CN109794619A - 一种活塞环椭圆车削车床及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种活塞环椭圆车削车床及方法，其中发明中车削车床包括横向设置的主轴，主轴的左端端部转动安装在第一驱动机构上，在主轴的右端端头设有头压板；在主轴的轴线上且位于主轴的右方设有尾压板，尾压板转动安装在固定座上并与头压板同步转动，在尾压板上贯穿设置有内刀杆，内刀杆的右端端部转动安装在第二驱动机构上；在靠近头压板和尾压板之间连线的位置设有外刀杆，外刀杆横向设置且与主轴的轴线垂直，外刀杆的后端端部固定安装在第三驱动机构上。对待加工活塞环在水平结构上进行加工，内刀和外刀结构紧凑减小了内刀杆驱动机构和外刀杆高频震荡时驱动机构的惯量；采用抗大扭矩的十字交叉滚子导轨实现了内刀杆和外刀杆的大切削量。
Description
技术领域
本发明涉及活塞环车削车床，具体涉及一种活塞环椭圆车削车床及方法。
背景技术
高精度非圆软靠模数控车床是一种高精度高效率的数控车床，五轴联动，误差补偿，瞬时采集切削参数的变化高速计算分析，自适应调节相关速度，最大限度提高生产效率。采用世界顶级技术，为活塞环厂家精心研制的高科技产品。主要加工对象，非圆零件加工（包括活塞、活塞环、仿形车靠模凸轮等）。
活塞环是内燃机的关键零件之一，其品质的好坏直接影响内燃机功率、油耗、排放、噪声和缸体的寿命。多年来，人们一直致力于活塞环高效高精度加工方法的研究，以提高活塞环的加工精度和工作效率。而目前我国活塞环内外圆加工普遍是采用靠模仿形加工方法，即通过靠模强制驱动切削刀具，仿形加工出所需的活塞环内外圆形状曲线。由于靠模调整周期长、响应速度低、易于磨损等不足，靠模凸轮的制造精度直接影响活塞环的车削精度，致使活塞环加工精度、加工效率和市场响应能力均受到较大的限制。仿形车床由于靠模凸轮的原因，主轴转速只能在每分钟 300 转以下，加工出来的活塞环表面粗糙度不佳，仍然需要二次抛光处理，生产效率不高。最主要的是，国内活塞环仿形车床生产厂家少，只有一二个。竞争力差，所以产品改进少，从精度，效率，降低成本等方面满足不了活塞环使用厂家的产品提升要求。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种活塞环椭圆车削车床及方法。
一种活塞环椭圆车削车床，其特征在于：包括横向设置的主轴，所述主轴的左端端部转动安装在第一驱动机构上，在所述主轴的右端端头设有头压板；在所述主轴的轴线上且位于所述主轴的右方设有尾压板，所述尾压板转动安装在固定座上并与所述头压板同步转动，在所述尾压板的中部开设有与所述主轴同轴线的通孔，在所述通孔内贯穿设置有与所述通孔同轴的内刀杆，在所述内刀杆的左端端头设有内刀，所述内刀杆的右端端部转动安装在第二驱动机构上；在靠近所述头压板和尾压板之间连线的位置设有外刀杆，所述外刀杆横向设置且与所述主轴的轴线垂直，在所述外刀杆的前端端头外刀，所述外刀杆的后端端部固定安装在第三驱动机构上；
所述第一驱动机构包括转动机构和第一左右行走机构，所述第一左右行走机构固定安装在车床上，所述转动机构固定安装在所述第一行走机构上并与所述第一行走机构联动，所述主轴固定安装在所述转动机构上；
所述第二驱动机构包括第一前后行走机构和第二左右行走机构，所述第二左右行走机构固定安装在车床上，所述第一前后行走机构固定安装在所述第二行走机构上并与第二行走机构联动，所述内刀杆固定安装在所述第一前后行走机构上并与所述第一前后行走机构联动；
所述第三驱动机构包括第二前后行走机构和第三左右行走机构，所述第三左右行走机构固定安装在车床上，所述第二前后行走机构固定安装在所述第三左右行走机构上并与所述第三左右行走机构联动，所述外刀杆固定安装在所述第二前后行走机构上并与所述第二前后行走机构联动。
进一步为：所述第一前后行走机构和第二前后行走机构中均设置有十字交叉滚子导轨；由于十字交叉滚子导轨的稳定性和抗大扭矩性，从而能满足内刀杆和外刀杆的高频震荡。
进一步为：设有同步轴，所述同步轴一端通过齿轮与所述主轴联动，所述尾压板固套在空心转轴上，所述空心转轴转动安装在所述固定座上，所述同步轴的另一端通过齿轮与所述空心转轴联动，实现头压板和尾压板的同步转动。
进一步为：所述第二左右行走机构和所述第三左右行走机构联动。
