CN213889011U - 汽车活塞高效加工流水线 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了汽车活塞高效加工流水线，包括排设的第一车钻复合机床、第二车钻复合机床、复合镗床和复合车床，第一车钻复合机床用于加工活塞的销座回油孔、环段直油孔、粗精止口、粗车第一三环槽、粗车外圆裙部工艺，第二车钻复合机床用于活塞环段斜油孔或环段直油孔、粗精燃烧室工艺，复合镗床用于加工活塞两侧销孔的粗镗孔、卡环槽、内外倒角、精镗孔工艺，复合车床用于加工活塞异形外圆、精车第一三环槽工艺。本实用新型十几道工序整合在四台设备形成的流水线上，减少设备占用，减少操作人员，减少加工多道装夹耗用时间，各工序间统筹加工时间，节约时间，降低劳动强度，提高生产效率。

Description

汽车活塞高效加工流水线

技术领域

本实用新型涉及机械加工领域，更具体地说，它涉及一种汽车活塞高效加工流水线。

背景技术

汽车活塞好比汽车发动机的中枢部位，在发动机启动时候占了极其重要的地位，汽车活塞是用来承受气体压力，并通过活塞销让连杆驱使曲轴旋转，活塞顶部还是燃烧室的组成部分。活塞加工主要包括加工基准、切削用量、加工余量的确定及工序安排，包括打销座回油孔，粗精止口，裙部粗外圆，第一、三环槽粗加工，环段直油孔，环段斜油孔，车燃烧室，车顶面，粗镗销孔、卡环槽、内外倒角、精镗孔，异形外圆加工、第一、三环槽精加工等十几道工序，每步分设备分步进行，常规加工需8至12台设备完成，加工设备较多，工艺繁琐，每次装夹切换周期长，每道工艺单独进行耗时长，生产效率低，一条生产线需3-5人左右，人工成本高。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种解决上述问题的汽车活塞高效加工流水线，仅需四台设备，四次装夹完成十几道全部工艺，全程工件装夹次数少，占时少，且多工序间统筹加工，相互套接，节约加工时间，提高生产效率；降低劳动强度，减少人员配备，节约人工成本，一条生产线仅需1人即可。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：

汽车活塞高效加工流水线，包括排设的第一车钻复合机床、第二车钻复合机床、复合镗床和复合车床，第一车钻复合机床用于加工活塞的销座回油孔、粗精止口、粗车第一三环槽、粗车外圆裙部工艺，第二车钻复合机床用于加工活塞环段斜油孔或环段直油孔、粗精燃烧室工艺，复合镗床用于加工活塞两侧销孔的粗镗孔、卡环槽、内外倒角、精镗孔工艺，复合车床用于加工活塞异形外圆、精车第一三环槽工艺。多道工序整合在四台设备形成的流水线上，减少设备占用，减少操作人员，减少加工多道装夹耗用时间。

本实用新型进一步改进技术方案是，所述第一车钻复合机床包括垂直于水平面的第一主轴箱、第一主轴箱上方的垂直向第一Y轴直线滑台及其两侧边的水平向第一Z1轴直线滑台、第一Z2轴直线滑台，第一Z1轴直线滑台的滑块上安装垂直向第一X1轴直线滑台，第一Z2轴直线滑台的滑块上安装垂直向第一X2轴直线滑台，第一Y轴直线滑台的滑块上底端安装双轴钻孔动力头，第一X1轴直线滑台的滑块上底端安装刀座及粗槽刀，第一X2轴直线滑台的滑块上底端安装第一伺服刀塔，第一伺服刀塔上装止口刀或粗外圆刀；

所述第二车钻复合机床包括垂直于水平面的第二主轴箱、第二主轴箱上方左右设立的水平向第二Z1轴直线滑台、第二Z2轴直线滑台，第二Z1轴直线滑台的滑块上安装垂直向第二X1轴直线滑台，第二Z2轴直线滑台的滑块上安装垂直向第二X2轴直线滑台，第二X1轴直线滑台的滑块上底端安装第二钻孔动力头，第二X2轴直线滑台的滑块上底端安装第二伺服刀塔，第二伺服刀塔上安装燃烧室车刀；

