CN2139864Y - 一种加工汽车缸孔上端止口的镗床 - Google Patents

Abstract

一种加工汽车缸孔上端止口的镗系，它是为了满 足汽车装上止口型干缸套的需要，对汽车缸体的装缸 套的底孔已加工完的缸孔的上部，进行上止口加工的 专用机床，它除了有一般机床都有的床身、主轴、进 刀、退刀装置外，还有一个特殊的能对待加工的缸孔 的上下两端处进行均匀膨胀无隙径向定位的装置，靠 了它机床既能够自行找正位置，又能保证机床与被加 工的孔是处于完全同轴的情况下进行加工，因此该机 才能作到质量与效率的统一。

Description

本实用新型涉及到目前社会上为数众多的安装了半成品型干式缸套的汽车，能否装上全成品型干缸套的问题，而且也关系到各生产装有半成品型干缸套汽车的厂家，能否经济迅速地也生产出装有全成品型干缸套的汽车来。

在目前，当汽车要采用上止口型全成品干缸套时，缸孔的上部需加工出一合乎一定的技术要求的上止口。第二汽车制造厂，在较早期的东风牌汽车上，装的是上止口型半成品干缸套。该厂缸孔和缸孔上端的止口，是在不同的工序分开加工的，所用的机床都是六轴的KO93型镗床，定位也都是用缸体底面和底面上的两个销孔，由于加工缸孔和加工上止口是分别在两台机床上，非一次定位夹紧情况下加工的，结果使镗出的止口端面，相对于缸孔中心线的跳动，往往超过了0.1，于是使盖好缸盖后的缸套的上止口的根部出现断裂，由于这种情况当时无法克服，于是不得不把缸套由原来的带上止口型更改为目前还在使用的这种直身型，这个问题直到现在仍还没有解决。要想加工好上止口，靠KO93是不行了，还有什么可供选择的吗？有的，那就是T716和T7220镗床了，由于这种机床加工缸孔和其上的上止口，能作到在同一次定位和夹紧的情况下，完成这两次加工，因此它确实是能加工出端面跳动合格的上止口，但是，由于它们是单轴的，每加工一个孔之前，都得先找正一次位置，镗孔之前还要对好刀才能再加工，当缸孔加工完后，还要再按止口的尺寸重新再把刀对好后，才能镗止口。对刀这工作，谁也不能一次就对好，总是要对好几次才能把刀对好，这么一来，由于每加工一个孔都要把找正位置、按缸孔尺寸反复对刀、镗缸孔、按止口尺寸再反复对刀、镗止口，这几件事无一例外地都重复一圈，加工几个孔就得重复几圈，可见这效率能是多么低，真是达到了令人难以忍受的地步。因此，凡是够得上有点规模的厂家，对这种机床是决不肯问津的。除了这两种以外，就数潍坊柴油机厂的那种集镗铣于一身的大型镗铣机了，该机既能保证精度，效率也可以说是不算很低；但是，当人们一听说那机一台要花数百万元时，一些厂家就为之踌躇了。

鉴于上述的那些情况，本实用新型的目的就是要提供出一种专门对已加工完缸套底孔（对缸体的装缸套底孔的加工，国内有很多厂家是能加工得很好的），而止口尚没加工的缸孔，实行高效优质加工上止口的镗床。

为了达到上述目的，本实用新型把包括有床身、主轴、进刀和退刀装置的镗床作成小型化，把通常都是外支撑的主轴改为内支撑的空心形，在这主轴的空心处，串入一根心轴，在这心轴与空心主轴之间通过安装精密轴承，让它们保持严格的同轴关系，心轴在空心主轴的前方（主轴的装刀的一方为前方）伸出较长的一段，在这一段处，设置有一般镗床所没有的能对较深孔的上下两端处进行可膨胀的无隙的径向定位装置，由于机床作得很小巧，于是可把它作成悬挂式的，悬挂点选在能使这径向定位装置处于机床的最下方，且使心轴中心线与水平面相垂直，这样一来，只要把径向定位装置伸入到待加工的缸孔内，通过可膨胀的部件的作用，使这心轴的这一段事实上起到了长销的作用，并且又是无隙的，因此这时的主轴的中心是能与待加工的缸孔的中心达到严格的同轴，于是迅速地自行找正位置就得以实现，这时只要心轴在一定大小的沿缸孔中心线方向的轴向力的作用下，执行无隙径向定位作用的件与其相接触的缸壁，能发生滑移，于是旋转的主轴就可以在心轴的带动下带着旋转的刀具一起向着待加工的缸孔的上端发生进刀或退刀，这样对缸孔上止口的加工就能实现，这样加工出的上止口，无论径向上的同轴，还是端面的跳动都会达到较高的精度水平。

