全自动曲轴油孔加工数控机床制造技术

一种全自动曲轴油孔加工数控机床，用于加工曲轴油孔及倒角。主要由床身、横向滑台、转盘、竖直方向立柱、垂直方向滑台、竖直方向滑台、曲轴的分度转位夹具、曲轴轴向定位夹具、曲轴径向定位夹具、转塔动力头、刀具监测、测量及对刀系统、电气控制系统、液压控制系统、排屑器系统、MQL润滑系统及机床防护组成。本发明专利技术只需一台机床，采用转塔动力头，即可完成曲轴的钻直油孔引孔、钻直油孔、钻斜油孔引孔、钻斜油孔、直油孔及斜油孔的倒角全自动加工，不会对环境造成污染，生产环境得到彻底改善，自动化程度高，柔性很强，可有效提高工作效率，减轻劳动强度。

【技术实现步骤摘要】
全自动曲轴油孔加工数控机床
本专利技术涉及汽车零部件制造
，具体是一种全自动加工曲轴直、斜油孔及孔口倒角的数控机床。
技术介绍
目前，加工曲轴油孔机床均是单一加工直油孔或斜油孔的专用机床，其缺点就是一件曲轴的油孔加工需要分三道工序完成：钻直油孔、钻斜油孔、油孔口倒角。由于设备的专业性太强，所带来的局限性也很明显：1、一件曲轴的油孔加工需要三台机床，占地面积大；至少需要配备两名操作工，流水线拉长，每台机床需要配备的工装及工位器具量大，生产效率低下；工序间吊装曲轴频繁，容易发生磕碰伤，机床多次装夹，增加了对曲轴顶尖孔磨损或磕碰伤，操作工的劳动强度加大。2、只能装夹一种刀具，曲轴表面为曲面，钻头刚接触曲轴表面时，容易打滑，必须配备钻模套导向。3、油孔倒角采用人工操作，由于曲轴油孔位置与轴线有不同相位的夹角，所以倒角时，很难对准油孔口，倒角倒偏的现象时有发生；或者钻头直接钻在曲轴外圆面上，造成曲轴报废，劳动强度大，倒角精度差。4、对操作工技能要求非常高，若钻头进刀力度大小掌握不好，容易造成倒角面有振纹；倒角边宽太小或太大，造成成品倒角尺寸超差，如果不留意流入下道工序，边小的在下道工序淬火时，就可能造成淬火裂纹。5、不安全因素增多，如人工倒角时，操作工在钻头高速旋转的环境下工作，精神高度紧张，如果稍有疏忽大意，快速旋转的钻头可能划伤手指，铁屑飞溅容易造成误伤，断的钻头会打伤操作工等，安全隐患非常大。
技术实现思路
为克服现有技术的不足，本专利技术的专利技术目的在于提供一种全自动曲轴油孔加工数控机床，以实现曲轴直、斜油孔及孔口倒角的自动加工。为实现上述专利技术目的，本专利技术主要由床身、横向滑台、转盘、竖直方向立柱、垂直方向滑台、竖直方向滑台、曲轴的分度转位夹具、曲轴轴向定位夹具、曲轴径向定位夹具、转塔动力头、刀具监测、测量及对刀系统、电气控制系统、液压控制系统、排屑器系统、MQL润滑系统及机床防护组成；采用转塔动力头实现曲轴的直、斜油孔及孔口倒角的钻削及加工。所述床身上靠近操作者的一侧装有工作台，工作台上方的燕尾导轨是分度转位夹具、角向定位装置、V型托架、靠架及尾座的定位和调整基准；工作台为向刀具方向倾斜30°角度的斜面结构。所述床身上装有横向导轨，横向滑台通过横向驱动伺服电机驱动，沿床身上的横向导轨滑动，实现曲轴横向不同位置油孔的钻削；在横向滑台上装有转盘，转盘驱动伺服电机通过减速机一减速，以及减速机一轴端的消隙齿轮与横向滑台上的齿轮一相啮合，转盘由安装在转盘后部的转盘驱动伺服电机驱动，实现转盘的回转及定位，从而实现曲轴不同角度斜油孔的加工，消隙齿轮由齿轮二和齿轮三组成；在转盘的回转轴端直联有角度编码器一，实现转盘的全闭环控制。所述竖直方向滑台上的竖直方向滑板上安装有转塔动力头，由安装在竖直方向立柱上的竖直驱动伺服电机驱动，沿着竖直方向直线导轨，带动刀具作竖直方向的往复运动，以实现不同径向高度曲轴的油孔的钻削加工；竖直方向立柱安装在垂直方向滑台上，垂直方向滑台与转盘上的垂直方向导轨滑动配合，垂直方向滑台通过安装在转盘上的垂直驱动伺服电机的驱动沿垂直方向进给，完成曲轴的油孔的钻削加工；固定在竖直方向立柱上的动力头主电机与动力头主轴直连，带动转塔动力头转位，实现换刀；刀具的旋转及切换由动力头主电机驱动，在电箱中装有刀具监测装置，通过监测钻削时动力头主电机的电流参数变化来检测刀具断裂、磨损和碰撞，并提供报警。