專利名稱：發(fā)動機氣缸頭凸輪軸裝配半圓弧槽加工機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種專門適用于特殊工件的鏜孔設備，特別是一種發(fā)動機部件的工作面的成形加工設備。


圖1是氣缸頭10的軸測圖，氣缸頭10是鑄造成型，再將各部進行加工處理，其內(nèi)部有兩個半圓形弧槽101，兩弧槽101提供發(fā)動機凸輪軸上兩個滾動軸承支承，在發(fā)動機本體上也有相對應的兩個半圓型弧槽，當氣缸頭10裝配于發(fā)動機本體時，兩半圓形弧槽101形成一圓形槽，恰可安裝凸輪軸上的滾動軸承，因此，弧槽101的半徑大小及圓度就顯得很重要；如弧槽101圓弧半徑大于滾動軸承半徑，當發(fā)動機的凸輪軸轉動時，滾動軸承外圈和弧槽101產(chǎn)生相對滑動，此時滾動軸承與弧槽101僅在其底部接觸，長期使用后，在弧槽101底部產(chǎn)生磨損，將使發(fā)動機凸輪軸在轉動時產(chǎn)生振動或晃動現(xiàn)象并伴隨有噪聲，進而損及發(fā)動機內(nèi)部相關零件，嚴重損及發(fā)動機壽命；如弧槽101的圓弧半徑小于滾動軸承半徑，當氣缸頭10裝配于發(fā)動機本體后，氣缸頭10將緊迫滾動軸承，并可能造成滾動軸承變形，因而使發(fā)動機凸輪軸運轉不順暢，并有可能造成凸輪軸卡死。另一方面，弧槽101的真圓度也影響弧槽101和發(fā)動機凸輪軸滾動軸承的配合，其配合的好壞關系到發(fā)動機整體組合精密程度，并嚴重影響發(fā)動機使用壽命。
圖2是傳統(tǒng)弧槽加工方式的軸測示意圖，圖示以球形刀具加工弧槽101。加工時，以固定夾具將整個氣缸頭10固定在加工平臺12上，球形刀具11安裝在加工機上方的傳動主軸刀架13上。當加工開始時，球形刀具11由上下降對氣缸頭10加工，并挖出需要的弧槽101。但此種球形刀具11加工的弧槽101往往無法達到要求的精度，其缺點是1、球形刀具11的刀刃部分無法保證是精確的真圓，自然也無法保證加工后的弧槽101具有相當?shù)恼鎴A度；再者，要求球形刀具11的刀刃部研磨達到高真圓度也相當困難。
2、球形刀具11經(jīng)一段時間切削后，刀刃部變鈍，必須將其取下再磨利，球形刀具11在經(jīng)拆下、再裝配的過程中，其對弧槽101的加工深度必須有變化，因此需化費很多時間調整弧槽101的加工深度。
3、當氣缸頭10的邊壁105和弧槽101之間的距離太近時，球形刀具11無法對此弧槽101施以加工。因球形刀具101中心靜點至邊壁105的距離必須大于球形刀具的球體半徑，否則將切削到邊壁105部分，
圖1、2中所示104即為邊壁105上留下的切削刀痕。
4、氣缸頭加工時，氣缸頭10固定于加工平臺12上，而球形刀具11由上下降對氣缸頭10加工。換言之，整個加工基面是氣缸頭10的底面103，然而發(fā)動機在氣缸頭10、凸輪軸、和發(fā)動機本體組合時，氣缸頭接合面102到弧槽101的加工深度才會影響凸輪軸滾動軸承和發(fā)動機整體的配合，同時關系到發(fā)動機整體組合的精密度。但因氣缸頭10由一體鑄造成型，無法保證每個氣缸頭10的底面103到發(fā)動機接合面102經(jīng)機械加工后的高度尺寸維持一定精度。然而以傳統(tǒng)方式加工時，因球形刀具11加工下始點均保持一定，不隨每個氣缸頭10的高度尺寸改變而改變，所以氣缸頭接合面102到弧槽101的加工深度也就有深有淺，雖然此深度變化很小，但亦足以影響發(fā)動機整體組裝精度。