由于采用了上述的方案，不但使该机完全避免了繁琐地找正，频繁地对刀，而且加工精度达到高水平，再加上机床小巧简单，这就为投入少，项目上得快提供了条件。

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的结构图。

图2是图1的A－A剖视图。

图3是图1的B－B剖视图。

图4、图5、图6、图7、图8是本实用新型实施方案的示意图。

本实用新型是由纵贯整个机床上下的一根心轴16为主体部件构成的小型悬挂式机床。

位于心轴16下部的，是径向定位装置（见附图1）。它是由心轴16下段心部配置的有左右两个旋向的双头螺杆29、螺母28、30，以及其一端为锥体的空心圆柱体25（以下此件简称为锥柱体25）和较硬弹簧26，软弹簧21、内层钢球24、外层钢球22、及这两种钢球间的刚性圆柱体23、销子27和外套31所共同组成。其中号为21、25、26、27的件，是上下各一个，而号为22、23、24的件则是上下各有数只，件号相同的数只件的形状和尺寸大少都一样，在同一截面内的数只件是均布的。径向定位所需的动力是经过心轴16中心的长心杆3传递，由心轴16顶端处的力矩电机2提供的，这电机2在必要时，也可以用手摇摇柄代替。

心轴16的中段套有机床的空心主轴15，它是齿轮轴，该主轴的前端有刀夹18可安装镗刀17。主轴使用的动力是由主轴电机1提供，经齿轮减速后传来的。

在空心主轴15的上部，有由蜗轮7、蜗杆8、螺母10和空心螺杆9所组成的进刀装置。它们中的螺杆9是直接套在心轴16上，蜗轮7是通过套在空心螺杆9的无螺纹处，间接地套在心轴16上，而螺母10则是通过与空心螺杆9的螺纹相配合而也间接地套在心轴16上。本装置使用的动力，是由主轴电机1经齿轮减速后再经软轴或铰链轴输入给蜗杆8。

进刀装置的上方是由蜗轮4蜗杆5组成的快速退回装置。它的蜗轮4是由斜齿轮充当的，并且也是被串在心轴16上。此装置是由蜗杆5端部的力矩电机6供给动力。本装置的蜗轮4和蜗杆5，也可以用一对圆柱齿轮代替，这时力矩电机6可由手摇摇柄代替。

这机床的工作情况见附图4、5、6、7、8，本机床A平时通过一对滚轮B把自己悬吊在一根工字梁C的下方，这工字梁C架在输送缸体的滚道D的上方，二滚轮B与机床A之间，有气缸Q₁、Q₂和拉弹簧T及安全链L相联接着。四只行程开关固定在与气缸Q₁、Q₂相联的钢板上。当待加工的缸体E从前序由滚道送达机床A的下方时，操作者要使待加工的缸孔大体上与机床下部的径向定位装置相对正，也可以说是与心轴16的中心线相对正。操作者一手按动开关A₁，它令图4中的气缸Q₁的上腔（指活塞上侧）充入压缩空气，于是活塞下降使机床下降；另一只手协助机床使其下部的径向定位装置能顺利地伸入到待加工的缸孔中，当活塞降到底端，机床下降停止时，机床的独脚20的底，距缸体顶面还有数mm一段距离，见图5。这时再通过按动另一开关A₂，使图1中的心轴16上方的供给径向定位动力的力矩电机2按顺时针方向旋转（从电机上部向下看），通过心轴16中心处的长心杆3传递，使这心杆3下面的有左右两个旋向的双头螺杆29旋转。由于与这螺杆29相配合的螺母28和30的外侧均联接有销子27，由于销子27所处的空间是纵向槽形（见图1中的A－A剖视图及图2），这就规定了销子27不能转动，而只能作轴向移动，于是螺杆29在电机2带动下作顺时针方向旋转时，螺母30只能向下移，螺母28只能向上移，由于这两螺母的这种移动，通过它们顶着的较硬弹簧26压退了紧挨这弹簧的锥柱体25前的软弹簧21，于是，锥柱体25向着锥顶的方向运动。这运动使紧挨锥柱体25的锥面的一组钢球24分别延着容纳各自钢球的孔道发生向外发散地移动，由于这移动，通过孔道中的刚性圆柱体23的传递作用，使位于这圆柱体23外层的一组钢球22也向外移，直至顶到缸孔的内壁时，由于同截面内的号为22、23、24的件都是数只均布的，于是就实现了对缸孔的无间隙径向定位。由于径向定位装置的锥柱体25、内层钢球24、外层钢球22及其间的圆柱体23，都是分上下两套设置的，它们件号相同的数个件的各部尺寸是全都一样的，再加上机床是悬挂着的，因此上下两端径向定位实现的同时，主轴15与缸孔的同轴就自行得到了保证（空心主轴15是套在心轴16中段处的它们相互间是靠精密轴承相支承，因此是能做成同轴的）。此后机床进一步下降到机床的独脚20踏到缸体的顶面上（可通过让图5中的气缸Q₂的下腔充气来实现）。利用缸体顶面上的有关的一个螺孔，并用一只螺栓和一钩形压板19，把机床的独脚20紧固在缸体顶面上（见图1的B－B剖面及图3）到这时对工件的定位和夹紧全部完成。

