CN205684768U - 深孔枪钻加工曲轴斜油孔专机 - Google Patents

Abstract

一种深孔枪钻加工曲轴斜油孔专机，解决现有技术存在的难以满足斜油孔的加工偏差以及内孔粗糙度要求，需要频繁地进行工位和刀具的更换，节拍长、效率低，产品质量稳定性差的问题。包括床身，Z轴行走机构，C轴回转机构，工件顶紧机构，X轴行走机构，主轴箱和电主轴，其技术要点是：所述Z轴行走机构沿横向布置在床身上，所述C轴回转机构和工件顶紧机构沿横向布置在Z轴行走机构上，所述设置有电主轴的X轴行走机构沿纵向布置在床身上，下部通过滑轨与床身上设置的环形旋转滑道相连，X轴行走机构可绕其中心沿旋转滑道在床身水平面上旋转。其设计合理，结构紧凑，提高产品稳定性和加工精度，提升加工效率，降低企业的生产成本。

Description

深孔枪钻加工曲轴斜油孔专机

技术领域

本实用新型属于曲轴机械加工技术领域，具体涉及一种曲轴斜油孔的加工装置，特别是一种能够实现曲轴一次装夹，完成各轴颈斜油孔加工的，效率高，稳定性好的深孔枪钻加工曲轴斜油孔专机。

背景技术

作为汽车发动机关键零部件之一的曲轴，在发动机的工作过程中承担最大负荷和全部功率，承受着强大的方向不断变化的弯矩及扭矩，同时经受长时间高速运转的磨损，因此要求曲轴的材质具有较高的刚性、疲劳强度和良好的耐磨性能。设计曲轴时，为保证曲轴主轴颈和连杆颈良好的润滑，一般都设计主轴径与连杆颈贯通的斜油孔，作为润滑油通道的曲轴斜油孔的加工成为影响曲轴加工节拍长短的瓶颈工序，其加工性能好坏也直接影响到汽车发动机的质量和使用寿命。

目前曲轴油孔分为直油孔和斜油孔，油孔的位置是在主轴颈上或者位于主轴颈与连杆颈上。位于主轴颈上的直油孔可以在普通的钻床上加工完成，而位于主轴颈与连杆颈上的斜油孔的加工则比较复杂。现有曲轴斜油孔的加工方式，都是先在轴颈表面需要钻孔的位置采用键槽铣刀，将需要钻孔的点的位置，铣削出一个与钻深孔方向轴心线垂直的平面，然后更换稍微短一些的钻头，开始对斜油孔进行加工前端的引入孔，最后再更换适合的长钻头完成深孔加工，一个孔需要更换多次刀具，专用定位夹具、工装进行加工，完全是手工加工，需要人工进行更换工位，节拍长效率很低，并且由于油孔钻头安装的精度要求非常高，同时对操作人员的技术要求也就较高，所以这种技术不易把握，以至于造成钻出的斜油孔偏差比较大；由于斜油孔较深，钻头折断后，通常取不出来，造成零件的报废情况较多，故每加工一段深度就需要退出钻头进行排削，这种作业方式使得操作人员的劳动强度较大，加工效率低，内孔粗糙度不好，产品的质量稳定性也难以保证。

由于现有技术难以满足曲轴轴颈表面斜油孔的加工偏差以及内孔粗糙度等要求，需要频繁地进行工位和刀具的更换，节拍长、效率低，产品质量稳定性差，所以有必要对曲轴轴颈表面斜油孔加工装置进行改进。

实用新型内容

本实用新型就是针对上述问题，提供一种能够实现曲轴一次装夹，完成各轴颈斜油孔加工的，效率高，稳定性好的深孔枪钻加工曲轴斜油孔专机。

本实用新型所采用的技术方案是：该深孔枪钻加工曲轴斜油孔专机包括床身，Z轴行走机构，C轴回转机构，工件顶紧机构，X轴行走机构，主轴箱和电主轴，其技术要点是：所述Z轴行走机构沿横向布置在床身上，所述C轴回转机构和工件顶紧机构沿横向布置在Z轴行走机构上，所述X轴行走机构沿纵向布置在床身上，上部设置有主轴箱和连接在主轴箱上的电主轴，下部通过滑轨与床身上设置的中心与X轴行走机构旋转中心相重合的环形的旋转滑道相连，X轴行走机构可绕其中心沿旋转滑道在床身水平面上旋转。

所述Z轴行走机构由沿横向设置在床身上的Z轴滑台和其上设置的Z轴直线导轨，设置在Z轴直线导轨上的Z轴滑板，设置在Z轴滑台端部的Z轴伺服电机以及一端与Z轴伺服电机相连、另一端与Z轴滑板底部的Z轴丝杠螺母座相连的Z轴传动丝杠组成，以带动Z轴滑板及其上部连接的结构一起沿Z轴直线导轨往复运动。

