一种发动机曲轴数控磨床制造技术

一种发动机曲轴数控磨床，属于磨床技术领域。其特征是，包括床身底座、头架总成、尾架总成、砂轮架总成，所述床身底座上设有纵向进给系统总成、垫板，所述垫板布置有横向进给系统总成；所述头架总成、尾架总成相对布置，并安装于与纵向进给系统总成相连的工作台，所述砂轮架总成通过横向进给系统总成安装于垫板；所述头架总成、尾架总成共同夹持固定曲轴，并通过头架总成驱动曲轴，通过纵向进给系统总成调节头架总成、尾架总成的纵向位移，通过横向进给系统总成调节砂轮架总成的横向位移，以便对曲轴实施磨削。本发明专利技术通过控制可控电机可实现在磨削过程中曲轴作变速转动，又能保证在磨削过程中曲轴在磨削点匀速。程中曲轴在磨削点匀速。程中曲轴在磨削点匀速。

【技术实现步骤摘要】
一种发动机曲轴数控磨床


[0001]本专利技术涉及一种发动机曲轴数控磨床，属于磨床


技术介绍

[0002]曲轴是发动机的关键件之一，零件结构复杂，生产批量大，精度要求高。曲轴的终加工，仍普遍采用磨削工艺，为满足曲轴日益提高的加工要求，对曲轴磨床提出了很高的要求。在曲轴旋转时，通过控制砂轮的横向进给速度，使之始终与连杆颈相切，曲轴旋转一周，从而实现对连杆颈的磨削。但是在曲轴作恒速转动的情况下，磨削过程中会出现某些问题：连杆颈各切点（磨削点）处的实际磨削深度不同。因此，砂轮在连杆颈上各切点（磨削点）处的磨削时间是不同的；连杆颈上各切点（磨削点）处的相对磨削速度不同；曲轴位于不同转角时，磨削点处速度的大小和方向均不一样，因而磨削力也不一样；以上的问题就导致了各切点实际切入不同，从而对曲轴的加工精度、表面粗糙度与波纹度等加工表面质量会产生一定的影响。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是针对上述现有技术的不足，提供一种发动机曲轴数控磨床。
[0004]本专利技术的技术方案如下：一种发动机曲轴数控磨床，其特征是，包括床身底座、头架总成、尾架总成、砂轮架总成，所述床身底座上设有纵向进给系统总成、垫板，所述垫板布置有横向进给系统总成；所述头架总成、尾架总成相对布置，并安装于与纵向进给系统总成相连的工作台，所述砂轮架总成通过横向进给系统总成安装于垫板；所述头架总成、尾架总成共同夹持固定曲轴，并通过头架总成驱动曲轴，通过纵向进给系统总成调节头架总成、尾架总成的纵向位移，通过横向进给系统总成调节砂轮架总成的横向位移，以便对曲轴实施磨削。
[0005]进一步的，所述头架总成包括交流伺服电机、头架箱体、大齿轮、小齿轮、齿轮轴、小带轮、大带轮、头架顶尖、皮带、头架主轴及拨盘；所述头架主轴、交流伺服电机固定安装于头架箱体，所述交流伺服电机驱动小齿轮，所述大齿轮安装于齿轮轴并与小齿轮啮合传动，所述齿轮轴的另一端通过小带轮、皮带与大带轮传动连接；所述大带轮与主轴转动连接，且所述拨盘与所述大带轮固接，所述顶尖安装于拨盘中部，用于与曲轴端部的中心孔相连；所述交流伺服电机通过小齿轮、大齿轮带动齿轮轴旋转，继而通过小带轮、大带轮带动拨盘和顶尖旋转，最终带动曲轴旋转。
[0006]进一步的，所述拨盘端面连接有拨杆套，所述拨杆套端部垂直连接有头架拨杆。
[0007]进一步的，所述大带轮通过角接触球轴承与头架主轴转动连接。
