CN206373369U - 适用于大型曲轴复合加工的卧式加工机床 - Google Patents

适用于大型曲轴复合加工的卧式加工机床 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种适用于大型曲轴复合加工的卧式加工机床,其中通过将加工机床设计为卧式结构,采用夹持组件将待加工的大型曲轴沿水平方向进行夹持,并通过回转驱动装置驱使大型曲轴工件绕自身轴心线旋转,同时调整加工刀具组件的位置及角度,便可使得大型曲轴上的待加工位置与加工刀具组件的位置相对应而进行加工。采用该卧式机床对大型曲轴进行加工时,只需要对大型曲轴工件进行一次装夹操作,利用刀具的更换来实现对大型曲轴不同要求的加工。机床的整个加工过程可通过自动编程来实现,尤其适用于大型曲轴上多油孔的不同要求复合加工,其自动化程度高,且加工精度和加工效率也得到了大幅度的提高。

Description

适用于大型曲轴复合加工的卧式加工机床
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种适用于大型曲轴复合加工的卧式加工机床。
背景技术
[0002]目前,随着发动机行业的大型化产业发展,我国发动机曲轴也变得越来越大,在长 度和直径上都有了质的变化。以往在对曲轴进行加工时,往往都是采用刀具固定、工件移 动,在工件上找到相应的加工位置后,再用刀具进行钻孔加工。然而,对于结构复杂,尤其是 油孔数量多、分布位置及方向各异的大型曲轴而言,在进行油孔加工时,待加工的大型曲轴 工件需要不断地调整位置与角度,才能够与机床上的钻孔刀具相配合进行钻孔。以往常规 的深孔钻床已不能满足大型及超大型曲轴工艺的加工要求,且该种加工方式也无法实现高 效及精准的加工。
发明内容
[0003] 本实用新型的目的是为了克服现有技术的缺点,提供一种适用于大型曲轴复合加 工的卧式加工机床,以提高大型曲轴的加工效率及加工精度。
[0004] 为达到上述目的,本实用新型采用的技术方案是:一种适用于大型曲轴复合加工 的卧式加工机床,所述加工机床包括机座、设于所述机座上的夹持组件,待加工的所述大型 曲轴可绕自身轴心线旋转地夹持安装在所述夹持组件上,且所述大型曲轴的轴心线沿水平 方向延伸,所述机座上还设有用于驱使所述大型曲轴绕自身轴心线进行回转运动的回转驱 动装置,所述加工机床还包括设于所述机座上用于对所述大型曲轴进行加工的加工刀具组 件,所述加工刀具组件包括回转座、设于所述回转座上的动力头、以及安装在所述动力头上 的刀具,所述回转座的轴心线沿竖直方向延伸,所述回转座既可绕其自身轴心线作回转运 动地设置在所述机座上,又可分别沿平行于所述大型曲轴的轴向、垂直于所述大型曲轴的 轴向作进给运动地设置在所述机座上。
[0005] 优选地,所述夹持组件包括固定地设于所述机座上且具有旋转卡盘的床头箱、可 朝向或远离所述床头箱运动地设置在所述机座上且具有旋转顶针的尾座,所述旋转顶针的 轴心线与所述旋转卡盘的轴心线共线延伸,待加工的所述大型曲轴的一侧轴端部通过所述 旋转卡盘夹持固定且该所述大型曲轴的另一侧轴端部通过所述尾座的所述旋转顶针沿轴 向顶紧而实现夹持安装。
[0006] 进一步地,所述回转驱动装置包括伺服电机、与所述伺服电机相连接的减速器,所 述减速器的输出轴与所述床头箱的主轴通过联轴器相连接以驱使所述旋转卡盘旋转。
[0007] 进一步地,所述尾座包括滑动地安装在所述机座上的尾座体、设于所述尾座体上 用于安装所述旋转顶针的移动套筒,所述移动套筒可沿所述旋转顶针的轴向相对运动地设 置在所述尾座体上,所述移动套筒与所述尾座体之间设有用于驱使所述移动套筒运动的移 动驱动组件。
[0008] 更进一步地,所述移动驱动组件为设于所述移动套筒与所述尾座体之间的丝杠_ 螺母驱动组件,所述旋转顶针可绕自身轴心线旋转地设置在所述移动套筒上。
[0009] 作为一种具体的实施方式,所述机座上设有齿条,所述尾座体上设有与所述齿条 相配合的齿轮,所述尾座体上还设有用于驱使所述齿轮旋转以与所述齿条配合而使得所述 尾座朝向或远离所述床头箱运动的驱动电机。