本實用新型的目的是要提供一種改進的發(fā)動機氣缸頭凸輪軸裝配半圓弧槽加工機，它能精確定位工件、可微調弧槽加工半徑及深度、以及能確?；〔奂庸ふ鎴A度，達到精密加工弧槽效果。
實用新型是這樣實現(xiàn)的工件固定滑座是架設于一可作等速左右移動的直線運動機構上，工件固定滑座上設有左右兩組可供氣缸頭精加工及精密加工定位的工件固定夾具；在兩組工件固定夾具右側各設有一可作伸縮及左右旋轉運動的液壓回轉夾緊缸，液壓回轉夾緊缸上各設一傳動桿，傳動桿上連結一可夾靠工件的工件固定夾緊圓盤；兩組工件固定夾具中心部分，設有可容置傳動本體部刀架部的長方形開口；刀架部的右刀架固定部和左刀架固定部內(nèi)設有軸承，刀具旋轉軸穿置于軸承中，刀具旋轉軸上鎖有兩塊刀具固定塊。
工件固定夾具上設長定位桿、定位銷和基準墊金屬板；刀具旋轉軸上設刀具固定塊容置凹口；刀具固定塊設容置舍棄式刀片凹口，并設調整螺釘。
本實用新型具有下列優(yōu)點1、確?；〔奂庸ふ鎴A度由于弧槽切削是以刀具旋轉軸帶動刀片旋轉形成一切削圓，因而其切削后的弧槽具有精確的真圓度。
2、能快速并精確定位工件工件固定夾具上設三支長定位桿可提供工件快速定位，而其兩支定位銷可提供工件精確定位，藉液壓回轉夾緊缸將氣缸頭底面緊緊壓住，并具穩(wěn)固夾持效果。
3、可確保氣缸頭弧槽加工深度，提高發(fā)動機整體組裝精度因其加工件固定方式是將氣缸頭接合面靠在工件固定夾具的基準墊金屬板平面上，刀具對弧槽的加工深度將保持一定，更能確保發(fā)動機精密組裝效果；而不會像傳統(tǒng)球形刀具加工方式以氣缸頭底面為基準，其氣缸頭接合面到弧槽的加工深度會有變化。
4、可精密調整弧槽加工深度在兩組傳動本體部后面各設一調整輪，可調整滑座而調動整組傳動本體部以改變刀具旋轉軸位置，而能輕易控制刀具切削弧槽的加工深度，傳動本體部側邊有一千分表，可精確指示調動前后進刀深度變化。
5、可調整切削半徑大小藉刀具固定塊上的調整螺釘?shù)男肷疃龋晌⒄{切削半徑，達精確控制弧槽加工半徑，大大改善球形刀具切削半徑無法調整及刀具昂貴的缺點。
6、刀片更換方便刀片采用舍棄式刀片，當?shù)镀?jīng)長期切削度鈍后，可直接從刀具固定塊拆下舊刀片，再將新刀片裝入，不必動及其他組件，更換方便、簡單迅速，不必再費時調整刀具位置，也不需費力去研磨刀具。
實用新型的具體結構由以下實施例及其附圖給出。
圖1是氣缸頭軸測圖。
圖2是傳統(tǒng)球形刀具的加工方式軸測示意圖。
圖3是本實用新型的前視軸測圖。
圖4是本實用新型的后視軸測圖。
圖5是本實用新型的工件固定滑座軸測圖(已放置氣缸頭并夾緊的狀態(tài))。
圖6是本實用新型的傳動本體部及其加工方式軸測示意圖。
圖7是本實用新型的刀架部放大軸測分解圖。
圖8是本實用新型的刀具旋轉軸右側視圖。
圖9是本實用新型的刀具旋轉軸右側視圖(已調動切削半徑狀態(tài))。
圖10是本實用新型的切削半徑調整方式軸測示意圖。
參照圖3、4，加工機20包括一機架30、一工件固定滑座40和兩組傳動本體部50。機架30包括整個加工機外殼部分、電路及電控箱部分、液壓馬達和液壓管路等部分。工件固定滑座40架設于一可作穩(wěn)速移動的直線運動機構上，工件固定滑座40上設兩組工件固定夾具41和兩組液壓回轉夾緊缸42；左邊工件固定夾具41供弧槽101粗加工定位用，右邊工件固定夾具41供弧槽101精密加工定位用。兩組工件固定夾具41各由一基準墊金屬板及三支長定位桿411所構成，基準墊金屬板上各有兩定位銷412；三支長定位桿411供氣缸頭10加工快速定位用，兩定位銷412供氣缸頭10加工時精確定位用；在兩組工件固定夾具41的基準墊金屬板中心各開有一長方形開口，以容置傳動本體部50的刀架部55，兩定位銷412在開口上下對角處。
