CN211072871U - 一种用于发动机活塞碟形槽自动加工的专用刀具装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及了一种用于发动机活塞碟形槽自动加工的专用刀具装置，包括第一刀具盒，第一刀具盒固定在螺母滑块上，螺母滑块的螺母部分与U轴丝杠相匹配，U轴丝杠与U轴电机的输出轴固定连接，U轴电机固定在旋转承载板上，螺母滑块与旋转承载板之间设有直线导向结构，旋转承载板的一角通过旋转轴与固定板枢接，固定板用于固定在母设备的刀具固定处；通过角度调整机构调整旋转承载板的旋转角度，进而调整第一刀具盒的旋转角度；采用本技术方案，改变了现有技术采用专用道具进行硬性挤压的加工方式，改用可以调整角度的刀具实现了加工精度可控的设计初衷，在提高加工精度的同时，加工过程中的动态性能也更加稳定，延长了刀具的寿命。

Description

一种用于发动机活塞碟形槽自动加工的专用刀具装置

技术领域

本发明涉及发动机活塞碟形槽自动加工专用设备技术领域，具体涉及一种用于发动机活塞碟形槽自动加工的专用刀具装置。

背景技术

随着发动机国Ⅴ、国Ⅵ标准的发布，对发动机活塞碟型槽的加工指标的要求越来越高，现有技术的发动机活塞碟型槽加工工序，主要依靠专用刀具对待加工活塞坯件进行硬性挤压，此种加工方式难以获得较高的加工精度，同时对加工设备的损坏也比较严重，因此寻求一种更加合理的发动机活塞碟形槽加工方式是本领域技术人员共同面临的技术难题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是弥补现有技术的不足，提供一种用于发动机活塞碟形槽自动加工的专用刀具装置，用以提高发动机活塞碟形槽的加工精度。

要解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种用于发动机活塞碟形槽自动加工的专用刀具装置，包括第一刀具盒，所述第一刀具盒固定在螺母滑块上，螺母滑块包括螺母部分，螺母滑块的螺母部分与U轴丝杠相匹配，U轴丝杠与U轴电机的输出轴固定连接，U轴电机固定在旋转承载板上，螺母滑块与旋转承载板之间设有直线导向结构，旋转承载板的一角通过旋转轴与固定板枢接，固定板用于固定在母设备的刀具固定处；固定块A固定在旋转承载板上，固定块B固定在固定板上，固定块B上设有光孔G，光孔G的直径大于穿过其内的调节螺钉，调节螺母与调节螺钉匹配螺接，调节螺钉的螺钉头和调节螺母分别卡接在固定块的两侧面上，固定块A上设有螺纹孔K，螺纹孔K与调节螺钉螺接，旋拧调节螺钉实现旋转承载板绕旋转轴的相对动作，光孔G的直径与调节螺钉的直径差值足以使调节螺钉倾斜以满足旋转承载板旋转至规定角度；旋转承载板上设有若干个调整固定孔，调整固定孔匹配大平垫圈和固定螺钉T一起将旋转承载板固定在固定板307上，调整固定孔的直径大于固定螺钉T的外径，其差值足以满足旋转承载板旋转至规定角度。

进一步地，所述螺母滑块上设有V型槽，V型滑块与螺母滑块上的V型槽相匹配构成述螺母滑块与旋转承载板之间的直线导向结构。

进一步地，还包括第二刀具盒，第二刀具盒与第一刀具盒均位于待加工的发动机活塞坯件的同侧，第二刀具盒通过固定件B固定在固定板上，固定件B的外周还设置有固定块C，固定块C固定在固定板上，固定块C与螺钉匹配使用，通过螺钉与固定件B的螺纹连接实现第二刀具盒位置的调整。

进一步地，还包括第三刀具盒，第三刀具盒与第一刀具盒位于待加工的发动机活塞坯件的两侧，第三刀具盒通过固定件B固定在第二固定板上，固定板和第二固定板之间设有间距板，第二固定板和间距板叶均用于固定在母设备的刀具固定处；固定件B的外周还设置有固定块C，固定块C固定在第二固定板上，固定块C与螺钉匹配使用，通过螺钉与固定件B的螺纹连接实现第三刀具盒位置的调整。

进一步地，还包括第四刀具盒，第四刀具盒与第三刀具盒均位于待加工的发动机活塞坯件的同侧，第四刀具盒通过固定件B固定在第二固定板上；固定件B的外周还设置有固定块C，固定块C固定在第二固定板上，固定块C与螺钉匹配使用，通过螺钉与固定件B的螺纹连接实现第四刀具盒位置的调整。

