專利名稱：發(fā)動(dòng)機(jī)連桿初始裂解槽加工裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)動(dòng)機(jī)連桿裂解槽加工專用設(shè)備。
背景技術(shù)：
如附圖1、附圖2所示，連桿是發(fā)動(dòng)機(jī)的重要零件，傳統(tǒng)的機(jī)械加工方法是首先對(duì)連桿毛坯粗銑、磨連桿兩側(cè)面，并將連桿蓋與連桿體銑開，分別加工連桿蓋與桿上的螺栓孔及定位孔，再分別磨削連桿桿蓋與桿部的結(jié)合面，最后對(duì)裝配在一起的連桿進(jìn)行精鏜大小頭孔等精加工。
連桿裂解工藝是連桿機(jī)械加工的一種新方法，首先要在連桿大頭孔人為制造斷裂源，即加工初始裂解槽(見附圖1)，然后在連桿裂解加工設(shè)備上對(duì)連桿大頭孔內(nèi)圓柱面施加徑向力，使連桿蓋與連桿體斷裂分離(見附圖2)，最后在斷裂面完全嚙合的條件下，穿入螺栓并擰緊至所要求的扭矩，其余精加工與傳統(tǒng)方法相同。
連桿初始裂解槽(也即應(yīng)力集中槽)加工方法主要有兩種，即機(jī)械拉削和激光加工。
前期公開的涉及連桿初始裂解槽加工的專利有美國專利US1630759 美國專利US2553935美國專利US4693139 美國專利US5974663美國專利US5208979 德國專利DE19534360美國專利GB2320308US1630759、US2553935、US4693139建議機(jī)械拉削應(yīng)力槽，但只給出V形應(yīng)力槽的形狀、尺寸、沒有涉及具體的加工裝置或?qū)Ｓ迷O(shè)備。US5974663和GB2320308公開的是鑄鐵連桿采用固體激光器在大頭孔加工出鋸齒形槽。US5208979提出采用脈沖激光加工初始裂解槽，并給出較詳細(xì)的參數(shù)。DE19534360公開的是采用一個(gè)激光器，通過分配裝置將一束光束分配到兩個(gè)聚光器上，同時(shí)對(duì)兩個(gè)連桿加工，在大頭孔柱面上加工出一系列直線排列的圓柱盲孔。
初始裂解槽的加工形狀與尺寸精度對(duì)連桿裂解加工質(zhì)量影響很大，機(jī)械拉削雖有刀具磨損等問題，但該種方法具有通用性、設(shè)備投資少、加工成本低等特點(diǎn)。激光切削方法在實(shí)際應(yīng)用中由于激光系統(tǒng)調(diào)整相對(duì)困難，加工質(zhì)量不易穩(wěn)定。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為克服目前連桿初始裂解槽加工中存在的加工質(zhì)量與加工精度不穩(wěn)定問題，提出一種發(fā)動(dòng)機(jī)連桿初始裂解槽加工裝置，這是一種新穎的連桿裂解加工前初始裂解槽的機(jī)械拉削設(shè)備。
本發(fā)明的上述目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，結(jié)合


如下
該裝置主要包括主機(jī)和工件夾緊工作臺(tái)。所述的主機(jī)按如下方式組成在主機(jī)機(jī)架z軸方向和x軸方向均設(shè)有導(dǎo)軌和滑塊，滑塊在導(dǎo)軌上做直線運(yùn)動(dòng)；所述的工件夾緊工作臺(tái)按如下方式組成在工作臺(tái)上設(shè)有可沿y方向作直線運(yùn)動(dòng)的滑塊，滑塊上設(shè)有三個(gè)旋轉(zhuǎn)壓緊油缸，并設(shè)有可更換工件定位板。
本發(fā)明的具體技術(shù)方案是所述的主機(jī)主要包括在主機(jī)機(jī)架17垂直方向兩側(cè)固設(shè)有z軸導(dǎo)軌11，其上裝有z軸滑塊10，在z軸滑塊10的平面上固設(shè)有水平方向的導(dǎo)軌座15，安裝有拉刀6的x軸滑塊7裝在導(dǎo)軌座15上的x軸導(dǎo)軌9上，x軸滑塊7通過x軸交流伺服電機(jī)14驅(qū)動(dòng)，z軸滑塊10由固設(shè)在主機(jī)機(jī)架17上方的z軸交流伺服電機(jī)13通過z軸絲杠12驅(qū)動(dòng)，所述的工件夾緊定位工作臺(tái)固設(shè)在機(jī)架底座1上，主要包括在y軸導(dǎo)軌2上設(shè)有作縱向運(yùn)動(dòng)的y軸滑塊3，y軸滑塊3上設(shè)有兩個(gè)連桿大頭旋轉(zhuǎn)壓緊油缸5和一個(gè)連桿小頭旋轉(zhuǎn)壓緊油缸22，y軸滑塊3)的上平面固設(shè)有可更換的工件定位板4，y軸滑塊3通過固設(shè)在工作臺(tái)底座24上的液壓缸23驅(qū)動(dòng)，連桿18采用定位軸20和定位銷釘25定位。
