本發(fā)明涉及活塞加工，具體而言，涉及一種鍛鋼活塞鉆盲孔自動(dòng)加工設(shè)備及其加工方法。

背景技術(shù)：

1、由于鍛造工藝的特殊性，無(wú)法在鋼活塞毛坯上預(yù)制出活塞銷孔，鍛鋼活塞上的銷孔需要在后續(xù)的機(jī)床上加工出來(lái)。

2、相關(guān)技術(shù)中，一般采用單工位工裝，靠活塞內(nèi)腔仿形定位，活塞頂部液壓直線油缸壓緊，通過(guò)液壓滑臺(tái)兩側(cè)交叉進(jìn)給提供鉆孔動(dòng)力，存在以下技術(shù)缺陷：

3、(1)每次只能裝夾一個(gè)活塞，不但加工效率低，而且受限于仿形定位工裝，銷孔位置度差、廢品率高。

4、(2)鉆孔動(dòng)力進(jìn)給位置精度差，而且容易出現(xiàn)受力不均衡導(dǎo)致孔精度降低。

5、(3)鍛鋼活塞硬度很高，且有兩個(gè)銷孔需要加工，單工位兩側(cè)交叉進(jìn)給鉆孔動(dòng)力導(dǎo)致鍛鋼活塞鉆盲孔加工費(fèi)時(shí)、費(fèi)力，且加工工裝定位不穩(wěn)定廢品率較高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)或相關(guān)技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題之一。

2、為此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種鍛鋼活塞鉆盲孔自動(dòng)加工設(shè)備及加工方法，通過(guò)鍛鋼活塞鉆盲孔機(jī)床配合上下料平臺(tái)以及桁架機(jī)械手設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了鍛鋼活塞鉆盲孔的全自動(dòng)化加工，一工作臺(tái)在機(jī)床中配合加工的同時(shí)，另一工作臺(tái)上下料，兩者同步交替進(jìn)行，機(jī)床加工不停歇，而且可以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)鍛鋼活塞的銷孔同時(shí)加工，大大提高了加工效率、定位精準(zhǔn)度以及加工精度。

3、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案提供了一種鍛鋼活塞鉆盲孔自動(dòng)加工設(shè)備，包括：鍛鋼活塞鉆盲孔機(jī)床、與所述鍛鋼活塞鉆盲孔機(jī)床相鄰設(shè)置的上下料平臺(tái)、架設(shè)在機(jī)床和上下料平臺(tái)上方的桁架機(jī)械手，

4、所述鍛鋼活塞鉆盲孔機(jī)床包括：機(jī)床底座；z向左側(cè)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和z向右側(cè)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)分別設(shè)置在所述機(jī)床底座上，z向左側(cè)滑臺(tái)和z向右側(cè)滑臺(tái)，分別設(shè)置在所述機(jī)床底座上，且分別與所述z向左側(cè)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和z向右側(cè)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)相連接；z向左側(cè)動(dòng)力頭和z向右側(cè)動(dòng)力頭，分別安裝在z向左側(cè)滑臺(tái)和z向右側(cè)滑臺(tái)，z向左側(cè)動(dòng)力頭和z向右側(cè)動(dòng)力頭的主軸中心等高；x向滑臺(tái)，安裝在所述機(jī)床底座上，且與所述桁架機(jī)械手的橫梁同向設(shè)置；配合設(shè)置的第一工作臺(tái)和第二工作臺(tái)，設(shè)置在所述x向滑臺(tái)上，所述第一工作臺(tái)和所述第二工作臺(tái)上分別安裝雙工位液壓鉆孔夾具，兩套雙工位液壓鉆孔夾具同軸設(shè)置，所述雙工位液壓鉆孔夾具包括固定底板、安裝在固定底板中間的旋轉(zhuǎn)壓緊氣缸和兩端設(shè)有壓盤(pán)的擺臂、安裝在固定底板且處于旋轉(zhuǎn)壓緊氣缸兩側(cè)對(duì)稱設(shè)置的活塞胎具；x向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，安裝在所述機(jī)床底座上，且與所述x向滑臺(tái)相連接，以移動(dòng)切換雙工位液壓鉆孔夾具在x向的位置點(diǎn)，