[0010] 优选地,所述机座上设有可沿平行于所述大型曲轴的轴向运动的拖板,所述拖板 上滑动地设置有横滑板,所述横滑板的滑动方向与所述拖板的运动方向相垂直以朝向或远 离所述大型曲轴运动,所述回转座可绕自身轴心线旋转地设置在所述横滑板上。
[0011] 进一步地,所述拖板与所述机座之间设有齿轮-齿条组件以实现相对运动,所述横 滑板与所述拖板之间设置有丝杠-螺母组件而实现相对运动。
[0012] 优选地,所述机座包括相对固定的工件床身与刀架床身,所述夹持组件、所述回转 驱动装置均设置在所述工件床身上,所述加工刀具组件均设置在所述刀架床身上。
[0013] 优选地,所述的加工刀具组件为钻孔组件,所述的钻孔组件有一组或相互独立工 作的多组。
[0014]由于上述技术方案的运用,本实用新型与现有技术相比具有下列优点:本实用新 型的一种适用于大型曲轴复合加工的卧式加工机床,其中通过将加工机床设计为卧式结 构,采用夹持组件将待加工的大型曲轴沿水平方向进行夹持,并通过回转驱动装置驱使大 型曲轴工件绕自身轴心线旋转,同时调整加工刀具组件的位置及角度,便可使得大型曲轴 上的待加工位置与加工刀具组件的位置相对应而进行加工。采用该卧式机床对大型曲轴进 行加工时,只需要对大型曲轴工件进行一次装夹操作,利用刀具的更换便可实现对大型曲 轴不同要求的加工。机床的整个加工过程可通过自动编程来实现,尤其适用于大型曲轴上 多油孔的不同要求复合加工,其自动化程度高,且加工精度和加工效率也得到了大幅度的 提尚。
附图说明
[0015]附图1为本实用新型的加工机床的整体结构示意图。
[0016]其中:1、机座;2、工件床身;3、刀架床身;4、大型曲轴;5、床头箱;51、旋转卡盘;6、 尾座;61、尾座体;62、旋转顶针;63、移动套筒;64、移动驱动组件;65、驱动电机;7、回转驱动 装置;71、伺服电机;72、减速器;8、齿条;9、拖板;10、齿轮-齿条组件;11、横滑板;12、丝杠_ 螺母组件;13、钻孔组件;131、回转座;132、动力头;133、刀具;134、丝杠-螺母组件;14、数控 系统;15、排屑器。
具体实施方式
[0017]下面结合附图和具体的实施例来对本实用新型的技术方案作进一步的阐述。
[0018]为便于描述和说明该加工机床上各部件的设置形式,以下关于方向的描述中,均 按照操作人员所观察到的方向进行定义的,即图1中标示的前、后、左、右方向,上述的前后 方向对应的为机床上的X向,左右方向对应的则为机床上的z向。
[0019]参见图1所示的卧式加工机床,适用于对大型曲轴零件进行复合加工,如钻孔、铣 面、攻丝等多种加工。该加工机床包括机座1、设于机座1上用于对待加工的大型曲轴4进行 夹持安装的夹持组件、用于驱使待加工的大型曲轴4进行回转运动的回转驱动装置7、以及 用于对大型曲轴4进行加工的加工刀具组件。
[0020] 在本实施例中,机座1包括相对固定设置的工件床身2和刀架床身3,夹持组件和回 转驱动装置7设于工件床身2上,待加工的大型曲轴4可绕自身轴心线旋转地夹持安装在夹 持组件上,且大型曲轴4在夹持组件的夹持安装下其轴心线沿左右水平方向延伸;加工刀具 组件采用的为用于对待加工的大型曲轴4进行钻孔加工的钻孔组件13,该钻孔组件13设置 在刀架床身3上,
[0021]具体地,夹持组件包括固定地设于工件床身2上且具有旋转卡盘51的床头箱5、可 沿左右方向运动的设置在工件床身2上且具有旋转顶针62的尾座6,其中旋转顶针62的轴心 线与旋转卡盘51的轴心线共线延伸,待加工的大型曲轴4的左侧轴端部通过旋转卡盘51夹 持固定且该大型曲轴4的右侧轴端部通过尾座6的旋转顶针62沿轴向顶紧而实现夹持安装。 [0022] 尾座6包括滑动地安装在机座1上的尾座体61、设于尾座体61上用于安装旋转顶针 62的移动套筒63,移动套筒63可沿旋转顶针62的轴向相对运动地设置在尾座体61上,旋转 顶针62可绕自身轴心线旋转地设置在移动套筒63上。移动套筒63与尾座体61之间设有用于 驱使移动套筒63运动的移动驱动组件64,移动驱动组件64可驱动移动套筒63相对尾座体61 小幅度地运动。在本实施例中,移动驱动组件64为设于移动套筒63与尾座体61之间的丝杠-螺母驱动组件。
