大型连杆类工件加工用定位和旋转装置

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大型连杆类工件加工用定位和旋转装置\n技术领域\n[0001] 本发明涉及一种大型轴类零件的加工用装备，具体涉及一种用于船用柴油机的大型连杆类工件加工用定位和旋转装置，属于柴油机制造技术领域。\n背景技术\n[0002] 工件的装夹定位是机加工中一个比较常见的问题，同时也是一个必须针对工件各异的加工要求需要具体解决的问题，因为不同的工件需要不同的工装夹具。高档数控加工中心的一个重大优点就是备有功能强大、适用广泛的通用夹具系统，工件在其上能够精确定位和牢靠夹固，并且还能根据加工需要转换不同的角度。然而数控加工中心价格不菲，其加工成本是相当昂贵的，因而在普通机械加工机床上，一般都采用成本较低廉的通用夹具来解决工件的装夹定位。\n[0003] 活塞连杆是船用柴油机的重要运动部件，其由大外圆、中段圆和端销外圆构成。活塞连杆在机床上的加工包括切削出端销外端面、中段圆与和活塞头的结合面和大外圆与十字头连接的扁端面。\n[0004] 船用柴油机的活塞连杆是体积硕大的重型零件，目前加工按如下步骤进行：镗床加工顶针孔→车床粗车外圆和总长→深孔钻加工深孔→车床车对中心孔→表面淬火热处理→车床精车→镗床加工端面孔→磨削工件→抛光工件。如上所述从上机床、校调设置零位到加工完成的全过程，活塞连杆需要多次上下机床，而且各机床工作台上根本没有针对活塞连杆的自动定位装置，所以每次都需要花费比较多的时间进行重新对刀找正以及设定零位，从而大大增加了加工前的准备时间以及辅助时间，特别是镗床加工外园上的孔时，需要人工使用撬棒与行车等共同协作来旋转工件，这不仅降低了生产效率、不利于大批量生产，而且占用了大量的机床和吊运装备的工时，增加了加工成本。\n发明内容\n[0005] 本发明的目的在于，克服现有活塞连杆加工过程各工序转换时，转动和重新定位工件效率低下的不足，提供一种大型连杆类工件加工用定位和旋转装置，实现大型工件的轻松转动和自动定位功能，从而达到降低劳动强度、提高工件生产效率的技术效果。\n[0006] 基于上述目的，本发明采取的技术方案如下：\n[0007] 一种大型连杆类工件加工用定位和旋转装置，安置于机床的工作台上并支撑连杆类工件，其特征在于：所述定位和旋转装置包括V型定位座、承重固定件、升降轴承支撑块和起重螺杆；\n[0008] 所述V型定位座固定于所述工作台上，上部设置有用以在横截面上定位所述连杆类工件和限定该连杆类工件在水平面内的旋转自由度的V形缺口；\n[0009] 所述承重固定件固定于所述V型定位座上，内侧面设有半圆槽，两侧部设有沿垂直方向的导向槽；\n[0010] 所述升降轴承支撑块设置于所述承重固定件的导向槽内且沿该导向槽进行上下移动，该升降轴承支撑块上与所述承重固定件的内侧面相对的平面上设有半圆螺纹槽，该半圆螺纹槽与所述承重固定件的半圆槽对合成一圆柱型腔，所述升降轴承支撑块的上部左右对称地连接有两个能够旋转的滚动轴承；\n[0011] 所述起重螺杆设置于所述半圆螺纹槽与所述半圆槽形成的圆柱型腔中，该起重螺杆的外螺纹与所述半圆螺纹槽的内螺纹相旋合；\n[0012] 正向旋转的起重螺杆借助所述承重固定件的半圆槽的止推，通过螺纹传动推动所述升降轴承支撑块向上举起所述连杆类工件，使该连杆类工件在所述滚动轴承上绕轴线转动以转换工位；反向旋转的起重螺杆借助所述承重固定件的半圆槽的止推，通过螺纹传动推动所述升降轴承支撑块向下，使所述连杆类工件脱离所述滚动轴承并落入所述V型定位座的V形缺口中，在新工位上完成对所述连杆类工件的自动找正定位和支撑。\n[0013] 进一步地，所述的起重螺杆设有上台肩和下台肩，所述半圆槽的上端设有与该上台肩接触的上止推面，下端设有与该下台肩接触的下止推面。\n[0014] 进一步地，在所述的上台肩与上止推面之间和在所述下台肩与下止推面之间设有减摩垫片。\n[0015] 进一步地，所述的起重螺杆的顶端设有配合方形扳手的方孔。