5、所述桁架機(jī)械手包括：配合設(shè)置的支架及所述橫梁；機(jī)械手爪結(jié)構(gòu)，與所述橫梁滑動(dòng)連接，所述機(jī)械手爪結(jié)構(gòu)包括兩套呈90度夾角的可旋轉(zhuǎn)夾爪組件，且兩套夾爪組件之間的距離與雙工位液壓鉆孔夾具中兩側(cè)活塞胎具的距離相匹配。

6、優(yōu)選地，所述機(jī)械手爪結(jié)構(gòu)包括：連接板，所述連接板中間位置設(shè)置升降連接結(jié)構(gòu)，所述升降連接結(jié)構(gòu)的豎向齒條升降電機(jī)的齒輪嚙合連接，升降電機(jī)固定安裝在與所述橫梁滑動(dòng)連接的滑塊上；兩套呈90度夾角的可旋轉(zhuǎn)夾爪組件，分別固定安裝在所述連接板的下方，且處于所述升降連接結(jié)構(gòu)的兩側(cè)，每套呈90度夾角的可旋轉(zhuǎn)夾爪組件包括：擺缸，固定安裝在所述連接板上，可旋轉(zhuǎn)90度；兩個(gè)兩爪氣缸，分別固定安裝在所述擺缸的相互垂直的兩個(gè)安裝面上，每個(gè)兩爪氣缸的端部安裝夾爪，以抓取鍛鋼活塞。

7、優(yōu)選地，z向左側(cè)動(dòng)力頭包括并排設(shè)置的兩個(gè)左側(cè)主軸，z向右側(cè)動(dòng)力頭包括并排設(shè)置的兩個(gè)右側(cè)主軸，兩個(gè)左側(cè)主軸的間距以及兩個(gè)右側(cè)主軸的間距與雙工位液壓鉆孔夾具對(duì)稱設(shè)置的活塞胎具的距離相匹配，對(duì)向的左側(cè)主軸與右側(cè)主軸同軸設(shè)置。

8、優(yōu)選地，所述雙工位液壓鉆孔夾具中的旋轉(zhuǎn)壓緊氣缸與所述擺臂的中間位置相連接，通過(guò)所述旋轉(zhuǎn)壓緊氣缸控制所述擺臂實(shí)現(xiàn)90度旋轉(zhuǎn)；所述擺臂兩端的壓盤(pán)中心間距為30cm-40cm。

9、優(yōu)選地，所述機(jī)床底座上對(duì)稱設(shè)置z向左側(cè)精磨硬軌和z向右側(cè)精磨硬軌，所述z向左側(cè)滑臺(tái)與所述z向左側(cè)精磨硬軌滑動(dòng)連接，所述z向右側(cè)滑臺(tái)與所述z向右側(cè)精磨硬軌滑動(dòng)連接；所述z向左側(cè)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)以及所述z向右側(cè)傳動(dòng)結(jié)構(gòu)均包括電機(jī)、與電機(jī)相連接的絲桿傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，所述絲桿傳動(dòng)結(jié)構(gòu)與z向左側(cè)滑臺(tái)或者z向右側(cè)滑臺(tái)相連接，且處于z向左側(cè)精磨硬軌或者z向右側(cè)精磨硬軌的中間位置。

10、優(yōu)選地，x向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括伺服電機(jī)、與所述伺服電機(jī)相連接的精密絲桿傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，所述精密絲桿傳動(dòng)結(jié)構(gòu)與x向滑臺(tái)相連接。

11、優(yōu)選地，鍛鋼活塞鉆盲孔自動(dòng)加工設(shè)備還包括：光電感應(yīng)開(kāi)關(guān)，設(shè)置在機(jī)床底座上，以檢測(cè)x向滑臺(tái)上的雙工位液壓鉆孔夾具在移動(dòng)切換時(shí)是否到位；機(jī)床防護(hù)門(mén)，周向設(shè)置在鍛鋼活塞鉆盲孔機(jī)床的加工區(qū)域。