[0023] 尾座体61与工件床身2之间通过齿轮-齿条结构相配合来实现相对运动。具体地, 工件床身2上设有齿条,该齿条的长度延伸方向与大型曲轴4的轴线方向相平行。尾座体61 上设有与齿条相配合的齿轮,尾座体61上还设有用于驱使齿轮旋转以与齿条配合而使得尾 座6沿着齿条方向运动的驱动电机65,即尾座6在驱动电机65的驱动下可靠近或远离床头箱 5,以满足不同大型曲轴4的长度要求。
[0024]回转驱动装置7包括伺服电机71、减速器72,其中伺服电机71与减速器72相连接, 减速器72的输出轴与床头箱5的主轴通过联轴器相连接,以在床头箱5的主轴旋转时驱使旋 转卡盘51带动待加工的大型曲轴4绕自身轴心线旋转。采用上述的回转驱动装置7可带动旋 转卡盘61以l-50r/min的低速高精度回转,从而带动大型曲轴4以同样的速度回转,使得大 型曲轴4准确地转动到待加工位置,满足大型曲轴4的大惯量回转要求。当大型曲轴4旋转至 设定的待加工位置时,伺服电机71停止,抱闸抱住伺服电机71,使大型曲轴4达到锁止状态, 以配合钻孔组件13对其进行钻孔加工。
[0025] 参见图1所示,具体在夹持安装待加工的大型曲轴4时,先将待加工的大型曲轴4的 左侧端部通过旋转卡盘51夹持固定后,然后通过驱动电机65驱使尾座6整体朝向床头箱5向 左运动,直至旋转顶针62沿轴向顶紧在大型曲轴4的右侧轴端面上。接着,尾座6上的丝杠-螺母驱动组件驱使移动套筒63运动,以使得旋转顶针62小幅度地接近大型曲轴4的右端面, 从而使得尾座6对待加工的大型曲轴4沿轴向的抵紧力保持在合适的范围内,进而确保夹持 组件对待加工的大型曲轴4的稳定有效夹持。待上述夹持工作完成后,回转驱动装置7的伺 服电机71工作而驱使旋转卡盘61以设定速度回转,从而带动大型曲轴4转动,直至大型曲轴 4旋转至待加工位置。
[0026] 参见图1所示,钻孔组件13包括回转座131、设于回转座131上的动力头132,钻孔用 刀具133安装于动力头132上。该回转座131既可绕自身轴心线做回转运动地设置在刀架床 身3上,又可分别沿平行于大型曲轴4的轴向(即沿左右方向)、垂直于大型曲轴4的轴向(即 沿前后方向)作进给运动地设置在刀架床身3上,以使得动力头132带动刀具133调整到与大 型曲轴4上待钻孔的位置及角度相一致而实现钻孔加工。
[0027] 参见图1所示,刀架床身3上设有可沿左右方向运动的拖板9,通过在拖板9与刀架 床身3之间设置齿轮_齿条组件来实现拖板9的左右运动,具体地,刀架床身3上设有沿左右 方向的齿条8,拖板9底部设有和齿条8相啮合的齿轮,驱动该齿轮旋转便可使得拖板9沿刀 架床身3左右运动;拖板9上设有可沿前后方向运动的横滑板11,该横滑板11与拖板9之间设 有丝杠-螺母组件12,以使得横滑板11在拖板9上前后运动;回转座131可绕自身轴心线旋转 地设置在横滑板11上,横滑板11与回转座131之间设置用用于驱使回转座131进行精确回转 的驱动件(图中未示出)。
[0028] 参见图1所示,钻孔组件13上,回转座131上设有用于安装动力头132的刀座,该刀 座与动力头132之间设有用于驱使动力头132沿钻孔刀具133轴向运动的丝杠-螺母组件 134,以驱使刀具133前进或后退来实现加工进给。动力头132通过其后方的主轴电机带动动 力主轴实现动力主轴以0_4000r/min的高速回转,以驱使刀具133实现对大型曲轴4的钻孔 加工。
[0029] 该加工机床上,位于刀架床身3与工件床身2之间还设置有排屑器15,加工过程中 的切屑由排屑器15收集处理。
[0030] 在刀架床身3上可设置一组或多组相互独立工作的钻孔组件13。在本实施例中,同 时设置了 2组可同时对大型曲轴4进行独立加工的钻孔组件13。2组钻孔组件13由2个数控系 统14分别控制,对大型曲轴4的加工互不影响,从而可对大型曲轴4进行多工位同时加工,且 多个工位之间的加工互不影响,大大地提高了加工效率。
[0031]当需要对大型曲轴4进行如铣面、攻丝、铣成型孔、磨孔等其他加工时,也可以在该 卧式加工机床上完成,只需将钻孔组件I3上的动力头132及刀具133进行相应更换即可。这 样,通过对大型曲轴4的一次夹持安装,便可实现对其多工序、多位置、多角度的复合加工, 机床的整个加工过程可通过自动编程来实现,自动化程度高,有利于大幅提高大型曲轴4的 加工精度与加工效率。