所述复合镗床包括机台上横设水平向左右移动第三Z轴直线滑台，第三Z轴直线滑台的滑块上安装第三止口台，第三止口台正上方位置设有压紧缸，压紧缸的伸缩杆底端安装压紧顶尖；所述第三Z轴直线滑台左右两侧的机台上分别安装第三Y轴主轴和第三X轴主轴，第三Y轴主轴前端安装展刀头，后端安装展刀头驱动电机，展刀头前端安装卡环槽刀、粗镗刀以及内外倒角刀，第三Y轴主轴受驱传动连接第三Y轴传动电机；第三X轴主轴前端安装弹性变形镗头，后端安装弹性变形镗头驱动电机，弹性变形镗头前端安装精镗刀，第三X轴主轴受驱连接第三X轴传动电机；

所述复合机床包括垂直于水平面的第四主轴箱、第四主轴箱上方的垂直向尾座滑台及其两侧边的水平向第四Z1轴直线滑台、第四Z2轴直线滑台，第四Z1轴直线滑台的滑块上安装垂直向第四X1轴直线滑台，第四Z2轴直线滑台的滑块上安装垂直向第四X2轴直线滑台，尾座滑台的滑块上底端安装回转顶尖盘，第四X1轴直线滑台的滑块上底端安装直线电机，直线电机上安装精外圆刀，第四X2轴直线滑台的滑块上底端安装第四伺服刀塔，第四伺服刀塔上装刀架及精槽刀。

本实用新型进一步改进技术方案是，所述第一X1轴直线滑台的滑块上底端在刀座上方还安装有侧钻孔动力头。如果活塞既有环段直油孔，又有环段斜油孔，第一车钻复合机床先进行环段直油孔加工，第二车钻复合机床进行环段斜油孔加工；如果只有环段直油孔，可在第一车钻复合机床上或第二车钻复合机床上加工；如果仅有环段斜油孔，则在第二车钻复合机床上加工。

本实用新型进一步改进技术方案是，所述第一主轴箱包括第一主轴、卡盘和第一回转缸，卡盘安装于第一主轴顶端，第一回转缸安装于第一主轴底端，第一回转缸牵接卡盘；第二主轴箱包括第二主轴、第二止口台和第二回转缸，第二止口台安装于第二主轴顶端，第二回转缸安装于第二主轴底端，第二回转缸牵接第二止口台；第四主轴箱分别包括第四主轴、第四止口台和第四回转缸，第四止口台安装于第四主轴顶端，第四回转缸安装于第四主轴底端，第四回转缸牵接第四止口台。利用卡盘或止口台装夹活塞，方便简单。

本实用新型进一步改进技术方案是，所述第一车钻复合机床、第二车钻复合机床、复合镗床和复合车床首尾相接“一“字型排设。一字型排开，产品从前端毛坯料流转至最后一道成品装箱，流转有序，加工前后毛坯、成品分隔存放。

本实用新型进一步改进技术方案是，所述第一车钻复合机床、第二车钻复合机床、复合镗床和复合车床首尾相接“田”字格状排设。生产线占用场地小，操作人员不需长距离移动，毛坏、成品位于同一端，运输方便。

本实用新型加工工艺，

1）将活塞毛坯顶部装夹在第一车钻复合机床上，完成活塞的销座回油孔、粗精止口、第一三环槽粗加工、粗车外圆裙部工艺；

2）将活塞工件利用止口装夹在第二车钻复合机床上，完成活塞环段斜油孔和或环段直油孔、粗精燃烧室、车顶面工艺；

3）将活塞工件利用止口装夹在复合镗床上，完成活塞两侧销孔的粗镗孔、卡环槽、内外倒角、精镗孔工艺；

4）将活塞工件利用止口装夹在复合车床上，完成活塞异形外圆、第一三环槽精加工工艺。

步骤1）中第一三环槽粗加工同时加工粗精止口、粗车外圆裙部工艺。

步骤3）活塞两侧销孔的粗镗孔、卡环槽、内外倒角连续同步完成。多道工艺加工时间套接，减少总加工时间长。

本实用新型有益效果：

本实用新型用四台设备整合了活塞加工的十几道工序，减少工序装夹时间；各工序加工时间契合度好，互不干扰，有些工序可同步进行，减少加工时间；传统活塞生产线需8至12台设备完成，加工设备多，工艺繁琐，占用场地、设备资金，且一条生产线需3-5人左右，人工成本高。本实用新型经整合大幅缩了活塞加工的时长，减轻设备资金、人员成本的投入，提高生产效率，降低成本。