圖中1.機(jī)架底座 2.y軸導(dǎo)軌 3.y軸滑塊 4.工件定位板 5.連桿大頭旋轉(zhuǎn)壓緊油缸 6.拉刀 7.x軸滑塊 8.x軸絲杠 9.x軸導(dǎo)軌 10.z軸滑塊 11.z軸導(dǎo)軌 12.z軸絲杠 13.z軸交流伺服電機(jī) 14.x軸交流伺服電機(jī) 15.導(dǎo)軌座 16.拉刀固定座 17.主機(jī)機(jī)架 18.連桿 19.定位塊 20.定位軸 21.工件壓緊塊 22.連桿小頭旋轉(zhuǎn)壓緊油缸 23.液壓缸 24.工作臺(tái)底座 25.定位銷釘本發(fā)明初始裂解槽加工設(shè)備的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及運(yùn)動(dòng)特征是本發(fā)明初始裂解槽加工設(shè)備為三軸順序動(dòng)作。在一個(gè)工作循環(huán)內(nèi)，拉刀沿x軸、z軸運(yùn)動(dòng)，工作臺(tái)沿y軸運(yùn)動(dòng)，其主運(yùn)動(dòng)為拉刀的上下運(yùn)動(dòng)和左右運(yùn)動(dòng)，工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)為輔助運(yùn)動(dòng)。
拉刀隨同x軸滑塊由交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)經(jīng)絲杠傳動(dòng)沿x軸方向運(yùn)動(dòng)。
x軸滑塊導(dǎo)軌固設(shè)在z軸滑塊上，z軸滑塊由交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)經(jīng)絲杠傳動(dòng)沿z軸方向運(yùn)動(dòng)。
工件放置于與工作臺(tái)滑塊相連接的可調(diào)定位板上，工件定位可更換，以適應(yīng)多品種生產(chǎn)。
連桿定位夾緊后，由y軸液壓缸驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)滑塊沿y軸方向運(yùn)動(dòng)至拉刀正下方。
連桿大頭孔中心位于拉刀中心后，經(jīng)x軸伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)滑塊及其上拉刀至連桿大頭孔一側(cè)的預(yù)定位置后，z軸交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)z軸滑塊向下運(yùn)動(dòng)，在連桿大頭孔圓柱面中心處一側(cè)拉削出一條溝槽，然后返回初始位置。
連桿大頭孔一側(cè)裂解槽加工完成后，經(jīng)x軸伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)滑塊及其上拉刀至連桿大頭孔另一側(cè)的預(yù)定位置，z軸交流伺服電機(jī)再次驅(qū)動(dòng)z軸滑塊向下運(yùn)動(dòng)，在連桿大頭孔圓柱面中心處另一側(cè)拉削出另一條溝槽。
采用本發(fā)明設(shè)備加工初始裂解槽具有兩側(cè)溝槽寬度、深度一致，尺寸精度高的特點(diǎn)，明顯提高斷裂面質(zhì)量，避免斷裂面掉渣、大頭孔變形超差等問題。

圖1是連桿初始裂解槽部位示意圖；圖2是連桿裂解后的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明連桿初始裂解槽加工設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明設(shè)備工作臺(tái)俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中1.機(jī)架底座 2.y軸導(dǎo)軌 3.y軸滑塊 4.工件定位板 5.連桿大頭旋轉(zhuǎn)壓緊油缸 6.拉刀 7.x軸滑塊 8.x軸絲杠 9.x軸導(dǎo)軌 10.z軸滑塊 11.z軸導(dǎo)軌 12.z軸絲杠 13.z軸交流伺服電機(jī) 14.x軸交流伺服電機(jī) 15.導(dǎo)軌座 16.拉刀固定座 17.主機(jī)機(jī)架 18.連桿 19.定位塊 20.定位軸 21.工件壓緊塊 22.連桿小頭旋轉(zhuǎn)壓緊油缸 23.液壓缸 24.工作臺(tái)底座 25.定位銷釘