[0008]进一步的，所述尾架总成包括尾架顶尖、套筒、尾架底座、活塞，所述套筒与尾架底座滑动配合，所述尾架顶尖安装于套筒端部，所述活塞安装于套筒底部，驱动活塞从而带动套筒、尾架顶尖纵向位移以使尾架顶尖与曲轴端部配合。
[0009]进一步的，所述活塞尾部设有齿条，所述齿条啮合连接有齿轮套筒，所述齿轮套筒
上固接有尾架拨杆，所述尾架拨杆端部固接手柄杆；通过转动手柄杆，使尾架拨杆带动齿轮套筒转动，从而带动活塞，最终带动套筒、尾架顶尖纵向移动；或者由压力油推动活塞，使得套筒带动尾架顶尖纵向移动。
[0010]进一步的，所述尾架总成还包括修磨电机、尾架带轮、金刚石滚轮，所述金刚石滚轮套设于尾架顶尖外，所述修磨电机驱动尾架带轮，尾架带轮传动连接金刚石滚轮，以便修磨砂轮总成的砂轮。
[0011]进一步的，所述套筒内腔设置有弹簧、尾架丝杠，所述弹簧置于套筒内腔，所述尾架丝杠一端伸入套筒内腔，并与弹簧固定，尾架丝杆中部通过套筒尾部的丝杠螺母固定于套筒，尾架丝杆的另一端通过推力球轴承与尾架底座相连。
[0012]进一步的，所述砂轮架总成包括砂轮、动力电机，由动力电机驱动砂轮对曲轴进行磨削；所述横向进给系统总成通过电机驱动横向滚珠丝杠，带动砂轮沿对应导轨发生横向位移。
[0013]进一步的，所述纵向进给系统总成通过电机驱动纵向滚珠丝杠，带动下工作台沿对应导轨横向位移，下工作台上连接有上工作台，所述上工作台上分别设置头架总成与尾架总成。
[0014]本专利技术考虑根据切点跟踪磨削法磨削曲轴时，在磨削过程中曲轴作变速转动，但又要保证在磨削过程中，曲轴在磨削点匀速，可以通过控制可控电机来实现。具体的：1、通过头架总成控制交流伺服电机的电压电流来达到控制机床运动路径转速的目的。由于选用电机转速较高时工作特性良好，在磨削过程中，曲轴的转速相对是较低的，所以，中间采用降速装置，采用两级减速（大、小齿轮以及大、小带轮）。头架主轴部件的传动链主要有齿轮传动、带轮传动。向交流伺服电机通电，电机转动，电机通过齿轮传动，传递给头架主轴上的皮带轮。在头架中，主轴并不旋转，这有利于提高加工精度。皮带轮安装在角接触球轴承上，拨盘通过螺栓连接在皮带轮上，可以随皮带轮一起转动，于是安装在拨盘上的头架顶尖便可带动曲轴旋转。
[0015]2、尾架总成是配合头架总成对工件起支承、定心作用的另一个主要部件。整个尾架由两只T型螺钉固定在工作台上，尾架底座的内侧做出一凸台，用来把尾架总成卡在工作台上，当尾架总成在工作台上移动时，起到定位作用。尾架总成的前后两端各安装一T形螺钉，在尾架移动到预定位置时，拧紧T形螺钉抵压工作台，起到夹紧作用，使尾架固定在工作台上，提高了加工精度。
[0016]3、套筒的左端装有金刚石滚轮，平时在磨床工作时，可以卸下，在工作间隙对砂轮进行修整。砂轮架总成是磨床用来带动砂轮做高速旋转的关键部件，主要由传动部分与主轴轴承部分组成。主轴和轴承是砂轮架的关键部分，砂轮架主轴转速很高，且不需要经常变速，故本专利技术采用液压滑动轴承作为主轴轴承，由电机经带传动到砂轮架主轴。在砂轮架底部采用滚珠丝杆使砂轮磨削曲轴时作往复移动。砂轮架总成主轴轴向止推形式采用前轴端双向止推支撑，由压紧环紧靠主轴轴肩两端，磨制中间调节间距调整垫片以调整内间隙，这种结构能承受两个方向的轴向力，且在很大轴向力的情况下能获得较好的轴向定位精度。