所述C轴回转机构由沿横向设置在Z轴滑板一端的C轴伺服电机，以及与C轴伺服电机回转轴相连的卡盘组成，用来夹持待加工工件并使工件沿C轴回转机构的回转中心旋转任意角度。

所述工件顶紧机构由设置在Z轴滑板上与C轴伺服电机相对端的顶紧机构滑轨，设置在顶紧机构滑轨上的顶紧机构滑板，一端与Z轴滑板相连、另一端与顶紧机构滑板相连的顶紧气缸，以及设置在顶紧机构滑板上的支撑座和顶尖组成，以便顶紧待加工工件，确保加工过程中工件回转中心的稳定性。

所述X轴行走机构由沿纵向设置在床身上旋转滑道中的底部中间设有旋转轴的X轴滑台和其上设置的X轴直线导轨，设置在X轴直线导轨上的X轴滑板，设置在X轴滑台端部的X轴伺服电机以及一端与X轴伺服电机相连、另一端与X轴滑板底部的X轴丝杠螺母座相连的X轴传动丝杠组成，以带动X轴滑板及其上部连接的结构一起沿X轴直线导轨往复运动，并绕其中心沿旋转滑道在床身水平面上旋转。

所述床身上设置的与X轴行走机构下部X轴滑台相配合连接的旋转滑道的滑槽横截面形状为T型。

所述床身上设置的中心与X轴行走机构旋转中心相重合的环形的旋转滑道，可以是一条或多条。

本实用新型的有益效果：由于本实用新型采用沿横向布置在床身上的Z轴行走机构，沿横向布置在Z轴行走机构上的C轴回转机构和工件顶紧机构，沿纵向布置在床身上、可绕其中心沿旋转滑道在床身水平面上旋转的X轴行走机构，以及X轴行走机构上部设置的主轴箱和电主轴的结构形式，所以其设计合理，结构紧凑，使得在完成曲轴轴颈表面斜油孔加工过程中，不需要每加工一段深度就进行排削，提升加工效率，提高产品稳定性和加工精度，减少加工零件的报废情况，降低企业的生产成本。

附图说明

图1是本实用新型的一种俯视结构示意图。

图2是图1的A向视图。

图3是图2的侧视图。

图4是图2中的工件顶紧机构的一种结构示意图。

图中序号说明：1床身、2 X轴行走机构、3旋转滑道、4 Z轴行走机构、5 C轴回转机构、6 Z轴伺服电机、7 C轴伺服电机、8卡盘、9待加工工件、10工件顶紧机构、11 Z轴滑板、12Z轴直线导轨、13 Z轴传动丝杠、14 Z轴滑台、15电主轴、16主轴箱、17 X轴滑板、18 X轴直线导轨、19 X轴传动丝杠、20 X轴滑台、21 X轴伺服电机、22 Z轴丝杠螺母座、23 X轴丝杠螺母座、24旋转轴、25 T型滑槽、26顶紧机构滑轨、27顶紧机构滑板、28支撑座、29顶尖、30顶紧气缸。

具体实施方式

根据图1～4详细说明本实用新型的具体结构。该深孔枪钻加工曲轴斜油孔专机包括床身1，沿横向布置在床身1上的Z轴行走机构4，沿横向布置在Z轴行走机构4上、并可随Z轴行走机构4移动的C轴回转机构5和工件顶紧机构10，沿纵向布置在床身1上的X轴行走机构2，主轴箱16和电主轴15，其中X轴行走机构2上部设置有主轴箱16和连接在主轴箱16上的电主轴15，X轴行走机构2下部则通过滑轨与床身1上设置的中心与X轴行走机构2旋转中心相重合的环形的旋转滑道3相配合连接，X轴行走机构2可绕其中心沿旋转滑道3的滑槽，在床身1上部的水平面上旋转，以调整电主轴15上安装的钻头与C轴回转机构5的工件回转中心的角度，对曲轴轴颈表面的斜油孔进行加工。

出于带动Z轴滑板11及其上连接的C轴回转机构5和工件顶紧机构10在整个加工过程中一起沿Z轴直线导轨12进行往复运动的目的，Z轴行走机构4由沿横向设置在床身1上的Z轴滑台14和其上设置的Z轴直线导轨12，设置在Z轴直线导轨12上的Z轴滑板11，设置在Z轴滑台14端部的Z轴伺服电机6以及一端与Z轴伺服电机6相连、另一端与Z轴滑板11底部的Z轴丝杠螺母座22相连的Z轴传动丝杠13组成，通过Z轴伺服电机6驱动Z轴传动丝杠13旋转，进而驱动Z轴丝杠螺母座22带动Z轴滑板11一起沿直线往复运动。