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖給出的實(shí)例對(duì)本發(fā)明的設(shè)備作進(jìn)一步的說明參照附圖3、附圖4，一種用于連桿初始裂解槽加工的設(shè)備，包括主機(jī)和工作臺(tái)。所述的主機(jī)按如下方式組成在框架式機(jī)架底座1的上方設(shè)有主機(jī)機(jī)架17，在機(jī)架z軸方向設(shè)有沿兩側(cè)z軸導(dǎo)軌11上下運(yùn)動(dòng)的z軸滑塊10，在z軸滑塊10上設(shè)有x軸導(dǎo)軌座15，安裝有拉刀固定座16的x軸滑塊7在導(dǎo)軌9上作x軸方向的水平運(yùn)動(dòng)。
所述的工件夾緊定位工作臺(tái)按如下方式組成工作臺(tái)固設(shè)在機(jī)架底座1上，y軸滑塊3沿y軸導(dǎo)軌2作y軸方向的直線運(yùn)動(dòng)，工件定位板4固設(shè)在y軸滑塊3上平面，2個(gè)連桿大頭旋轉(zhuǎn)壓緊油缸5和連桿小頭旋轉(zhuǎn)壓緊油缸22安裝于y軸滑塊3上。
所說的z軸交流伺服電機(jī)13為帶有制動(dòng)器的交流伺服電機(jī)，所說的z軸絲杠12為滾珠絲杠。固設(shè)在主機(jī)機(jī)架17上的帶有制動(dòng)器的z軸交流伺服電機(jī)13通過滾珠絲杠驅(qū)動(dòng)所述的z軸滑塊10。
固設(shè)在x軸導(dǎo)軌座15上的x軸交流伺服電機(jī)14通過滾珠絲杠驅(qū)動(dòng)所述的x軸滑塊7。固設(shè)在工作臺(tái)底座24上的液壓缸23通過活塞桿驅(qū)動(dòng)y軸滑塊3。
固設(shè)在工作臺(tái)y軸滑塊3上的連桿大頭旋轉(zhuǎn)壓緊油缸5和連桿小頭旋轉(zhuǎn)壓緊油缸22，在工作過程中，活塞桿作上下直線運(yùn)動(dòng)的同時(shí)伴隨有旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
采用該設(shè)備加工連桿初始裂解槽，首先是將連桿18放于工件定位板4上，其上的小頭定位軸20和大頭定位銷釘25將連桿18定位，2個(gè)連桿大頭旋轉(zhuǎn)壓緊油缸5和連桿小頭旋轉(zhuǎn)壓緊油缸22再將連桿18壓緊。在旋轉(zhuǎn)壓緊油缸壓緊工件后，液壓缸23驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)y軸滑塊3向前運(yùn)動(dòng)，y軸滑塊3通過固設(shè)在工作臺(tái)底座24上的定位塊19實(shí)施縱向定位。
所說的z軸導(dǎo)軌11為燕尾型，可通過主機(jī)機(jī)架17兩側(cè)的立板固設(shè)在主機(jī)機(jī)架17上。
所說的拉刀6通過拉刀固定座16固設(shè)在水平運(yùn)動(dòng)的x軸滑塊7上。
連桿大頭旋轉(zhuǎn)壓緊油缸5和連桿小頭旋轉(zhuǎn)壓緊油缸22分別通過固定在其上的工件壓緊塊21固定連桿工件，工件壓緊塊21的長度依據(jù)連桿品種確定。
工作臺(tái)滑塊?？吭诙ㄎ粔K19上后，通過x軸交流伺服電機(jī)14驅(qū)動(dòng)的x軸滑塊7上的拉刀6運(yùn)動(dòng)至連桿大頭桿中心處一側(cè)的上方的預(yù)定加工位置，再由z軸交流伺服電機(jī)13驅(qū)動(dòng)z軸滑塊10向下運(yùn)動(dòng)以完成該側(cè)的初始裂解槽的加工。
待拉刀加工完一側(cè)初始裂解槽返回初始位置后，經(jīng)x軸交流伺服電機(jī)14驅(qū)動(dòng)的x軸滑塊7上的拉刀6運(yùn)動(dòng)至連桿大頭孔中心處另一側(cè)上方的預(yù)定加工位置。z軸交流伺服電機(jī)13再次驅(qū)動(dòng)z軸滑塊10向下運(yùn)動(dòng)，在連桿大頭孔圓軸面中心處拉削出另一條初始裂解槽。