所述曲轴轴向定位夹具的尾座采用液压式活顶尖一，尾座的底座与工作台上的燕尾导轨滑动配合，尾座可沿燕尾导轨轴向移动，以适应不同长度的曲轴，到位后通过斜铁手动锁紧。所述曲轴径向定位夹具的两个V型托架的底座一与工作台上的燕尾导轨滑动配合，V型托架可沿燕尾导轨轴向移动，以适应不同长度的曲轴，调节合适后通过斜铁手动锁紧，支架经固定板与底座一连接，支架根据曲轴主轴颈M2及M6直径大小可在固定板上做上下调节。所述曲轴径向定位夹具的靠架的垫块与油缸的活塞杆二连接，底座三与燕尾导轨滑动连接；在装夹曲轴之前，垫块在活塞杆二的带动下后退，当曲轴在钻油孔或倒角时，垫块在活塞杆二的带动下前进，垫块与曲轴的主轴颈M4的外圆面贴合；调节底座三在燕尾导轨上的轴向位置，以适应不同曲轴主轴颈M4的轴向位置，到位后通过斜铁手动锁紧。所述分度转位夹具的分度驱动伺服电机通过减速机二，驱动与减速机二内的齿轮相啮合的消隙齿轮旋转，消隙齿轮由齿轮五与齿轮四组成，消隙齿轮与主轴连接，分度驱动伺服电机带动主轴及曲轴旋转分度，实现曲轴上不同相位角油孔的钻削；夹紧油缸固定在分度转位夹具的底座上，分度转位夹具的底座与燕尾导轨滑动连接，两个夹紧油缸通过与其连接的压块夹紧开口薄壁套使其产生弹性变形，将固定在主轴上的主轴套锁住；卡盘油缸固定在分度转位夹具的底座上，浮动卡盘和顶尖二与卡盘油缸的活塞杆连接，在卡盘油缸的后端直联角度编码器二。所述曲轴径向定位夹具的角向定位装置上的油缸固定在底座二上，底座二与燕尾导轨滑动连接，油缸的活塞杆一与测头连接；当曲轴完成径向及轴向定位后，活塞杆一升起，分度转位夹具的浮动卡盘夹紧曲轴并由分度驱动伺服电机驱动曲轴旋转，当曲轴的P6连杆颈外圆触发测头后分度驱动伺服电机再反向旋转，从另一侧触发测头，以确定曲轴的起始角向位置；调节底座二在燕尾导轨上的位置，以适应不同曲轴P6连杆颈的位置，到位后通过斜铁手动锁紧。本专利技术与现有技术相比，具有以下优点：1、只需一台机床，即可完成曲轴的钻直油孔引孔、钻直油孔、钻斜油孔引孔、钻斜油孔、直油孔及斜油孔的倒角全自动加工，工装及工位器具大幅度减少，占地面积仅为原来的三分之一。2、采用MQL空气动力微量润滑装置，为准干式切削加工，可以大大减少“刀具-工件”和“刀具-切屑”之间的摩擦，起到抑制温升、降低刀具磨损、防止粘连和提高工件加工质量的作用，使用的润滑液很少，而效果却十分显著，避免了后期的处理，清洁和干净的切屑经过压缩还可以回收使用，既提高了工效，又不会对环境造成污染，生产环境得到彻底改善；铁屑干爽，转运时不会污染环境，无需甩油操作工；避免了操作工职业皮肤病的发生。3、增加了一套靠架，定位机构缩回时不干涉上下料，伸出时，可进行钻孔加工，可径向顶紧曲轴不振动。4、除人工上下料外，只需装夹一次，其余均自动完成,对曲轴的顶尖孔磨损小，磕碰伤大幅度减少，且无需要配备专业操作工，只需要中间清洗操作工兼职上下料即可，自动化程度高，柔性很强，可有效提高工作效率，减轻劳动强度，同时便于在机械手流水线上操作。5、设备带有报警系统，可控制断刀发生。6、设备采用全封闭防护，安全美观，曲轴吊入后，机床自动关门，加工完毕后，安全门打开，吊出曲轴，无安全隐患。7、转塔动力头采用引窝铣刀，即可减少钻模套固定装置等复杂机构，同时，由于曲轴不需要避开钻模套固定装置，工作台就可以制作成固定结构，减少了一套工作台位移装置。8、工作台及其上安装的一系列组件为向刀具方向倾斜30°角度的斜面结构，这样可使工作台面上本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种全自动曲轴油孔加工数控机床，其特征在于：该曲轴油孔加工数控机床由床身（14）、横向滑台（13）、转盘（12）、竖直方向立柱（10）、垂直方向滑台（11）、竖直方向滑台（9）、曲轴（2）的分度转位夹具（7）、曲轴轴向定位夹具、曲轴径向定位夹具、转塔动力头（8）、刀具监测、测量及对刀系统、电气控制系统、液压控制系统（63）、排屑器系统、MQL润滑系统及机床防护组成；采用转塔动力头（8）实现曲轴（2）的直、斜油孔（4）及孔口倒角（3）的钻削及加工。/n