本发明可以达到的有益效果为：改变了现有技术采用专用道具进行硬性挤压的加工方式，改用可以调整角度的刀具加工发动机活塞碟型槽，实现了加工精度可控的设计初衷，在提高加工精度的同时，加工过程中的动态性能也更加稳定，延长了刀具的寿命。

附图说明

图1是本发明实施例的整体结构立体图；

图2是本发明实施例的整体结构立体图；

图3是本发明实施例的整体结构主视图；

图4是图3基础上的局部剖视图；

图5是图4中I部分的局部放大视图；

图6是本发明实施例中刀具装置部分的立体图；

图7是本发明实施例中刀具装置部分的立体图；

图8是本发明实施例中刀具装置部分的主视图；

图9是加工好的发动机活塞立体图；

图10是加工好的发动机活塞主视图；

图11是图10中的II部分的局部放大视图；

注：为了使活塞碟形槽与水平面夹角的视觉效果更为明显，附图11中特别将角度进行了放大，活塞碟形槽与水平面的夹角实际约为0.5°左右。

图中：1-底座，

2-C轴部分，201-托料工装，202-C轴，203-从动带轮，204-主动带轮，205-C轴电机安装座，206-C轴电机，

3-U轴部分，301-U轴电机，302-旋转承载板，303-固定块A，304-固定块B，305-调节螺母，306-调节螺钉，307-固定板，308-固定块C，309-固定件B，310-第二刀具盒，311-第三刀具盒，312-第四刀具盒，313-第一刀具盒，314-固定件A，315-螺母滑块，316-旋转轴，317-间距板，318-第二固定板，319-滑块，320-调整固定孔，

4-W轴部分，401-W轴气缸，402-W轴电机安装座，403-导向固定件，404-升降套筒，405-旋转连接件，406-压紧件，

5-Y轴部分，501-Y轴电机，502-Y轴丝杠，503-Y轴丝杠螺母，504-升降件Y，

6-X轴部分，601-X轴电机，602-X轴丝杠，603-X轴丝杠螺母，604-水平移动件X，

7-发动机活塞坯件。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例

用于发动机活塞碟形槽自动加工的专用设备包括底座1、C轴部分2、U轴部分3（刀具装置部分）、W轴部分4、Y轴部分5、X轴部分6和控制系统。

C轴部分2包括C轴202、托料工装201和C轴电机206，C轴202为竖直轴，托料工装201固定在C轴202的顶端，并与C轴202同轴，C轴202通过滚动轴承与底座1枢接，C轴电机206用于驱动C轴202旋转，C轴电机206固定在C轴电机安装座205上，C轴电机安装座205固定在底座1上，用于驱动C轴202旋转的传动结构为楔形带传动结构，楔形带传动结构包括主动带轮204、从动带轮203和楔形带，主动带轮204与C轴电机206的输出轴固定连接，从动带轮203与C轴202的底部固定连接，主动带轮204与从动带轮203通过楔形带相连；托料工装201的结构与活塞坯件7的结构相匹配，托料工装201用于承载待加工的发动机活塞坯件7。

W轴部分4包括W轴气缸401、导向固定件403、升降套筒404、旋转连接件405和压紧件406，W轴气缸401的缸体固定在W轴电机安装座402上，W轴电机安装座402固定在导向固定件403上，导向固定件403固定连接在底座1上，升降套筒404的顶端与W轴气缸401的活塞杆固定连接，导向固定件403为升降套筒404的升降提供升降导向，旋转连接件405通过滚动轴承与升降套筒404的下部枢接，压紧件406固定在旋转连接件405的底端，压紧件406与C轴202同轴，压紧件406用于竖直压紧发动机活塞坯件7；W轴气缸401通过电磁阀接入气路。

Y轴部分5包括Y轴电机501、Y轴丝杠502、Y轴丝杠螺母503和升降件Y504，Y轴电机501固定在底座1上，Y轴丝杠502与Y轴电机501的输出轴固定连接，Y轴丝杠502的上端和下端分别通过滚动轴承与上轴承座和下轴承座相连，上轴承座和下轴承座均固定在底座1上，Y轴为竖直轴，Y轴丝杠螺母503与Y轴丝杠502相匹配，Y轴丝杠螺母503与升降件Y504固定连接，升降件Y504与底座1之间还匹配设有直线导向结构，本实施例优选为直线导轨滑块结构，因为此种直线导向结构在本领域较为常见，本领域技术人员很容易理解，故此处不再详细描述；