[0032]上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点,其目的在于让熟悉此项技术 的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施,并不能以此限制本实用新型的保护范围。 凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰,都应涵盖在本实用新型的保护范围之 内。

Claims (10)

1.一种适用于大型曲轴复合加工的卧式加工机床,其特征在于:所述加工机床包括机 座、设于所述机座上的夹持组件,待加工的所述大型曲轴可绕自身轴心线旋转地夹持安装 在所述夹持组件上,且所述大型曲轴的轴心线沿水平方向延伸,所述机座上还设有用于驱 使所述大型曲轴绕自身轴心线进行回转运动的回转驱动装置,所述加工机床还包括设于所 述机座上用于对所述大型曲轴进行加工的加工刀具组件,所述加工刀具组件包括回转座、 设于所述回转座上的动力头、以及安装在所述动力头上的刀具,所述回转座的轴心线沿竖 直方向延伸,所述回转座既可绕其自身轴心线作回转运动地设置在所述机座上,又可分别 沿平行于所述大型曲轴的轴向、垂直于所述大型曲轴的轴向作进给运动地设置在所述机座 上。
2.根据权利要求1所述的适用于大型曲轴复合加工的卧式加工机床,其特征在于:所述 夹持组件包括固定地设于所述机座上且具有旋转卡盘的床头箱、可朝向或远离所述床头箱 运动地设置在所述机座上且具有旋转顶针的尾座,所述旋转顶针的轴心线与所述旋转卡盘 的轴心线共线延伸,待加工的所述大型曲轴的一侧轴端部通过所述旋转卡盘夹持固定且该 所述大型曲轴的另一侧轴端部通过所述尾座的所述旋转顶针沿轴向顶紧而实现夹持安装。
3. 根据权利要求2所述的适用于大型曲轴复合加工的卧式加工机床,其特征在于:所述 回转驱动装置包括伺服电机、与所述伺服电机相连接的减速器,所述减速器的输出轴与所 述床头箱的主轴通过联轴器相连接以驱使所述旋转卡盘旋转。
4. 根据权利要求2所述的适用于大型曲轴复合加工的卧式加工机床,其特征在于:所述 尾座包括滑动地安装在所述机座上的尾座体、设于所述尾座体上用于安装所述旋转顶针的 移动套筒,所述移动套筒可沿所述旋转顶针的轴向相对运动地设置在所述尾座体上,所述 移动套筒与所述尾座体之间设有用于驱使所述移动套筒运动的移动驱动组件。
5.根据权利要求4所述的适用于大型曲轴复合加工的卧式加工机床,其特征在于:所述 移动驱动组件为设于所述移动套筒与所述尾座体之间的丝杠-螺母驱动组件,所述旋转顶 针可绕自身轴心线旋转地设置在所述移动套筒上。
6.根据权利要求4所述的适用于大型曲轴复合加工的卧式加工机床,其特征在于:所述 机座上设有齿条,所述尾座体上设有与所述齿条相配合的齿轮,所述尾座体上还设有用于 驱使所述齿轮旋转以与所述齿条配合而使得所述尾座朝向或远离所述床头箱运动的驱动 电机。
7.根据权利要求1所述的适用于大型曲轴复合加工的卧式加工机床,其特征在于:所述 机座上设有可沿平行于所述大型曲轴的轴向运动的拖板,所述拖板上滑动地设置有横滑 板,所述横滑板的滑动方向与所述拖板的运动方向相垂直以朝向或远离所述大型曲轴运 动,所述回转座可绕自身轴心线旋转地设置在所述横滑板上。
8. 根据权利要求7所述的适用于大型曲轴复合加工的卧式加工机床,其特征在于:所述 拖板与所述机座之间设有齿轮-齿条组件以实现相对运动,所述横滑板与所述拖板之间设 置有丝杠-螺母组件而实现相对运动。
9. 根据权利要求1至8任一所述的适用于大型曲轴复合加工的卧式加工机床,其特征在 于:所述机座包括相对固定的工件床身与刀架床身,所述夹持组件、所述回转驱动装置均设 置在所述工件床身上,所述加工刀具组件均设置在所述刀架床身上。
10. 根据权利要求1至8任一所述的适用于大型曲轴复合加工的卧式加工机床,其特征 在于:所述的加工刀具组件为钻孔组件,所述的钻孔组件有一组或相互独立工作的多组。
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