[0017]4、纵向进给系统通过丝杠螺母传动，使工作台做纵向移动，从而使安装在其上的头架和尾架装夹工件后做纵向进给。砂轮架总成，纵向进给系统安装在磨床床身底座上，头架与尾架总成由T型螺钉安装在纵向进给系统上工作台上。
[0018]本专利技术具有以下优点：1、纵向进给系统总成、横向进给系统总成具有良好的快速响应性，做低速进给运动时不发生爬行，运动平稳，灵敏度高；具有足够的强度和动刚度，抗振性好，不会因摩擦自振而引起传动件的抖动；传动采用滚珠丝杠副，进而滚动摩擦的损失较滑动摩擦小得多，所以它具有很好的耐磨性，精度保持性能好，工作寿命长；滚珠采用内循环方式，滚珠螺母外径尺寸小，刚性小，不易磨损，传动效率高。头架壳体较薄，有利于散热。
[0019]2、头架总成结构简单，使用维修方便。本专利技术头架总成电机为交流伺服电机，电机通过齿轮传动，传递给头架主轴上的大带轮，头架主轴并不旋转，减少了振动，有利于提高加工精度。
[0020]3、本专利技术尾架总成相比于头架总成体积小、重量轻，在工作台上移动更加方便。尾架总成结构简单，工艺性好，在尾架底座的内侧做出一凸台，用来把尾架底座卡在工本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种发动机曲轴数控磨床，其特征是，包括床身底座（2）、头架总成（65）、尾架总成（66）、砂轮架总成（96），所述床身底座上设有纵向进给系统总成（3）、垫板（92），所述垫板布置有横向进给系统总成；所述头架总成、尾架总成相对布置，并安装于与纵向进给系统总成相连的工作台，所述砂轮架总成通过横向进给系统总成安装于垫板；所述头架总成、尾架总成共同夹持固定曲轴，并通过头架总成驱动曲轴，通过纵向进给系统总成调节头架总成、尾架总成的纵向位移，通过横向进给系统总成调节砂轮架总成的横向位移，以便对曲轴实施磨削。2.根据权利要求1所述的一种发动机曲轴数控磨床，其特征是，所述头架总成包括交流伺服电机（92）、头架箱体（61）、大齿轮（8）、小齿轮（13）、齿轮轴（7）、小带轮（22）、大带轮（20）、头架顶尖（19）、皮带（21）、头架主轴（14）及拨盘（60）；所述头架主轴、交流伺服电机固定安装于头架箱体，所述交流伺服电机驱动小齿轮，所述大齿轮安装于齿轮轴并与小齿轮啮合传动，所述齿轮轴的另一端通过小带轮、皮带与大带轮传动连接；所述大带轮与主轴转动连接，且所述拨盘与所述大带轮固接，所述顶尖安装于拨盘中部，用于与曲轴端部的中心孔相连；所述交流伺服电机通过小齿轮、大齿轮带动齿轮轴旋转，继而通过小带轮、大带轮带动拨盘和顶尖旋转，最终带动曲轴旋转。3.根据权利要求2所述的一种发动机曲轴数控磨床，其特征是，所述拨盘端面连接有拨杆套（57），所述拨杆套端部垂直连接有头架拨杆（56）。4.根据权利要求3所述的一种发动机曲轴数控磨床，其特征是，所述大带轮通过角接触球轴承（18）与头架主轴转动连接。5.根据权利要求2所述的一种发动机曲轴数控磨床，其特征是，所述尾架总成包括尾架顶尖（38）、套筒（33）、尾架底座（96）、活...

【专利技术属性】
技术研发人员：宗轶琦，张乾坤，沈辉，李红，陶海，
申请(专利权)人：扬州大学，
类型：发明
国别省市：