【技术特征摘要】
1.一种全自动曲轴油孔加工数控机床，其特征在于：该曲轴油孔加工数控机床由床身（14）、横向滑台（13）、转盘（12）、竖直方向立柱（10）、垂直方向滑台（11）、竖直方向滑台（9）、曲轴（2）的分度转位夹具（7）、曲轴轴向定位夹具、曲轴径向定位夹具、转塔动力头（8）、刀具监测、测量及对刀系统、电气控制系统、液压控制系统（63）、排屑器系统、MQL润滑系统及机床防护组成；采用转塔动力头（8）实现曲轴（2）的直、斜油孔（4）及孔口倒角（3）的钻削及加工。


2.根据权利要求1所述的全自动曲轴油孔加工数控机床，其特征在于：所述床身（14）上靠近操作者的一侧装有工作台（15），工作台（15）上方的燕尾导轨（39）是分度转位夹具（7）、角向定位装置（5）、V型托架（17）、靠架（37）及尾座（16）的定位和调整基准；工作台（15）为向刀具方向倾斜30°角度的斜面结构。


3.根据权利要求1所述的全自动曲轴油孔加工数控机床，其特征在于：所述床身（14）上装有横向导轨（18），横向滑台（13）通过横向驱动伺服电机（19）驱动，沿床身（14）上的横向导轨（18）滑动，实现曲轴（2）横向不同位置油孔（4）的钻削；在横向滑台（13）上装有转盘（12），转盘驱动伺服电机（21）通过减速机一（22）减速，以及减速机一（22）轴端的消隙齿轮与横向滑台（13）上的齿轮一（24）相啮合，转盘（12）由安装在转盘（12）后部的转盘驱动伺服电机（21）驱动，实现转盘（12）的回转及定位，从而实现曲轴（2）不同角度斜油孔（4）的加工，消隙齿轮由齿轮二（26）和齿轮三（27）组成；在转盘（12）的回转轴端直联有角度编码器一（23），实现转盘（12）的全闭环控制。


4.根据权利要求1所述的全自动曲轴油孔加工数控机床，其特征在于：所述竖直方向滑台（9）上的竖直方向滑板（33）上安装有转塔动力头（8），由安装在竖直方向立柱（10）上的竖直驱动伺服电机（36）驱动，沿着竖直方向直线导轨（34），带动刀具作竖直方向的往复运动，以实现不同径向高度曲轴（2）的油孔（4）的钻削加工；竖直方向立柱（10）安装在垂直方向滑台（11）上，垂直方向滑台（11）与转盘（12）上的垂直方向导轨（25）滑动配合，垂直方向滑台（11）通过安装在转盘（12）上的垂直驱动伺服电机（20）的驱动沿垂直方向进给，完成曲轴（2）的油孔（4）的钻削加工；固定在竖直方向立柱（10）上的动力头主电机（35）与动力头主轴（32）直连，带动转塔动力头（8）转位，实现换刀；刀具的旋转及切换由动力头主电机（35）驱动，在电箱中装有刀具监测装置，通过监测钻削时动力头主电机（35）的电流参数变化来检测刀具断裂、磨损和碰撞，并提供报警。


5.根据权利要求1所述的全自动曲轴油孔加工数控机床，其特征在于：所述曲轴轴向定位夹具的尾座（16）采用液压式活顶尖一（38），尾座（16）的底座与工作台（15）上的燕尾导...

【专利技术属性】
技术研发人员：余欢欢，李新文，
申请(专利权)人：襄阳福达东康曲轴有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42