一种活塞环椭圆车削方法，基于所述一种活塞环椭圆车削车床，包括以下步骤：
步骤1：在所述头压板和尾压板之间夹持待加工活塞环；
步骤2：驱动所述主轴转动；
步骤3：分别使所述内刀和外刀高频震荡；
步骤4：依据所述主轴的角位移调整所述内刀杆在所述待加工活塞环内的深度及偏心距离，同时调整所述外刀杆在所述待加工活塞环外的偏心距离及其轴方向的位置；
其中，偏心距离为偏离所述主轴轴线的垂直距离。
进一步为：所述步骤1中，将待加工活塞环放置在所述头压板和尾压板之间，使所述待加工活塞环的轴线与所述主轴的轴线重合，所述第一左右行走机构带动所述主轴移动并将所述待加工活塞环夹紧。
进一步为：所述步骤4中，所述第二左右行走机构用于控制所述内刀杆在所述待加工活塞环内的深度，所述第一前后行走机构用于控制所述内刀杆在所述待加工活塞环内的偏心距离；所述第三左右行走机构用于控制所述外刀杆位于所述待加工活塞环上其轴向方向的位置，所述第二前后行走机构用于控制所述外刀杆在所述待加工活塞环外的偏心距离。
本发明的有益效果：对待加工活塞环在水平结构上进行加工，内刀和外刀结构紧凑减小了内刀杆驱动机构和外刀杆高频震荡时驱动机构的惯量，在高频震荡的情况下增加了加工精度且减小了活塞环加工的粗糙度；采用抗大扭矩的十字交叉滚子导轨实现了内刀杆和外刀杆的大切削量，由于十字交叉滚子的抗扭矩能力很强，在高频震荡的情况下，增加了内刀和外刀的加工精度。
附图说明
图1为本发明中活塞环椭圆车削车床的正视结构示意图；
图2为本发明中活塞环椭圆车削车床的俯视结构示意图。
图中，1、车床；2、主轴；3、头压板；4、外刀杆；41、第二前后行走机构；5、尾压板；6、固定座；7、内刀杆；71、第一前后行走机构。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做详细说明。需要说明的是，本发明实例中的左、中、右、上、下等方位用语，仅是互为相对概念或是以产品的正常使用状态为参考的，而不应该认为是具有限制性的。
如图1和图2所示，一种活塞环椭圆车削车床，包括横向设置的主轴2，所述主轴2的左端端部转动安装在第一驱动机构上，在所述主轴2的右端端头设有头压板3；在所述主轴2的轴线上且位于所述主轴的右方设有尾压板5，所述尾压板5转动安装在固定座6上并与所述头压板3同步转动，在所述尾压板6的中部开设有与所述主轴2同轴线的通孔，在所述通孔内贯穿设置有与所述通孔同轴的内刀杆7，在所述内刀杆7的左端端头设有内刀，所述内刀杆7的右端端部转动安装在第二驱动机构上；在靠近所述头压板3和尾压板5之间连线的位置设有外刀杆4，所述外刀杆4横向设置且与所述主轴2的轴线垂直，在所述外刀杆4的前端端头外刀，所述外刀杆4的后端端部固定安装在第三驱动机构上；
所述第一驱动机构包括转动机构和第一左右行走机构，所述第一左右行走机构固定安装在车床1上，所述转动机构固定安装在所述第一行走机构上并与所述第一行走机构联动，所述主轴2固定安装在所述转动机构上；
所述第二驱动机构包括第一前后行走机构71和第二左右行走机构，所述第二左右行走机构固定安装在车床1上，所述第一前后行走机构71固定安装在所述第二行走机构上并与第二行走机构联动，所述内刀杆7固定安装在所述第一前后行走机构71上并与所述第一前后行走机构71联动；
所述第三驱动机构包括第二前后行走机构41和第三左右行走机构，所述第三左右行走机构固定安装在车床1上，所述第二前后行走机构41固定安装在所述第三左右行走机构上并与所述第三左右行走机构联动，所述外刀杆4固定安装在所述第二前后行走机构41上并与所述第二前后行走机构41联动。
其中，所述第一前后行走机构71和第二前后行走机构41中均设置有十字交叉滚子导轨；由于十字交叉滚子导轨的稳定性和抗大扭矩性，从而能满足内刀杆和外刀杆的高频震荡。为实现头压板和尾压板的同步转动，设有同步轴，所述同步轴一端通过齿轮与所述主轴联动，所述尾压板固套在空心转轴上，所述空心转轴转动安装在所述固定座上，所述同步轴的另一端通过齿轮与所述空心转轴联动。所述第二左右行走机构和所述第三左右行走机构联动，也可以由同一个左右行走机构完成第二左右行走机构和所述第三左右行走机构的作用。
一种活塞环椭圆车削方法，基于所述一种活塞环椭圆车削车床，包括以下步骤：
步骤1：在所述头压板和尾压板之间夹持待加工活塞环；