为了夹持待加工工件9，使工件能够沿机床的回转中心旋转任意角度，C轴回转机构5由沿横向设置在Z轴滑板11一端的C轴伺服电机7，以及与C轴伺服电机7回转轴相连接的卡盘8组成，通过C轴伺服电机7的旋转带动待加工工件9的旋转，进而对待加工孔的位置进行定位。

为便于待加工工件9的安装和顶紧，并确保加工过程中待加工工件9回转中心的稳定性，以及工件的加工质量，工件顶紧机构10由设置在Z轴滑板11上与C轴伺服电机7相对端的顶紧机构滑轨26，设置在顶紧机构滑轨26上的底部设置有与顶紧机构滑轨26相配套的滑座的顶紧机构滑板27，一端与Z轴滑板11相连、另一端与顶紧机构滑板27相连的顶紧气缸30，以及设置在顶紧机构滑板27上的支撑座28和安装在支撑座28上的顶尖29组成，通过顶紧气缸30的伸缩，来调整工件的夹紧程度。

为了带动X轴滑板17及其上部连接的主轴箱16和连接在主轴箱16上的电主轴15在加工过程中一起沿X轴直线导轨18进行往复运动, 并使整个X轴行走机构2绕其中心沿旋转滑道3在床身1水平面上旋转，X轴行走机构2由沿纵向设置在床身1上，与床身1上设置的旋转滑道3相配合连接，底部的中心位置设有与床身1连接的旋转轴24的X轴滑台20和X轴滑台20上设置的X轴直线导轨18，通过底部设置的与直线导轨配套的滑座设置在X轴直线导轨18上的X轴滑板17，设置在X轴滑台20端部的X轴伺服电机21以及一端与X轴伺服电机21相连、另一端与X轴滑板17底部的X轴丝杠螺母座23相连的X轴传动丝杠19组成。

床身1上设置的与X轴行走机构2下部的X轴滑台20底部滑轨相配合的旋转滑道3的滑槽是横截面形状为T型的T型滑槽25。

床身1上设置的中心与X轴行走机构2旋转中心相重合的环形的旋转滑道3，可以是一条或多条。

使用时，手动将轴颈表面需要钻斜油孔的待加工工件9（曲轴）的大端卡接在与C轴伺服电机7相连的卡盘8内，另一端通过顶紧机构滑板27上部的连接有顶尖29的支撑座28支撑，然后调整顶紧气缸30的伸缩，从而带动顶紧机构滑板27及其上的支撑座28沿顶紧机构滑轨26移动，顶紧待加工的曲轴。X轴行走机构2的X轴滑板17上与主轴箱16连接的电主轴15上，安装专用的深孔枪钻。

驱动Z轴伺服电机6带动曲轴移动到第一处连杆轴颈斜油孔的相应加工工位，然后驱动C轴伺服电机7使曲轴开始转动，按照工艺要求旋转到第一处斜油孔加工位置，通过X轴行走机构2下部的X轴滑台20绕其中心的旋转轴24沿床身1上设置的旋转滑道3滑槽的转动，在床身1上部的水平面上调整电主轴15上安装的深孔枪钻与C轴回转机构5的工件回转中心的角度，以达到所需加工曲轴轴颈表面的斜油孔的倾斜角度。将钻孔导向套贴合在第一连杆颈轴表面，驱动X轴伺服电机21带动其上与主轴箱16相连接的电主轴15，以及电主轴15端面连接的钻头一起向曲轴方向位移，钻头刃部移动到距离工件5mm位置时，启动电主轴15，高压油泵启动喷液，X轴伺服电机21低速进给，当钻头钻进曲轴10mm后，X轴伺服电机21快速进给，距离油孔出口5mm处时X轴伺服电机21再降低进给速度，直到该斜油孔加工完成，X轴伺服电机21快速退回到原点位置，电主轴15停止，喷液停止，卸下钻孔导向套。驱动Z轴伺服电机6带动Z轴滑板11及其上固定的曲轴向左侧移动到第四处连杆轴颈斜油孔的相应加工工位，将钻孔导向套贴合在颈轴表面，驱动X轴伺服电机21带动电主轴15以及其端面连接的钻头一起向曲轴方向位移，钻头刃部移动到距离工件5mm位置时，启动电主轴15，高压油泵启动喷液，X轴伺服电机21低速进给，当钻头钻进曲轴10mm后，X轴伺服电机21快速进给，距离油孔出口5mm处时X轴伺服电机21再降低进给速度，直到该斜油孔加工完成，X轴伺服电机21快速退回到原点位置，电主轴15停止工作，喷液停止，并卸下钻孔导向套。