拉刀6返回初始位置，工作臺(tái)液壓缸23驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)y軸滑塊3返回，三個(gè)旋轉(zhuǎn)壓緊油缸松開，將連桿18從工作臺(tái)工件定位板4上取下，至此完成一個(gè)工作循環(huán)。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)動(dòng)機(jī)連桿初始裂解槽加工裝置，主要包括主機(jī)和工件夾緊定位工作臺(tái)，其特征在于所述的主機(jī)主要包括在主機(jī)機(jī)架(17)垂直方向兩側(cè)固設(shè)有z軸導(dǎo)軌(11)，其上裝有z軸滑塊(10)，在z軸滑塊(10)的平面上固設(shè)有水平方向的導(dǎo)軌座(15)，安裝有拉刀(6)的x軸滑塊(7)裝在導(dǎo)軌座(15)上的x軸導(dǎo)軌(9)上，x軸滑塊(7)通過x軸交流伺服電機(jī)(14)驅(qū)動(dòng)，z軸滑塊(10)由固設(shè)在主機(jī)機(jī)架(17)上方的z軸交流伺服電機(jī)(13)通過z軸絲杠(12)驅(qū)動(dòng)，所述的工件夾緊定位工作臺(tái)固設(shè)在機(jī)架底座(1)上，主要包括在y軸導(dǎo)軌(2)上設(shè)有作縱向運(yùn)動(dòng)的y軸滑塊(3)，y軸滑塊(3)上設(shè)有兩個(gè)連桿大頭旋轉(zhuǎn)壓緊油缸(5)和一個(gè)連桿小頭旋轉(zhuǎn)壓緊油缸(22)，y軸滑塊(3)的上平面固設(shè)有可更換的工件定位板(4)，y軸滑塊(3)通過固設(shè)在工作臺(tái)底座(24)上的液壓缸(23)驅(qū)動(dòng)，連桿(18)采用定位軸(20)和定位銷釘(25)定位。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)連桿初始裂解槽加工裝置，其特征在于所說的z軸交流伺服電機(jī)(13)為帶有制動(dòng)器的交流伺服電機(jī)，所說的z軸絲杠(12)為滾珠絲杠。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)連桿初始裂解槽加工裝置，其特征在于y軸滑塊(3)通過固設(shè)在工作臺(tái)底座(24)上的定位塊(19)實(shí)施縱向定位。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)連桿初始裂解槽加工裝置，其特征在于所說的z軸導(dǎo)軌(11)為燕尾型，可通過主機(jī)機(jī)架(17)兩側(cè)的立板固設(shè)在主機(jī)機(jī)架(17)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的發(fā)動(dòng)機(jī)連桿初始裂解槽加工裝置，其特征在于所說的拉刀(6)通過拉刀固定座(16)固設(shè)在水平運(yùn)動(dòng)的x軸滑塊(7)上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)連桿初始裂解槽加工裝置，其特征在于連桿大頭旋轉(zhuǎn)壓緊油缸(5)和連桿小頭旋轉(zhuǎn)壓緊油缸(22)分別通過固定在其上的工件壓緊塊(21)固定連桿工件，工件壓緊塊(21)的長度依據(jù)連桿品種確定。
全文摘要
本發(fā)明涉及發(fā)動(dòng)機(jī)連桿裂解槽加工專用設(shè)備。本發(fā)明的目的是為克服目前連桿初始裂解槽加工中存在的加工質(zhì)量與加工精度不穩(wěn)定問題，提出一種發(fā)動(dòng)機(jī)連桿初始裂解槽加工裝置，該裝置主要包括主機(jī)和工件夾緊工作臺(tái)。所述的主機(jī)按如下方式組成在主機(jī)機(jī)架z軸方向和x軸方向均設(shè)有導(dǎo)軌和滑塊，滑塊在導(dǎo)軌上做直線運(yùn)動(dòng)；所述的工件夾緊工作臺(tái)按如下方式組成在工作臺(tái)上設(shè)有可沿y方向作直線運(yùn)動(dòng)的滑塊，滑塊上設(shè)有三個(gè)旋轉(zhuǎn)壓緊油缸，并設(shè)有可更換工件定位板。采用本發(fā)明設(shè)備加工初始裂解槽具有兩側(cè)溝槽寬度、深度一致，尺寸精度高的特點(diǎn)，明顯提高斷裂面質(zhì)量，避免斷裂面掉渣、大頭孔變形超差等問題。
文檔編號(hào)B23D37/00GK1569373SQ20041001082
公開日2005年1月26日 申請(qǐng)日期2004年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月26日
發(fā)明者楊慎華, 寇淑清, 趙勇, 張童, 張弛, 金文明, 鄧春萍 申請(qǐng)人:吉林大學(xué)