附图说明

图1为本实用新型生产线田字状排设示意图；

图2第一车钻复合机床结构示意图；

图3为第二车钻复合机床结构示意图；

图4为复合镗床结构示意图；

图5为复合车床结构示意图；

图6为活塞结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型包括排设的第一车钻复合机床1、第二车钻复合机床2、复合镗床3和复合车床4，第一车钻复合机床1 用于加工活塞的销座回油孔、粗精止口、粗车第一三环槽、粗车外圆裙部工艺，第二车钻复合机床2 用于活塞环段斜油孔或环段直油孔、粗精燃烧室工艺，复合镗床3 用于加工活塞两侧销孔的粗镗孔、卡环槽、内外倒角、精镗孔工艺，复合车床4用于加工活塞异形外圆、精车第一三环槽工艺。

如图2所示，第一车钻复合机床1包括垂直于水平面的第一主轴箱11、第一主轴箱11上方的垂直向第一Y轴直线滑台12及其两侧边的水平向第一Z1轴直线滑台13、第一Z2轴直线滑台14，第一Z1轴直线滑台13的滑块上安装垂直向第一X1轴直线滑台15，第一Z2轴直线滑台14的滑块上安装垂直向第一X2轴直线滑16台，第一Y轴直线滑台12的滑块上底端安装双轴钻孔动力头17，第一X1轴直线滑台15的滑块上底端安装刀座及粗槽刀18、侧钻孔动力头10，第一X2轴直线滑台16的滑块上底端安装第一伺服刀塔19，第一伺服刀塔19上装止口刀或粗外圆刀。所述第一主轴箱11包括第一主轴111、液压式气动卡盘112和液压式气动第一回转缸113，卡盘112安装于第一主轴111顶端，第一回转缸113安装于第一主轴111底端，第一回转缸113牵接卡盘112。

第一车钻复合机床1工作过程：活塞加工工序如图6所示，操作人员将活塞8毛坯夹于卡盘112上，启动拉紧第一回转缸113控制电源拉紧活塞毛坯，装好后，启动系统电源，通过系统控制，驱动第一Y轴直线滑台12工作，下行在毛坯料上打销座回油孔81，完成后第一Y轴直线滑台12复位；第一Z1轴直线滑台13受控水平向向中间第一主轴箱11靠近，第一X1轴直线滑台15向下运行调整适当位置对准活塞环段直油孔82位，第一主轴定位及主轴通过伺服电机自由分度，侧钻孔动力头10钻活塞环段油孔82，完成后第一X1轴直线滑台15、第一Z1轴直线滑台13复位；系统控制第一主轴旋转，同步驱动第一X1轴直线滑台15、第一Z1轴直线滑台13和第一X2轴直线滑台16、第一Z2轴直线滑台14向中间活塞毛坯靠近，槽刀18粗加工第一、三环槽83，同步止口刀、外圆刀先后换刀粗精止口84、粗车外圆裙部85，因工序互不干扰，同时完成加工。原加工销座回油孔、环段直油孔所需时间分别为10秒、20秒，粗车第一、三环槽、粗精止口、裙部粗外圆所需时间分别为20秒，不连多道装夹工件时间达1.5分钟，使用装置一次装夹，5道工序合计所需时间为50秒。