X轴部分6包括X轴电机601、X轴丝杠602、X轴丝杠螺母603和水平移动件X604，X轴电机601固定在升降件Y504上，X轴丝杠602与X轴电机601的输出轴固定连接，X轴丝杠602的左端和右端分别通过滚动轴承与左轴承座和右轴承座相连，左轴承座和右轴承座相连均固定在升降件Y504上，X轴为水平轴，X轴丝杠螺母603与X轴丝杠602相匹配，X轴丝杠螺母603与水平移动件X604固定连接，水平移动件X604与升降件Y504之间还匹配设有直线导向结构，本实施例优选为直线导轨滑块结构，因为此种直线导向结构在本领域较为常见，本领域技术人员很容易理解，故此处不再详细描述；

X轴部分6和Y轴部分5用于带动U轴部分3（刀具部分）的平移和升降。

U轴部分3，也就是刀具装置部分，用于加工发动机活塞坯件7外周的槽，U轴部分3包括第一刀具盒313、第二刀具盒310、第三刀具盒311和第四刀具盒312，为方便描述，将第一刀具盒313和第二刀具盒310称为左组刀具盒，将第三刀具盒311和第四刀具盒312称为右组刀具盒，左组刀具盒与右组刀具盒相向设置，第一刀具盒313位于第二刀具盒310的上方，第三刀具盒311位于第四刀具盒312的上方。

第一刀具盒313固定在固定件A314上，固定件A314固定在螺母滑块315上，螺母滑块315与U轴丝杠相匹配，U轴丝杠与U轴电机301的输出轴固定连接，U轴电机301固定在旋转承载板302上，螺母滑块315与旋转承载板302之间设有直线导向结构，该直线导向结构由螺母滑块315上的V型槽和V型滑块319构成，V型滑块319固定在旋转承载板302上，旋转承载板302的右下角通过旋转轴316与固定板307枢接，固定板307固定在水平移动件X604上；固定块A303固定在旋转承载板302上，固定块B304固定在固定板307上，固定块B304上设有光孔G，光孔G的直径大于穿过其内的调节螺钉306，调节螺母305与调节螺钉306匹配螺接，调节螺钉306的螺钉头和调节螺母305分别卡接在固定块B304的两侧面上，固定块A303上设有螺纹孔K，螺纹孔K与调节螺钉306螺接，旋拧调节螺钉306可以实现旋转承载板302绕旋转轴316的相对动作，光孔G的直径与调节螺钉306的直径差值足以使调节螺钉306可以倾斜以满足旋转承载板302旋转至规定角度（约为0.5°）；旋转承载板302上设有3个调整固定孔320，根据实际设计情况，本领域技术人员可以合理设置调整固定孔320的数量和位置，调整固定孔320匹配大平垫圈和固定螺钉T一起将旋转承载板302固定在固定板307上，调整固定孔320的直径大于固定螺钉T的外径，其差值足以满足旋转承载板302旋转至规定角度（约为0.5°）。

第二刀具盒310固定在固定件B309上，固定件B309固定在固定板307上，固定件B309的下方还设置有固定块C308，固定块C308固定在固定板307上，固定块C308与螺钉匹配使用，通过该螺钉与固定件B309的螺纹连接实现第二刀具盒310位置的调整；第三刀具盒311和第四刀具盒312也分别固定在各自相对应的固定件B309上，此处2个固定件B309固定在第二固定板318上，第二固定板318固定在水平移动件X604上；与第二刀具盒310之间的位置调整方式相同，第三刀具盒311的上方和第四刀具盒312的下方也分别固定有固定块C308，固定块C308固定在第二固定板318上，第二固定板318固定在水平移动件X604上，固定块C308与螺钉匹配使用，通过相应的螺钉与固定件B309的螺纹连接实现第三刀具盒311和第四刀具盒312位置的调整；固定板307和第二固定板318之间设有间距板317，间距板317固定在水平移动件X604上，设置间距板317的优点为：在不增加制造用料的前提下实现了保证两侧刀具盒间距的功能，降低制造成本，U轴总重量的降低有助于提高X轴和Y轴的动态加工性能。

上述C轴电机206、U轴电机301、控制W轴气缸401动作的电磁阀、Y轴电机501、X轴电机601的动作均通过控制系统控制。

本实施例的使用：

将发动机活塞坯件7放置于托料工装201上，控制系统控制电磁阀动作，W轴气缸401的活塞杆伸出，使压紧件406竖直压紧发动机活塞坯件7；控制系统控制Y轴电机501动作，使U轴部分3下降至加工位的高度；控制系统控制X轴电机601动作，使U轴部分3的相应刀具至发动机活塞坯件7的确切加工位；控制系统控制C轴电机206动作，使发动机活塞坯件7旋转，进而完成各槽的加工。

