，其特征在于：所述直线进给装置是丝杠螺母副传动的数控进给工作台，其驱动装置是伺服电机。

4.根据权利要求1所述摩托车发动机缸体端面孔的加工装置，其特征在于：所述发动机缸体左端面上待加工的孔为长径比较小的通孔、对应的加工工装内的复合刀具是能同步完成粗镗、精镗、挤和倒角工序的复合刀具。

5.根据权利要求1所述摩托车发动机缸体端面孔的加工装置，其特征在于：所述发动机缸体右端面上待加工的孔为长径比较大的通孔、对应的加工工装内的复合刀具是能同步完成粗镗、精镗、挤和倒角工序的复合刀具。

6.根据权利要求1所述摩托车发动机缸体端面孔的加工装置，其特征在于：所述发动机缸体底面上待加工的孔为盲孔、对应的加工工装内的复合刀具是能同步完成钻、镗、铣和倒角工序的复合刀具。

7.根据权利要求1所述摩托车发动机缸体端面孔的加工装置，其特征在于：所述机床通过气动夹具装夹待加工的发动机缸体。

8.根据权利要求1所述摩托车发动机缸体端面孔的加工装置，其特征在于：所述机床上还设置有冷却排屑系统，包括冷却泵和水枪，水枪喷水口对应待加工的发动机缸体设置。

9.根据权利要求3所述摩托车发动机缸体端面孔的加工装置，其特征在于：所述加工装置还包括电控系统，由相互连接、组成电回路的控制器、继电器、人机交互装置、故障报警装置和机床照明装置组成，该控制器通过继电器与所述电机和伺服电机电连接。

10.根据权利要求1所述摩托车发动机缸体端面孔的加工装置，其特征在于：所述机床外还设置有开放式机床防护罩、将加工装置的所有组件设置在其中。