第一处、第四处两个相互平行的斜油孔加工完毕后，驱动C轴伺服电机7使曲轴回转180°，驱动Z轴伺服电机6带动曲轴向右移动到第三处连杆轴颈斜油孔的相应加工工位，重复之前加工第一处、第四处连杆轴颈斜油孔的步骤，对第三处连杆轴颈斜油孔进行加工，之后再驱动Z轴伺服电机6带动Z轴滑板11及其上固定的曲轴向右侧移动到第二处连杆轴颈斜油孔的相应加工工位，对第二处连杆轴颈斜油孔进行加工。曲轴轴颈表面全部的四个斜油孔加工完成后，驱动X轴伺服电机21和Z轴伺服电机6，使工件回到原点位置，松开工件顶紧机构10的顶紧气缸30，卸下加工完成的曲轴。

重复上述夹紧工件，驱动Z轴、C轴、X轴伺服电机21移动定位，先后加工第一处、第四处连杆轴颈斜油孔和第三处、第二处连杆轴颈斜油孔等的步骤，循环进行下一个曲轴轴颈表面全部斜油孔的加工。

在加工过程中，可通过主轴箱16后部设置的配水回转接头连接冷却液管路，并经由电主轴15前部设置的内冷刀柄，对深孔枪钻进行冷却，避免其温度过高，影响加工质量和刀具寿命。

为了避免曲轴轴颈表面斜油孔加工过程中，钻头在轴径表面发生打滑现象，将钻头的导向套与工装的配合改为滑合，并根据所加工曲轴的轴径，把导向套的口部制造成圆弧型。

Claims (7)

1.一种深孔枪钻加工曲轴斜油孔专机，包括床身（1），Z轴行走机构（4），C轴回转机构（5），工件顶紧机构（10），X轴行走机构（2），主轴箱（16）和电主轴（15），其特征在于：所述Z轴行走机构（4）沿横向布置在床身（1）上，所述C轴回转机构（5）和工件顶紧机构（10）沿横向布置在Z轴行走机构（4）上，所述X轴行走机构（2）沿纵向布置在床身（1）上，上部设置有主轴箱（16）和连接在主轴箱（16）上的电主轴（15），下部通过滑轨与床身（1）上设置的中心与X轴行走机构（2）旋转中心相重合的环形的旋转滑道（3）相连，X轴行走机构（2）可绕其中心沿旋转滑道（3）在床身（1）水平面上旋转。

2.根据权利要求1所述的深孔枪钻加工曲轴斜油孔专机，其特征在于：所述Z轴行走机构（4）由沿横向设置在床身（1）上的Z轴滑台（14）和其上设置的Z轴直线导轨（12），设置在Z轴直线导轨（12）上的Z轴滑板（11），设置在Z轴滑台（14）端部的Z轴伺服电机（6）以及一端与Z轴伺服电机（6）相连、另一端与Z轴滑板（11）底部的Z轴丝杠螺母座（22）相连的Z轴传动丝杠（13）组成。

3.根据权利要求2所述的深孔枪钻加工曲轴斜油孔专机，其特征在于：所述C轴回转机构（5）由沿横向设置在Z轴滑板（11）一端的C轴伺服电机（7），以及与C轴伺服电机（7）回转轴相连的卡盘（8）组成。

4.根据权利要求3所述的深孔枪钻加工曲轴斜油孔专机，其特征在于：所述工件顶紧机构（10）由设置在Z轴滑板（11）上与C轴伺服电机（7）相对端的顶紧机构滑轨（26），设置在顶紧机构滑轨（26）上的顶紧机构滑板（27），一端与Z轴滑板（11）相连、另一端与顶紧机构滑板（27）相连的顶紧气缸（30），以及设置在顶紧机构滑板（27）上的支撑座（28）和顶尖（29）组成。

5.根据权利要求1所述的深孔枪钻加工曲轴斜油孔专机，其特征在于：所述X轴行走机构（2）由沿纵向设置在床身（1）上旋转滑道（3）中的底部中间设有旋转轴（24）的X轴滑台（20）和其上设置的X轴直线导轨（18），设置在X轴直线导轨（18）上的X轴滑板（17），设置在X轴滑台（20）端部的X轴伺服电机（21）以及一端与X轴伺服电机（21）相连、另一端与X轴滑板（17）底部的X轴丝杠螺母座（23）相连的X轴传动丝杠（19）组成。

6.根据权利要求5所述的深孔枪钻加工曲轴斜油孔专机，其特征在于：所述床身（1）上设置的与X轴行走机构（2）下部X轴滑台（20）相配合连接的旋转滑道（3）的滑槽横截面形状为T型。

7.根据权利要求1所述的深孔枪钻加工曲轴斜油孔专机，其特征在于：所述床身（1）上设置的中心与X轴行走机构（2）旋转中心相重合的环形的旋转滑道（3），可以是一条或多条。