这时主轴电机1转动，它一路通过齿轮减速把动力传给套于心轴16中段略偏下处的空心主轴15，于是镗刀17被空心主轴15带着旋转起来。电机1的另一路经齿轮减速后，再通过软轴或铰链轴把动力传到负责进给工作的蜗杆8，这蜗杆驱动套在心轴16较上段的光孔蜗轮7转动。这蜗轮与其下部的螺母10构成一副钢球式离合器。螺母10与套在心轴16上的空心螺杆9相配合，蜗轮7的被蜗杆8驱动，它带动螺母10转动，由于这时螺杆9是不能转动的（螺杆9的上部的末端处，是以牙嵌的形式与斜齿轮充当的蜗轮4相联接，而该蜗轮与蜗杆5相啮合。由于蜗杆5对蜗轮4有自锁作用，于是该蜗轮4在没受蜗杆5驱动时，是转不了的。蜗轮4转不了，它下边相联着的螺杆9也就转不了，这时螺杆9被从螺母10中向下旋出。在这向下运动作用下，通过推力轴承11的传递，心轴16也被螺杆9推着一起向下运动，由于螺母12的紧固作用，它使空心主轴15相对于心轴16在轴向上的相对位置被固定了，于是旋转着的空心主轴15及其上的镗刀17就与此心轴16一起向着缸体顶面的方向发生进给运动。镗刀17处于缸孔上方，它在转的情况下的向下移就切出了止口。而心轴16的下段，是插入到缸孔中的，它在螺杆9的推动下的下移，使其上的钢球22与缸孔接触处发生向下的滑移。当镗出的止口达到预定要达到的深度时，位于心轴16中段处的套13的法兰的下缘被能确定止口深度尺寸的挡铁14所挡住，这时螺杆9从螺母10中伸出的向下运动被迫停止。这时蜗轮7与螺母10间的离合器打滑。数秒钟后主轴电机1停止转动。

这时操作者旋去压板19上的螺栓，去掉独脚20上的压板19。这项工作完成时，安装在独脚20上的开关发出向上起吊一小行程的信号，按该信号之令，图6中的气缸Q₂的上腔被充入压缩空气，在气压的作用下，气缸Q₁和气缸Q₂的筒体被提起一段高度，于是开关32被触动。这时由于径向定位还没有解除，由于钢球22与缸壁间存在摩擦力的关系，机床并不是能立刻就被吊起来，而是缓慢向上滑移。于是弹簧T被拉伸长，安全链L被提起，与链L相系的常闭触点开关35电路被切断（见图7）与此同时，由于开关32的被触动，它令心轴16上方的力矩电机2发生逆时针方向旋转，通过长心杆3的传递，使螺杆29也随其旋转，于是使螺母28，30相向而返，随之在弹簧21恢复原长的力的作用下，上下两锥柱体25也相向而退回，继而内层及外层钢球24、22来自于锥体25的锥面的压力均解除，于是钢球22对缸壁的压力也相应消失，于是随着钢球22与缸壁间的摩擦力的不复存在，机床在弹簧T的拉力下就向上升起了一小段高度，见图8。这时安全链L又恢复了原先的较松弛状态，因此开关35的常闭触点复又闭合。由于该开关的此时闭合，于是从该开关向装在蜗杆5一端的力矩电机6发出了进入工作状态的命令，由于该电机的转动，它带动蜗杆5旋转，从而带动蜗轮4旋转，由于该蜗轮4与其下边的空心螺杆9间是通过牙嵌方式联接的。因此，在蜗轮4被蜗杆5驱动旋转时，这个螺杆9也要随着蜗轮4同旋转。只要电机6的旋转方向对头，螺杆9就会回缩到螺母10中。于是位于心轴16中段处的套13的法兰的下缘与挡铁14顶面间又形成了止口深度再加上前备量之和的一段距离，从而完成了快速退刀。这个动作完成后，再为图8的气缸Q₁的下腔充入压缩空气，当该气缸的活塞运动到上方时，机床就被完全吊离了缸体。这时机床又恢复到图4的先前的状态，这就为进一步地对其它缸孔的加工作好准备。