在使用第一刀具盒313加工碟形槽时，应先松开固定螺钉T，通过调节螺钉306调整旋转承载板302绕旋转轴316动作，进而调整好第一刀具盒313的加工角度，再紧固固定螺钉T，使旋转承载板302相对于固定板307固定；第一刀具盒313加工进给动作由控制系统控制U轴电机301动作来完成。

调整第二刀具盒310、第三刀具盒311和第四刀具盒312的位置时，通过扳手旋拧各自相对应的固定件B309螺接的用以实现调整功能的螺钉，分别调整此3个刀具盒的位置。

加工好的碟形槽的发动机活塞如附图9-图11所示。

在本发明的描述中，“内”、“外”、“上”、“下”、“前”、“后”等指示方位或位置关系的词语，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

以上所述仅是本发明的其中一种实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明思路的前提下所做出的若干改进和润饰均为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种用于发动机活塞碟形槽自动加工的专用刀具装置，其特征是：包括第一刀具盒（313），所述第一刀具盒（313）固定在螺母滑块（315）上，螺母滑块（315）包括螺母部分，螺母滑块（315）的螺母部分与U轴丝杠相匹配，U轴丝杠与U轴电机（301）的输出轴固定连接，U轴电机（301）固定在旋转承载板（302）上，螺母滑块（315）与旋转承载板（302）之间设有直线导向结构，旋转承载板（302）的一角通过旋转轴（316）与固定板（307）枢接，固定板（307）用于固定在母设备的刀具固定处；固定块A（303）固定在旋转承载板（302）上，固定块B（304）固定在固定板（307）上，固定块B（304）上设有光孔G，光孔G的直径大于穿过其内的调节螺钉（306），调节螺母（305）与调节螺钉（306）匹配螺接，调节螺钉（306）的螺钉头和调节螺母（305）分别卡接在固定块（B304）的两侧面上，固定块A（303）上设有螺纹孔K，螺纹孔K与调节螺钉（306）螺接，旋拧调节螺钉（306）实现旋转承载板（302）绕旋转轴（316）的相对动作，光孔G的直径与调节螺钉（306）的直径差值足以使调节螺钉（306）倾斜以满足旋转承载板（302）旋转至规定角度；旋转承载板（302）上设有若干个调整固定孔（320），调整固定孔（320）匹配大平垫圈和固定螺钉T一起将旋转承载板（302）固定在固定板307上，调整固定孔（320）的直径大于固定螺钉T的外径，其差值足以满足旋转承载板（302）旋转至规定角度。

2.根据权利要求1所述的用于发动机活塞碟形槽自动加工的专用刀具装置，其特征是：所述螺母滑块（315）上设有V型槽，V型滑块（319）与螺母滑块（315）上的V型槽相匹配构成述螺母滑块（315）与旋转承载板（302）之间的直线导向结构。

3.根据权利要求1或2所述的用于发动机活塞碟形槽自动加工的专用刀具装置，其特征是：还包括第二刀具盒（310），第二刀具盒（310）与第一刀具盒（313）均位于待加工的发动机活塞坯件（7）的同侧，第二刀具盒（310）通过固定件B（309）固定在固定板（307）上，固定件B（309）的外周还设置有固定块C（308），固定块C（308）固定在固定板（307）上，固定块C（308）与螺钉匹配使用，通过螺钉与固定件B（309）的螺纹连接实现第二刀具盒（310）位置的调整。

4.根据权利要求1或2所述的用于发动机活塞碟形槽自动加工的专用刀具装置，其特征是：还包括第三刀具盒（311），第三刀具盒（311）与第一刀具盒（313）位于待加工的发动机活塞坯件（7）的两侧，第三刀具盒（311）通过固定件B（309）固定在第二固定板（318）上，固定板（307）和第二固定板（318）之间设有间距板（317），第二固定板（318）和间距板（317）叶均用于固定在母设备的刀具固定处；固定件B（309）的外周还设置有固定块C（308），固定块C（308）固定在第二固定板（318）上，固定块C（308）与螺钉匹配使用，通过螺钉与固定件B（309）的螺纹连接实现第三刀具盒（311）位置的调整。

5.根据权利要求4所述的用于发动机活塞碟形槽自动加工的专用刀具装置，其特征是：还包括第四刀具盒（312），第四刀具盒（312）与第三刀具盒（311）均位于待加工的发动机活塞坯件（7）的同侧，第四刀具盒（312）通过固定件B（309）固定在第二固定板（318）上；固定件B（309）的外周还设置有固定块C（308），固定块C（308）固定在第二固定板（318）上，固定块C（308）与螺钉匹配使用，通过螺钉与固定件B（309）的螺纹连接实现第四刀具盒（312）位置的调整。

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