\n[0016] 进一步地，所述的滚动轴承的位置对称中心面与所述V形缺口的对称面重合。\n[0017] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：\n[0018] 1.对工件进行自动定位——本发明利用V形缺口对轴体零件的圆形横截面具有自动定位作用的原理，在V型定位座上设置了V型块，从而当连杆搁置于该V形缺口中时，能够实现连杆横向的自动找正，操作人员不必每次转换工位后都重新校调、校正和设置坐标零位，大大提高了工件定位装夹的效率，所述定位和旋转装置不仅自动限定了连杆类工件沿机床工作台面横向移动的自由度，而且同时自动限定了连杆类工件在水平面内旋转的自由度。\n[0019] 2.能够轻松地旋转连杆类工件变换工位——当扳动起重螺杆旋转推动升降轴承支撑块升起托起连杆类工件时，两滚动轴承能够使圆形截面的连杆类工件轻便地进行转动，从而实现了对连杆类工件的快速旋转，大大减轻了劳动强度，提高了操作的安全性。\n[0020] 3.提高了生产效率——采用本发明加工活塞连杆，外圆通孔及扁端平面均可在一个工序中完成，这就大大缩短了加工工艺，节省了多次校调及上下车的辅助时间，大大提升了作业效率。\n附图说明\n[0021] 图1为本发明的结构示意图。\n[0022] 图2为图1的俯视图。\n[0023] 图3为V型定位座的结构简图。\n[0024] 图4为图3的俯视图。\n[0025] 图5为承重固定件的结构简图。\n[0026] 图6为图5的俯视图。\n[0027] 图7为升降轴承支撑块的结构简图。\n[0028] 图8为图7的A向视图。\n[0029] 图9为起重螺杆和减摩垫片的示意图。\n[0030] 图10为起重螺杆的俯视图。\n[0031] 图11为本发明的工作状态图。\n[0032] 图中，1—V型定位座，11—V形缺口，12—前侧面，13—固定螺孔，2—升降轴承支撑块，21—半圆螺纹槽，22—导轨，23—支撑孔，3—起重螺杆，31—上台肩，32—下台肩，33—方孔，4—滚动轴承，5—承重固定件，51—外侧面，52—内侧面，53—半圆槽，54—导向槽，\n55—上止推面，56—下止推面，57—安装通孔，6—减摩垫片，10—连杆类工件。\n具体实施方式\n[0033] 本发明所述大型连杆类工件加工用定位和旋转装置安置于机床的工作台上并支撑连杆类工件，具有自动找正定位和便于旋转工件的功能，能够大大缩短工件加工工序、减少加工校调时间和上下车辅助时间，达到提高加工效率和生产自动化的程度，特别适用于活塞杆等大型长轴类零件的批量加工。\n[0034] 下面结合附图和具体实施例对本发明作详细的说明，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。凡依据本说明书的内容所做的等效变化及修改，都属于本发明专利申请的技术范围。\n[0035] 实施例\n[0036] 请结合参阅图1和图2，图示大型连杆类工件加工用定位和旋转装置包括V型定位座1、承重固定件5、升降轴承支撑块2和起重螺杆3。\n[0037] 所述V型定位座1固定于所述机床的工作台上，请结合参阅图3和图4，其底面上开设有键槽，一连接键嵌于该键槽和工作台的台面槽中，以定位所述V型定位座1与工作台的相互位置关系。所述V型定位座1的上部设置有用以在横截面上定位所述连杆类工件和限定该连杆类工件在水平面内的旋转自由度的V形缺口11，该V形缺口11的形状关于所述V型定位座1的中间轴面对称，高度为268mm。所述V型定位座1的前侧面12上设有用于固定所述承重固定件5的固定螺孔13。\n[0038] 请结合参阅图5和图6，所述承重固定件5通过螺钉、安装通孔57和固定螺孔13固定于所述V型定位座1的前侧面12上，其外侧面51紧贴所述V型定位座1的前侧面12；所述承重固定件5的内侧面52上设有凹下的半圆槽53，用于容纳所述起重螺杆3，该半圆槽53的上端设有上止推面55，该半圆槽53的下端设有下止推面56；所述承重固定件5的两侧部上向内设有沿垂直方向的一对导向槽54，用于引导所述升降轴承支撑块2的上下运动。