关于能确定止口深度尺寸的挡铁，要说明的是，这挡铁不只是一块，而是有一系列的好多块。它们的厚度各不相同，并且每块上都有明显的标记，标示出它们各自的厚度值。

它们是这样被选用的，镗刀上好后，按机床的操作步骤，完成了全部定位夹紧后，在开车之前，测量一下刀前端到缸体顶面的间隙L。这也就是“前备量”，这个前备量L。与要选的挡铁的厚度L₁，以及应加工出的止口深度H和机床的总行程L之间有如下关系式：

L＝L₀＋L₁＋H

这时L和H是固定不变的，Lo是可测出的，于是挡铁厚度值为：

L₁＝L－Lo－H

为了谨慎起见，防止因测量不准而造成废品，不妨第一次先选一块厚度比实测加计算得到的值略厚少许的挡铁，先装上试镗。比如实测加计算得出的厚度若为3.5，那么我们先选一厚度为3.6的先装上，镗完后再测量所镗出的止口的实际深度，若比规定的深度小了0.08，那么我们再找出厚度为3.52的挡铁，把3.6厚的换下来，再镗深度就会合适了。

Claims (4)

1、一种加工汽车缸孔上端止口的镗床，由床身、主轴、进刀装置和退刀装置构成的镗床，其特征为：它不但在床身中从上到下安装了退刀装置和进刀装置，而且在这部分的下部配置了主轴，尤其是上述的退刀装置、进刀装置、及床身和主轴，这些全都是被串在一根心轴上的，当该机进入工作状态时，它们处在心轴的上部，占据了心轴全长的过半的长度，心轴下部的不足全长一半的部分，设置了径向定位装置，在心轴这一部分的空腔中，按心轴中心线方向，在拉开该处心轴直径的1.3-2.2倍长的一段距离的两处，各设置一个能作轴向移动的与心轴中心线同轴的锥柱体(圆柱体的一端带有一圆锥体，以下此件简称锥柱体)，与每个锥柱体的锥体中段处相对应，与心轴中心线相垂直的截面上，径向均布了数条直线，以这数条直线为中心线的数个小孔，使位于心轴的心部的容纳锥柱体的空腔在这里与心轴的外部相通，在这些内外相通的孔中，分别都设置了一个钢球和一个刚性圆柱体，这钢球位于锥柱体的锥面和刚性圆柱体之间，在刚性圆柱体的离心轴中心较远的方向上，有另一只钢球与它相邻，在心轴下部的占全长不足一半的部分的外边，套有一个上下带有两排“半通”小孔的外套，所谓半通小孔，就是从套的内侧能把离心轴中心较远的钢球，放入这套的小孔窝中，而这被放入了孔窝中的钢球，却不能从这套的外侧的较小的孔中完全出来，而只能从这向外仅仅露出一小部分，这套的这些小孔的中心是与心轴的容纳距心轴中心较近的钢球和刚性圆柱体的那些小孔的中心，是有着一一对应的相重合的关系的；本镗床是悬挂式的。

2、根据权利要求1所述的镗床，其特征在于它的主轴是齿轮轴，并且是空心的内支撑的。

3、根据权利要求1所述的镗床，其特征在于它的径向定位和快速退刀装置，可以采用力矩电机拖动，也可以用手工驱动。

4、根据权利要求1所述的镗床，其特征在于它的退刀装置中的蜗轮，是由斜齿轮充当的。

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