12、本發(fā)明的技術(shù)方案還提供了一種鍛鋼活塞鉆盲孔自動(dòng)加工方法，采用上述技術(shù)方案中任一項(xiàng)的鍛鋼活塞鉆盲孔自動(dòng)加工設(shè)備，包括以下步驟：

13、將鍛鋼活塞毛坯放置于上下料平臺(tái)，控制桁架機(jī)械手移動(dòng)至上下料平臺(tái)同時(shí)進(jìn)行上下料，通過(guò)機(jī)械手爪結(jié)構(gòu)抓取鍛鋼活塞毛坯后移動(dòng)至鍛鋼活塞鉆盲孔機(jī)床上處于一側(cè)的第二工作臺(tái)或第一工作臺(tái)上方，同時(shí)處于中間的第一工作臺(tái)或第二工作臺(tái)配合z向左側(cè)動(dòng)力頭和z向右側(cè)動(dòng)力頭進(jìn)行鍛鋼活塞鉆盲孔加工，其中，機(jī)械手爪結(jié)構(gòu)的兩套可旋轉(zhuǎn)夾爪組件都包括兩個(gè)夾爪，一夾爪在上下料平臺(tái)下料呈空料位，另一夾爪在在上下料平臺(tái)抓取鍛鋼活塞毛坯呈有料位；

14、控制桁架機(jī)械手的機(jī)械手爪結(jié)構(gòu)向下移動(dòng)，使得呈空料位的一夾爪移動(dòng)至雙工位液壓鉆孔夾具中兩側(cè)活塞胎具上，兩爪氣缸控制夾爪抓取鍛鋼活塞產(chǎn)品；

15、控制桁架機(jī)械手的機(jī)械手爪結(jié)構(gòu)向上移動(dòng)指定距離，控制擺缸旋轉(zhuǎn)90度，使得另一夾爪朝下對(duì)向胎具；

16、控制桁架機(jī)械手的機(jī)械手爪結(jié)構(gòu)向下移動(dòng)至雙工位液壓鉆孔夾具中兩側(cè)活塞胎具上，兩爪氣缸控制夾爪放置鍛鋼活塞毛坯；

17、控制桁架機(jī)械手移動(dòng)復(fù)位至上下料平臺(tái)，同時(shí)，控制旋轉(zhuǎn)壓緊氣缸使得雙工位液壓鉆孔夾具中的擺臂旋轉(zhuǎn)90度后帶動(dòng)壓盤(pán)壓緊鍛鋼活塞毛坯；

18、控制x向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)移動(dòng)x向滑臺(tái)使得處于一側(cè)的第二工作臺(tái)或第一工作臺(tái)移動(dòng)至中間，以進(jìn)行鍛鋼活塞毛坯加工，同時(shí)處于中間的第一工作臺(tái)或第二工作臺(tái)移動(dòng)至一側(cè)，以繼續(xù)進(jìn)行鍛鋼活塞產(chǎn)品下料以及鍛鋼活塞毛坯上料。

19、優(yōu)選地，還包括以下步驟：待光電感應(yīng)開(kāi)關(guān)檢測(cè)到雙工位液壓鉆孔夾具到位信號(hào)后，關(guān)閉機(jī)床防護(hù)門(mén)，形成鍛鋼活塞毛坯封閉加工區(qū)域。

20、優(yōu)選地，還包括以下步驟：在形成鍛鋼活塞毛坯封閉加工區(qū)域后，z向左側(cè)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和z向右側(cè)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)分別帶動(dòng)z向左側(cè)滑臺(tái)和z向右側(cè)滑臺(tái)進(jìn)給移動(dòng)，由z向左側(cè)動(dòng)力頭和z向右側(cè)動(dòng)力頭組成的多軸等高同心私服控制動(dòng)力頭單元同時(shí)完成兩個(gè)鍛鋼活塞毛坯的銷孔盲孔加工。