參照圖6，傳動本體部50由電動機53、傳動機件組54、刀架部55構成。刀架部55由左刀架固定部551、右刀架固定部552、刀具旋轉軸58、刀具固定塊59構成。當電動機53啟動時帶動傳動機件組54內(nèi)部各傳動齒輪、時規(guī)皮帶等元件，將動力傳送至刀架部55，帶動刀具旋轉軸58旋轉。
參照圖3，圖示未放入加工件狀態(tài)，圖5則為已放入氣缸頭10后，液壓回轉夾緊缸42將氣缸頭10固定的狀態(tài)。本加工機對氣缸頭10的弧槽101作兩次加工，第一次為粗加工，第二次為精加工。氣缸頭10的弧槽101進行加工的步驟如下首先將需作粗加工的氣缸頭10放在左邊工件固定夾具41，需作精密加工的氣缸頭10放在右邊工件固定夾具41。放入時，將氣缸頭10的接合面102朝向工件固定夾具41方向推入，此時，工件固定夾具41上的三支長定位桿411供推入時快速輔助定位用，節(jié)省尋找定位孔106(
圖1示)的時間。當氣缸頭10順著三支長定位桿411推到底時，工件固定夾具41上的兩定位銷412恰能卡制住氣缸頭10內(nèi)的定位孔106，藉兩定位銷106可將氣缸頭10精確定位。然后啟動電控箱上按鈕，此時兩組液壓回轉夾緊缸42同時開始動作，先帶動傳動桿421向前伸，再向逆時針向轉90°，再縮回而藉工件夾緊圓盤422將氣缸頭10緊緊夾住，其夾緊狀態(tài)如圖5所示。隨之，啟動電動機53。如圖6所示，動力由傳動機件組54傳送至刀架部55而帶動刀具旋轉軸58旋轉，此時刀片開始對氣缸頭10的弧槽101作切削。接著整組工件固定滑座40開始由左向右以穩(wěn)定速度緩緩移動一距離，此距離略大于弧槽101的寬度，使刀片可完全切削過弧槽101。當弧槽101加工完畢后，電動機53停止轉動，然后兩組液壓回轉夾緊缸42再次啟動，傳動桿421先前伸再順時針向旋轉90°，再縮回。即由圖5狀態(tài)回復到圖3準備狀態(tài)，然后操作者將已加工后的氣缸頭10取下，再準備下一動作，依此完成一循環(huán)。
圖6示一組傳動本體部50及一氣缸頭10，圖示將機架30及工件固定滑座40消去后顯示的加工方式，圖示氣缸頭10與傳動本體部50相對位置，氣缸頭10的弧槽101與刀具的相對加工方向。
參照圖4、6，圖示兩組傳動本體部50架設于調整滑座51上，其后面各設一調整輪52，可調動整組傳動本體部50以改變刀具旋轉軸58的位置，而能控制刀片切削弧槽101的加工深度，傳動本體部50側邊有一千分表56，可精確指示調動前后的進刀深度。
參照圖7，圖示刀架部55的前端有一左刀架固定部551和右刀架固定部552兩個固定不動的結構，在左、右刀架固定部551、552中各容置有軸承，刀具旋轉軸58穿置在前后兩軸承中，使其保持穩(wěn)固支承而能平穩(wěn)運轉。刀具旋轉軸58包括有前旋轉軸部584、旋轉心軸585、后旋轉軸部586三部分；其中刀具旋轉軸58包容在右刀架固定部552的部分是一齒輪結構，可和傳動機件部54內(nèi)部齒輪嚙合，以傳遞電動機53的動力，帶動刀具旋轉軸58轉動。在刀具旋轉軸58的前旋轉軸部584和后旋轉軸部586各設一刀具固定塊容置凹口582，其上平面部是一調整螺釘頂靠面581，下平面部在適當位置設一螺孔583供鎖合一刀具固定塊59，刀具固定塊59鎖設一舍棄式刀片593，刀片593用久磨損后，可將其拆下丟棄再換上新刀片。刀具固定塊59頂部設一可容置刀片593的凹口，后部設一可容置固定螺釘591的沉頭孔594，中部設一裝配調整螺釘592的螺孔。