如图3所示，第二车钻复合机床2包括垂直于水平面的第二主轴箱21、第二主轴箱21上方左右设立的水平向第二Z1轴直线滑台23、第二Z2轴直线滑台24，第二Z1轴直线滑台的滑块上安装垂直向第二X1轴直线滑台25，第二Z2轴直线滑台24的滑块上安装垂直向第二X2轴直线滑台26，第二X1轴直线滑台25的滑块上底端安装第二钻孔动力头20，用于活塞环段油孔的加工，第二钻孔动力头倾斜角度安装加工环段斜油孔87，水平向安装加工环段直油孔82，第二X2轴直线滑台26的滑块上底端安装第二伺服刀塔29，第二伺服刀塔29上安装燃烧室车刀，用于活塞燃烧室加工。所述第二主轴箱21包括第二主轴211、第二止口台212和液压式气动第二回转缸213，第二止口台212安装于第二主轴211顶端，第二回转缸213安装于第二主轴211底端，第二回转缸213牵接第二止口台212。

第二车钻复合机床工作过程：活塞加工工序如图6所示，操作人员将加工过止口的活塞8，利用活塞止口84定位于第二主轴箱的第二止口台212上，启动拉紧第二回转缸213控制电源拉紧活塞，装好后启动系统电源，通过系统控制，第二Z1轴直线滑台13受控水平向向中间第二主轴箱21靠近，第二X1轴直线滑台25向下运行调整适当位置对准活塞环段油孔位，第二主轴211定位及主轴通过伺服电机自由分度，钻孔动力头20钻活塞环段斜油孔80或环段直油孔82（如果活塞环段仅打直油孔可以在第一车钻复合机床上，也可以在第二车钻复合机床上加工；如果仅打斜油孔在第二车钻复合机床上加工；如果既需打直油孔又要打斜油孔，则在第一车钻复合机床上打直油孔，在第二车钻复合机床上加工斜油孔），完成后第二X1轴直线滑台25、第二Z1轴直线滑台23复位；随后系统控制第二主轴旋转，驱动第二X2轴直线滑台26、第二Z2轴直线滑台24向中间活塞靠近，燃烧室车刀开始加工活塞燃烧室86，加工完成后第二X2轴直线滑台26、第二Z2轴直线滑台24回归起始状态，第二主轴停止旋转，松开拉紧第二回转缸，取下活塞，环段油孔和顶部燃烧室加工完成。一次装夹完成二道工序。

如图4所示，复合镗床包括机台3上横设水平向左右移动的第三Z轴直线滑台311，第三Z轴直线滑台311的滑块上安装第三止口台32，第三止口台32正上方位置设有压紧缸33，压紧缸33的伸缩杆底端安装压紧顶尖34；所述第三Z轴直线滑台31左右两侧的机台上分别安装第三Y轴主轴351和第三X轴主轴361，第三Y轴主轴351前端安装展刀头352，后端安装展刀头驱动电机353，展刀头352前端安装卡环槽刀354、粗镗刀355以及内外倒角刀356，第三Y轴主轴351受驱传动连接第三Y轴传动电机357；第三X轴主轴361前端安装弹性变形镗头362，后端安装弹性变形镗头驱动电机363，弹性变形镗头363前端安装精镗刀364，第三X轴主轴361受驱连接第三X轴传动电机365。

复合镗床3工作过程：活塞加工工序如图6所示，操作人员将加工过止口的活塞8，利用活塞止口84定位于第三止口台32上，启动压紧缸33开关使压紧缸工作，压紧顶尖34顶紧活塞。启动系统电源，第三Y轴传动电机357通过皮带使第三Y轴主轴351转动；系统控制第三Z轴驱动电机311和展刀头驱动电机353工作，第三Z轴驱动电机311控制第三Z轴直线滑台31的滑块带动活塞8向第三Z轴直线滑台负方向（左向）移动，展刀头驱动电机353驱动展力头352加工活塞的两侧销孔87的粗镗孔、内外倒角88、卡环槽89，加工完成后，通过展刀头驱动机电353、第三Z轴驱动电机311使展刀头和第三Z轴直线滑台回归起始位，第三Y轴传动电机357控制第三Y轴主轴351停止；然后系统控制第三X轴传动电机365通过皮带使第三X轴主轴361转动，同时控制弹性变形镗头驱动电机363和第三Z轴驱动电机311工作，第三Z轴驱动电机311控制第三Z轴直线滑台31的滑块带动活塞8向第三Z轴直线滑台31负方向（右向）移动，弹性变形镗头驱动电机363驱动弹性变形镗头362，使销孔精镗刀364通过弹性变形镗头362作用加工活塞的两侧异形销孔87的精镗孔，加工完成后，系统控制使弹性变形镗头362和第三Z轴直线滑台31回归起始位，第三X轴主轴361停止；压紧顶尖34松开，取下工作活塞，完成加工工艺，一次装夹完成活塞销孔全部工艺。