21、本發(fā)明提出的一種鍛鋼活塞鉆盲孔自動(dòng)加工設(shè)備及其加工方法具有以下有益技術(shù)效果：

22、(1)本發(fā)明提出的一種鍛鋼活塞鉆盲孔自動(dòng)加工設(shè)備及其加工方法實(shí)現(xiàn)了鍛鋼活塞鉆盲孔的高效全自動(dòng)化加工，一工作臺(tái)在機(jī)床中配合加工的同時(shí)，另一工作臺(tái)上下料，兩者同步交替進(jìn)行，機(jī)床加工不停歇，大大提高了加工效率。

23、(2)本發(fā)明提出的一種鍛鋼活塞鉆盲孔自動(dòng)加工設(shè)備通過(guò)鍛鋼活塞鉆盲孔機(jī)床的雙工作臺(tái)以及動(dòng)力頭位置設(shè)計(jì)，配合機(jī)械手爪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及雙工位液壓鉆孔夾具，能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)床不停機(jī)生產(chǎn)，而且可以同時(shí)對(duì)兩個(gè)活塞進(jìn)行加工，每個(gè)活塞的兩側(cè)銷孔同步加工，大大提高了加工效率，而且不會(huì)出現(xiàn)受力不均衡問(wèn)題。

24、(3)本發(fā)明提出的一種鍛鋼活塞鉆盲孔自動(dòng)加工設(shè)備通過(guò)雙工位液壓鉆孔夾具對(duì)兩側(cè)的兩個(gè)活塞同步壓緊定位，定位一致性好，有利于提升定位精準(zhǔn)性，提高加工精度。

25、(4)本發(fā)明提出的一種鍛鋼活塞鉆盲孔自動(dòng)加工設(shè)備通過(guò)z向左側(cè)動(dòng)力頭和z向右側(cè)動(dòng)力頭組成多軸等高同心私服控制動(dòng)力頭單元，四個(gè)主軸中心等高，且對(duì)向的兩個(gè)主軸同軸，能夠同時(shí)完成兩個(gè)鍛鋼活塞銷孔盲孔的加工，通過(guò)精磨硬軌導(dǎo)向以及絲桿傳動(dòng)結(jié)構(gòu)配合，使得z向左側(cè)動(dòng)力頭和z向右側(cè)動(dòng)力頭能夠精確定位，從而保障了鍛鋼活塞銷孔盲孔的位置精度及尺寸精度。

26、(5)本發(fā)明提出的一種鍛鋼活塞鉆盲孔自動(dòng)加工設(shè)備由伺服電機(jī)以及精密絲桿傳動(dòng)結(jié)構(gòu)帶動(dòng)x向滑臺(tái)實(shí)現(xiàn)第一工作臺(tái)和第二工作臺(tái)的位置切換，定位、重復(fù)定位精度能達(dá)到有效行程0.01mm以內(nèi)，能夠可靠的保證鍛鋼活塞銷孔盲孔精度的穩(wěn)定性。

27、(6)本發(fā)明提出的一種鍛鋼活塞鉆盲孔自動(dòng)加工設(shè)備機(jī)械手爪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有兩套獨(dú)特設(shè)計(jì)的90度夾角的可旋轉(zhuǎn)夾爪組件能夠配合雙工位液壓鉆孔夾具同步實(shí)現(xiàn)兩側(cè)的上下料，進(jìn)一步有利于提高加工效率。

28、(7)本發(fā)明提出的一種鍛鋼活塞鉆盲孔自動(dòng)加工方法中生產(chǎn)節(jié)拍連續(xù)性強(qiáng)，第一工作臺(tái)和第二工作臺(tái)上的雙工位液壓鉆孔夾具交替進(jìn)入機(jī)床加工區(qū)域，加工不停歇，持續(xù)進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)了鍛鋼活塞鉆盲孔的高效全自動(dòng)化加工，而且加工效率高，z向左側(cè)動(dòng)力頭和z向右側(cè)動(dòng)力頭的利用率高。

29、本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述部分中給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過(guò)本發(fā)明的實(shí)踐了解到。