參照圖8、9，圖示刀刃部形成最小切削半徑R1，當需加大切削半徑R，先松開固定螺釘591，再將調整螺釘592旋入一段距離后鎖緊，此時調整螺釘592抵觸于調整螺釘頂靠面581，而使刀具固定塊59偏移一角度，此時刀片593的刀刃部所形成的切削半徑R將加大。
圖10示在調整切削半徑R時，可藉千分表60精確調整切削半徑R，在進行此項調整作業(yè)時，先將刀具旋轉軸58轉動一角度，使刀片593的三角形平面部法線方向和地面法線方向平行；再將千分表60的底座601架在機架30或工件固定滑座40上，而千分表60的探針部602則靠在刀片593的三角形刀尖部分，如
圖10所示方式；在調整螺釘592的栓入深入調整下，可精確調整至所需切削半徑，達到精密加工弧槽101的目的。
權利要求1.一種發(fā)動機氣缸頭凸輪軸裝配半圓弧槽加工機，由一機架(30)、一工件固定滑座(40)和兩組傳動本體部(50)組成，兩組傳動本體部(50)各架設于調整滑座(51)上，其后面各設一調整輪(52)，其側邊設千分表(56)，其特征在于a.工件固定滑座(40)架設于一可作等速左右移動的直線運動機構上，工件固定滑座(40)上設左右兩組供氣缸頭(10)粗加工和精密加工定位的工件固定夾具(41)；b.在兩組工件固定夾具(41)右側各設一可作伸縮和左右旋轉運動的液壓回轉夾緊缸(42)，液壓回轉夾緊缸(42)上各設一傳動桿(421)，傳動桿(421)上連結一可夾靠工件的工件固定夾緊圓盤(422)；c.兩組工件固定夾具(41)中心部分，設有可容置傳動本體部(50)刀架部(55)的長方形開口；d.刀架部(55)的左刀架固定部(551)和右刀架固定部(552)內(nèi)設軸承，刀具旋轉軸(58)穿置于軸承中，刀具旋轉軸(58)上鎖有兩塊刀具固定塊(59)。
2.根據(jù)權利要求1所述的半圓弧槽加工機，其特征是工件固定夾具(41)上設一基準墊金屬板和三支供快速定位用的長定位桿(411)，基準墊金屬板中心有一長方形開口，開口上下對角處各設定位銷(412)。
3.根據(jù)權利要求1所述的半圓弧槽加工機，其特征是刀具旋轉軸(58)包括前旋轉軸部(584)、旋轉心軸(585)和后旋轉軸部(586)，刀具旋轉軸(58)包容在右刀架固定部(552)的部分是一傳遞動力的齒輪結構，在刀具旋轉軸的前、后旋轉軸部(584、586)各設一刀具固定塊容置凹口(582)，其上平面部是一調整螺釘頂靠面(581)，下平面部在適當位置設一螺孔(583)。
4.根據(jù)權利要求1所述的半圓弧槽加工機，其特征是刀具固定塊(59)的頂部設一可容置舍棄式刀片(593)的凹口，后部設一可容置固定螺釘(591)的沉頭孔(594)，中部設一裝配調整螺釘(592)的螺孔。
專利摘要本實用新型提供了一種發(fā)動機氣缸頭凸輪軸裝配半圓弧槽加工機,它包括一機架、一工件固定滑座和兩組傳動本體部,工件固定滑座可左右移動,其上設有兩組工件定位夾具有兩組液壓回轉夾緊缸;兩組傳動本體部分別架設在調整滑座上,可前后調整刀架部位置;傳動本體部由電動機、傳動機件組和刀架組成。加工機在氣缸頭半圓弧槽加工過程中,能精確定位工件、可微調加工半徑及深度、并確保加工真圓度,達到精密加工弧槽的效果。
文檔編號B23B41/00GK2284661SQ9623072
公開日1998年6月24日 申請日期1996年9月18日 優(yōu)先權日1996年9月18日
發(fā)明者洪榮豐 申請人:洪榮豐