\n[0039] 请结合参阅图7和图8，所述升降轴承支撑块2设置于所述承重固定件5的导向槽54内。所述升降轴承支撑块2的两侧面各设置有一导轨22，该两导轨22分别嵌入所述承重固定件5的两导向槽54中，从而所述升降轴承支撑块2能够沿该导向槽54进行上下移动。所述升降轴承支撑块2上与所述承重固定件5的内侧面52相对的平面上设有凹下的半圆螺纹槽21，该半圆螺纹槽21的内侧面设有内螺纹，并且所述半圆螺纹槽21与所述承重固定件5的半圆槽53对合成一圆柱型腔，用于容纳所述起重螺杆3。所述升降轴承支撑块2的上部左右对称地设置有两支撑孔23，两个滚动轴承4通过短轴分别连接于该两支撑孔23中，并且能够在其中旋转，便于支撑所述连杆类工件并且连杆类工件进行转动，该滚动轴承4为双排圆柱滚子轴承，单个轴承最大负荷为8T；所述两滚动轴承4的位置对称中心面与所述V形缺口11的对称面重合，以达到对连杆类工件定位的统一。\n[0040] 请结合参阅图9和图10，所述起重螺杆3具有外螺纹，并且设有上台肩31和下台肩\n32，该起重螺杆3设置于所述升降轴承支撑块2的半圆螺纹槽21与所述承重固定件5的半圆槽53形成的圆柱型腔中。所述起重螺杆3沿径向的半部容纳于所述半圆槽53中，所述上台肩\n31与该半圆槽53的上止推面55接触，从而该上止推面55能够承受下行的升降轴承支撑块2通过所述起重螺杆3传递来的下行推力，所述下台肩32与该半圆槽53的下止推面56接触，从而该下止推面56能够承受上行的升降轴承支撑块2通过所述起重螺杆3传递来的上行推力。\n为了减少所述起重螺杆3和承重固定件5的磨损，在所述的上台肩31与上止推面55之间和在所述下台肩32与下止推面56之间设有减摩垫片6(见图9)，该减摩垫片6可以采用铜材制作。\n所述起重螺杆3沿径向的另半部容纳于所述升降轴承支撑块2的半圆螺纹槽21中，其外螺纹与该半圆螺纹槽21的内螺纹相旋合，其螺距为1mm，所述起重螺杆3通过螺纹旋转推动所述升降轴承支撑块2上升或下降。所述起重螺杆3的顶端设有配合方形扳手的方孔33(见图\n10)。\n[0041] 正向旋转的起重螺杆3借助所述承重固定件5的半圆槽53的下止推面56的止推，通过螺纹传动推动所述升降轴承支撑块2向上举起所述连杆类工件，使该连杆类工件在所述滚动轴承4上绕轴线转动以转换工位；反向旋转的起重螺杆3借助所述承重固定件5的半圆槽53的上止推面55的止推，通过螺纹传动推动所述升降轴承支撑块2向下，使所述连杆类工件脱离所述滚动轴承4并落入所述V型定位座1的V形缺口11中，在新工位上完成对所述连杆类工件的自动找正定位和支撑。\n[0042] 本发明的操作过程简述如下：\n[0043] 请参阅图11，连杆类工件10上机床之前先使用方形扳手旋动起重螺杆3，把升降轴承支撑块2降至最低位置，然后将连杆类工件10装上机床并置放在所述V型定位座1的V形缺口11中，实现连杆类工件10的自动找正及支撑，夹固后进行加工；前一工位加工完毕后，用方形扳手旋动起重螺杆3升起所述升降轴承支撑块2，使连杆类工件10脱离所述V形缺口11抬高1mm即可，再转动连杆类工件10在两滚动轴承4上旋转至下一工位位置，然后反转方形扳手放下连杆类工件10至所述V型定位座1的V形缺口11中，进行后一工位的自动找正夹固和加工。\n[0044] 本发明要求的保护范围不仅限于上述实施例，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的原理和精神的情况下，所作出的任何修改、等同替换、显而易见的变型和改进，均应属于本发明的保护范围。\n[0045] 综上所述，本发明极大地提高了连杆类工件的旋转效率和定位效率，因此每转换一工序时只需要在机床主轴进给方向上重新对刀即可，这样就节省了约2/3的校调时间，大大缩短了工件加工、校调时间和上下车辅助时间，提高了加工效率和生产的自动化程度，特别适用于大型连杆类零件的批量加工。