如图5所示，复合车床4包括垂直于水平面的第四主轴箱41、第四主轴箱41上方的垂直向尾座滑台42及其两侧边的水平向第四Z1轴直线滑台43、第四Z2轴直线滑台44，第四Z1轴直线滑台43的滑块上安装垂直向第四X1轴直线滑台45，第四Z2轴直线滑台44的滑块上安装垂直向第四X2轴直线滑台46，尾座滑台42的滑块上底端安装回转顶尖盘47，第四X1轴直线滑台45的滑块上底端安装直线电机48，直线电机48上安装精外圆刀49，第四X2轴直线滑台46的滑块上底端安装第四伺服刀塔416，第四伺服刀塔416上装刀架及精槽刀417。所述第四主轴箱41包括第四主轴411、第四止口台412和第四回转缸413，第四止口台412安装于第四主轴411顶端，第四回转缸413安装于第四主轴411底端，第四回转缸413牵接第四止口台412。

复合车床4工作过程：活塞加工工序如图6所示，操作人员将加工过止口的活塞8通过止口84安装在第四主轴箱的第四止口台412上，档块进行定位，启动拉紧第四回转缸413控制电源拉紧活塞，启动系统电源，驱动尾座滑台42下行使回转顶尖盘47顶紧下方活塞顶面燃烧室内的尖顶，通过系统控制，第四Z1轴直线滑台43受控水平向向中间第四主轴箱41靠近，第四X1轴直线滑台45向下运行调整适当位置对准活塞外圆面85；同步第四X2轴直线滑台46、第四Z2轴直线滑台44向中间活塞毛坯靠近，系统控制第四主轴411旋转，精外圆车刀417粗精加工活塞异形外圆85，精槽刀精加工活塞第一三环槽83，工序互不干扰，同时进行。原两道工艺需分二次装夹两次加工，粗精车异形外圆需35秒，精车环槽需要25秒，此实用新型将两道工序整合同步进行，只需要35秒即可完成加工。

整个活塞加工下来，多道工艺只需装夹四次，每台设备整合了互不干扰的多道加工工艺，工艺间相互套接完成，有些工艺可同步进行，大大缩短了整体加工时间，减少操作人员的占用，原需3-5人左右，现只需1人；且生产线设备仅需4台，占地小。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.汽车活塞高效加工流水线，其特征在于：包括排设的第一车钻复合机床(1)、第二车钻复合机床(2)、复合镗床(3)和复合车床(4)，第一车钻复合机床(1) 用于加工活塞的销座回油孔、粗精止口、粗车第一三环槽、粗车外圆裙部工艺，第二车钻复合机床(2) 用于加工活塞环段斜油孔或环段直油孔、粗精燃烧室工艺，复合镗床(3) 用于加工活塞两侧销孔的粗镗孔、卡环槽、内外倒角、精镗孔工艺，复合车床(4)用于加工活塞异形外圆、精车第一三环槽工艺。

2.根据权利要求1所述的汽车活塞高效加工流水线，其特征在于：

所述第一车钻复合机床包括垂直于水平面的第一主轴箱（11）、第一主轴箱上方的垂直向第一Y轴直线滑台（12）及其两侧边的水平向第一Z1轴直线滑台（13）、第一Z2轴直线滑台（14），第一Z1轴直线滑台（13）的滑块上安装垂直向第一X1轴直线滑台（15），第一Z2轴直线滑台（14）的滑块上安装垂直向第一X2轴直线滑台（16），第一Y轴直线滑台（12）的滑块上底端安装双轴钻孔动力头（17），第一X1轴直线滑台（15）的滑块上底端安装刀座及粗槽刀（18），第一X2轴直线滑台（16）的滑块上底端安装第一伺服刀塔（19），第一伺服刀塔（19）上装止口刀或粗外圆刀。