步骤2：驱动所述主轴转动；
步骤3：分别使所述内刀和外刀高频震荡；
步骤4：依据所述主轴的角位移调整所述内刀杆在所述待加工活塞环内的深度及偏心距离，同时调整所述外刀杆在所述待加工活塞环外的偏心距离及其轴方向的位置。
其中，在所述步骤1中，将待加工活塞环放置在所述头压板和尾压板之间，使所述待加工活塞环的轴线与所述主轴的轴线重合，所述第一左右行走机构带动所述主轴移动并将所述待加工活塞环夹紧。
在所述步骤4中，所述第二左右行走机构用于控制所述内刀杆在所述待加工活塞环内的深度，所述第一前后行走机构用于控制所述内刀杆在所述待加工活塞环内的偏心距离；所述第三左右行走机构用于控制所述外刀杆位于所述待加工活塞环上其轴向方向的位置，所述第二前后行走机构用于控制所述外刀杆在所述待加工活塞环外的偏心距离。其中，偏心距离即为偏离主轴轴线的垂直距离。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (7)
1.一种活塞环椭圆车削车床，其特征在于：包括横向设置的主轴，所述主轴的左端端部转动安装在第一驱动机构上，在所述主轴的右端端头设有头压板；在所述主轴的轴线上且位于所述主轴的右方设有尾压板，所述尾压板转动安装在固定座上并与所述头压板同步转动，在所述尾压板的中部开设有与所述主轴同轴线的通孔，在所述通孔内贯穿设置有与所述通孔同轴的内刀杆，在所述内刀杆的左端端头设有内刀，所述内刀杆的右端端部转动安装在第二驱动机构上；在靠近所述头压板和尾压板之间连线的位置设有外刀杆，所述外刀杆横向设置且与所述主轴的轴线垂直，在所述外刀杆的前端端头外刀，所述外刀杆的后端端部固定安装在第三驱动机构上；
所述第一驱动机构包括转动机构和第一左右行走机构，所述第一左右行走机构固定安装在车床上，所述转动机构固定安装在所述第一行走机构上并与所述第一行走机构联动，所述主轴固定安装在所述转动机构上；
所述第二驱动机构包括第一前后行走机构和第二左右行走机构，所述第二左右行走机构固定安装在车床上，所述第一前后行走机构固定安装在所述第二行走机构上并与第二行走机构联动，所述内刀杆固定安装在所述第一前后行走机构上并与所述第一前后行走机构联动；
所述第三驱动机构包括第二前后行走机构和第三左右行走机构，所述第三左右行走机构固定安装在车床上，所述第二前后行走机构固定安装在所述第三左右行走机构上并与所述第三左右行走机构联动，所述外刀杆固定安装在所述第二前后行走机构上并与所述第二前后行走机构联动。
2.根据权利要求1所述的一种活塞环椭圆车削车床，其特征在于：所述第一前后行走机构和第二前后行走机构中均设置有十字交叉滚子导轨。
3.根据权利要求1或2所述的一种活塞环椭圆车削车床，其特征在于：设有同步轴，所述同步轴一端通过齿轮与所述主轴联动，所述尾压板固套在空心转轴上，所述空心转轴转动安装在所述固定座上，所述同步轴的另一端通过齿轮与所述空心转轴联动。
4.根据权利要求3所述的一种活塞环椭圆车削车床，其特征在于：所述第二左右行走机构和所述第三左右行走机构联动。
5.一种活塞环椭圆车削方法，基于权利要求4所述一种活塞环椭圆车削车床，包括以下步骤：
步骤1：在所述头压板和尾压板之间夹持待加工活塞环；
步骤2：驱动所述主轴转动；
步骤3：分别使所述内刀和外刀高频震荡；
步骤4：依据所述主轴的角位移调整所述内刀杆在所述待加工活塞环内的深度及偏心距离，同时调整所述外刀杆在所述待加工活塞环外的偏心距离及其轴方向的位置；
其中，偏心距离为偏离所述主轴轴线的垂直距离。
6.根据权利要求5所述的一种活塞环椭圆车削方法，其特征在于：所述步骤1中，将待加工活塞环放置在所述头压板和尾压板之间，使所述待加工活塞环的轴线与所述主轴的轴线重合，所述第一左右行走机构带动所述主轴移动并将所述待加工活塞环夹紧。
7.根据权利要求5或6所述的一种活塞环椭圆车削方法，其特征在于：所述步骤4中，所述第二左右行走机构用于控制所述内刀杆在所述待加工活塞环内的深度，所述第一前后行走机构用于控制所述内刀杆在所述待加工活塞环内的偏心距离；所述第三左右行走机构用于控制所述外刀杆位于所述待加工活塞环上其轴向方向的位置，所述第二前后行走机构用于控制所述外刀杆在所述待加工活塞环外的偏心距离。
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