3.根据权利要求1所述的汽车活塞高效加工流水线，其特征在于：

所述第二车钻复合机床（2）包括垂直于水平面的第二主轴箱（21）、第二主轴箱（21）上方左右设立的水平向第二Z1轴直线滑台（23）、第二Z2轴直线滑台（24），第二Z1轴直线滑台（23）的滑块上安装垂直向第二X1轴直线滑台（25），第二Z2轴直线滑台（24）的滑块上安装垂直向第二X2轴直线滑台（26），第二X1轴直线滑台（25）的滑块上底端安装第二钻孔动力头（20），第二X2轴直线滑台（26）的滑块上底端安装第二伺服刀塔（29），第二伺服刀塔（29）上安装燃烧室车刀。

4.根据权利要求1所述的汽车活塞高效加工流水线，其特征在于：

所述复合镗床（3）包括机台上横设水平向左右移动第三Z轴直线滑台（31），第三Z轴直线滑台的滑块上安装第三止口台（32），第三止口台（32）正上方位置设有压紧缸（33），压紧缸（33）的伸缩杆底端安装压紧顶尖（34）；所述第三Z轴直线滑台（31）左右两侧的机台上分别安装第三Y轴主轴（351）和第三X轴主轴（361），第三Y轴主轴（351）前端安装展刀头（352），后端安装展刀头驱动电机（353），展刀头（352）前端安装卡环槽刀（354）、粗镗刀（355）以及内外倒角刀（356），第三Y轴主轴（351）受驱传动连接第三Y轴传动电机（357）；第三X轴主轴（361）前端安装弹性变形镗头（362），后端安装弹性变形镗头驱动电机（363），弹性变形镗头（362）前端安装精镗刀（364），第三X轴主轴（361）受驱连接第三X轴传动电机（365）。

5.根据权利要求1所述的汽车活塞高效加工流水线，其特征在于：

所述复合车床（4）包括垂直于水平面的第四主轴箱（41）、第四主轴箱上方的垂直向尾座滑台（42）及其两侧边的水平向第四Z1轴直线滑台（43）、第四Z2轴直线滑台（44），第四Z1轴直线滑台（43）的滑块上安装垂直向第四X1轴直线滑台（45），第四Z2轴直线滑台（44）的滑块上安装垂直向第四X2轴直线滑台（46），尾座滑台（42）的滑块上底端安装回转顶尖盘（47），第四X1轴直线滑台（45）的滑块上底端安装直线电机（48），直线电机上安装精外圆刀（49），第四X2轴直线滑台（46）的滑块上底端安装第四伺服刀塔（416），第四伺服刀塔（416）上装刀架及精槽刀（417）。

6.根据权利要求2所述的汽车活塞高效加工流水线，其特征在于：所述第一X1轴直线滑台（15）的滑块上底端在刀座上方还安装有侧钻孔动力头（10）。

7.根据权利要求2所述的汽车活塞高效加工流水线，其特征在于：所述第一主轴箱（11）包括第一主轴（111）、卡盘（112）和第一回转缸（113），卡盘（112）安装于第一主轴（111）顶端，第一回转缸（113）安装于第一主轴（111）底端，第一回转缸（113）牵接卡盘（112）。

8.根据权利要求3或5所述的汽车活塞高效加工流水线，其特征在于：第二主轴箱（21）包括第二主轴（211）、第二止口台（212）和第二回转缸（213），第二止口台（212）安装于第二主轴（211）顶端，第二回转缸（213）安装于第二主轴（211）底端，第二回转缸（213）牵接第二止口台（212）；第四主轴箱分别包括第四主轴（411）、第四止口台（412）和第四回转缸（413），第四止口台（412）安装于第四主轴（411）顶端，第四回转缸（413）安装于第四主轴（411）底端，第四回转缸（413）牵接第四止口台（412）。

9.根据权利要求1所述的汽车活塞高效加工流水线，其特征在于：所述第一车钻复合机床、第二车钻复合机床、复合镗床和复合车床首尾相接“一“字型排设。

10.根据权利要求1所述的汽车活塞高效加工流水线，其特征在于：所述第一车钻复合机床、第二车钻复合机床、复合镗床和复合车床首尾相接“田”字格状排设。

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