專利名稱：雙片軸瓦半徑高度同步精密拉削的加工方法及自動化裝置的制作方法
技術領域：
本發明屬于軸瓦半徑高度精密加工的技術領域，尤其是一種雙片軸瓦半徑高度同步精密拉削的加工方法及自動化裝置。
背景技術：
軸瓦的加工工藝中先將金屬板材原料按照設計要求下料，借助沖壓模具利用沖床將落料加工呈半圓形的軸瓦坯料，最后用專用機床對軸瓦的唇口、內徑和瓦口高度進一步加工處理、形成成品。借助現有的軸瓦高度拉削機床，軸瓦高度加工工藝步驟包括將坯料輸送定位，模具鎖定加工工件，組合拉刀加工來完成軸瓦瓦口高度的精細加工。目前的加工方法存在生產效率低、勞動強度大、精度低、安全性差的缺點。公告號為CN 201154404Y的專利公開了一種軸瓦高度加工的專用裝置，其包括豎
直向立式拉削機構和用于限位、鎖緊軸瓦的裝卡、定位裝置，所述立式拉削機構主要由分別對應瓦口兩個端面的兩道拉刀以及配套的直線驅動機構組成。整個裝置采用程序化自動控制，減少了手工操作、確保了加工的穩定和精度。但是該裝置每次僅能加工一片軸瓦，而且加工范圍小、加工精度低；影響軸瓦半徑高度精度的因素有很多裝卡和定位的精確性、夾緊力的大小、夾緊塊定位的方式、設備剛性、軸瓦表面污物等；而軸瓦的半徑高度的精度直接影響到軸瓦配合過盈量、曲軸連桿系統的技術性能。現有工藝中，即使是單片軸瓦的拉削工藝都很難完全解決上述技術問題，對于雙片軸瓦同步拉削工藝更是無法解決，尤其是兩片軸瓦同時裝卡和定位在上半圓模中的精確性很難保證、而且采用現有的夾緊定位方式無法確保兩片軸瓦均完美地貼合在上半圓模上，無法保證拉削精度。
發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種雙片軸瓦半徑高度同步精密拉削的加工方法及自動化裝置，其首先將雙片軸瓦預置定位在上半圓模上、然后夾緊、拉削加工，從而實現了雙軸瓦的同時拉削，整個裝置實現自動控制，生產效率高、加工精度高、安全性能好。為解決上述技術問題，本發明采取的技術方案是
一種雙片軸瓦半徑高度同步精密拉削的加工方法，包括軸瓦的自動上料和送料、夾緊定位和拉削加工工序，在夾緊定位工序之前增設了雙片軸瓦浮動預置定位工序，具體的加工步驟是
①借助輸送帶上所設置的多道阻尼裝置將傳輸中的軸瓦兩個一組、按照拉削加工工序的節奏時序傳送至上料工位，然后借助機械手和送料驅動機構將雙片軸瓦送至支撐雙片軸瓦四瓦口端面的、具有彈漲量的托料板上；
②借助直線驅動機構、托料板運動至夾緊定位工位，借助托起驅動機構的向上托起、托料板與夾緊定位工位中的上半圓模形成浮動預置定位結構；
③借助兩個相互獨立的、全浮動的、彈漲式三點定位夾緊的壓頭實現軸瓦的定位和夾
緊；④托起機構向下收縮帶動托料板下降，同時借助直線驅動機構驅動拉刀實現拉削加工。基于上述方法的自動化裝置，包括控制管理機構以及控制管理機構控制的執行機構，所述執行機構包括自動上料和送料機構、雙片軸瓦浮動預置定位機構、夾緊定位機構和拉削加工機構，所述夾緊定位機構包括借助夾緊油缸驅動的全浮動結構的夾緊座、浮動定位在夾緊座上的夾緊塊、以及與雙片并排軸瓦的形狀相匹配的上半圓模。所述夾緊座包括與夾緊油缸輸出端連接的連接塊、設置在連接塊上的第一層浮動塊、以及設置在第一層浮動塊上的第二層浮動塊，所述第二層浮動塊由兩塊相互獨立的支撐塊構成；連接塊與第一層浮動塊之間、以及第一層浮動塊與支撐塊之間分別借助相配合的直角形凹槽和半圓柱形凸起、以及彈簧浮動定位。采用上述技術方案產生的有益效果在于(1)本發明在夾緊工序之前增設了浮動預置定位工序，首先通過預置定位、壓緊將雙片軸瓦定位在上半圓模上，然后以保證定位和
夾緊的精度，從而保證拉削的精度；(2)采用全浮動撐漲式結構的夾緊塊，借助直角凹槽與半圓柱形凸塊的配合，能夠保證兩片軸瓦均衡受力，同時每片軸瓦也能均衡受力，從而實現夾緊塊同時分別獨立夾緊兩片軸瓦，克服了現有夾緊塊無法同時夾緊雙片軸瓦的技術問題；(3)本發明在保證加工精度的基礎上，每次可同步加工兩片軸瓦，提高了工作效率；(4)本發明由控制管理機構控制軸瓦自動上料和送料、夾緊定位、拉削加工等工序，提高了加工的精度，大大降低了人工勞動強度，同時增強了工作的安全性。
圖I是本發明裝配圖的俯視結構示意 圖2是本發明裝配圖的前視結構示意 圖3是送料機構與托料板裝配的主視結構示意 圖4是圖3的俯視結構意 圖5是本發明夾緊機構的主視結構示意 其中，I、夾緊機構，2、下料槽，3、落料用機械手，4、拉刀，5、送料機構，6、推料氣缸，7、第二級輸送帶，8、撥片,9、軸瓦，10、第一級輸送帶,5-1、送料氣缸,5-2、送料直線導軌,5-3、送料器，5-4、托料板，5-5、托料座，5-6、杠桿，5-7、托料氣缸，1-1、連接塊，1-2、第一層浮動塊，1-3、支撐塊，1-4、壓頭，1-5、上半圓模，1-6、吹氣通道，1-7半圓柱形凸起。下面結合附圖對本發明進行詳細描述。
具體實施例方式本發明提供一種雙片軸瓦半徑高度同步精密拉削的加工方法以及基于該方法的一種自動化裝置。所述的加工方法包括軸瓦的自動上料和送料、夾緊定位和拉削加工工序，關鍵的改進在于在夾緊定位工序之前增設了雙片軸瓦浮動預置定位工序，具體的加工步驟是:
①借助輸送帶上所設置的多道阻尼裝置將傳輸中的軸瓦兩個一組、按照拉削加工工序的節奏時序傳送至上料工位，然后借助機械手和送料驅動機構將雙片軸瓦送至支撐雙片軸瓦四瓦口端面的、具有彈漲量的托料板5-4上；當軸瓦的半徑高度不同時，具有彈漲量的托料板能夠保證每片軸瓦均能預置于夾緊定位工序中的上半圓模上。其采取多種形式，比如其中一個托料板具有彈性且高于其它在同一基準面上的三個托料板。②借助直線驅動機構、托料板5-4運動至夾緊定位工位，借助托起驅動機構的向上托起、托料板5-4與夾緊定位工位中的上半圓模形成浮動預置定位結構；預置定位結構便于后續的夾緊定位工序的準確定位。③借助兩個相互獨立的、全浮動的、彈漲式三點定位的壓頭實現軸瓦的定位和夾緊；所述兩個壓頭是相互獨立的，這樣避免兩片及每片軸瓦坯料之間的壁厚存在誤差而導致夾緊不牢的現象；壓頭采用彈漲式三點定位夾緊的方式，即利用夾緊推力使頂部受力，后用直角凹槽與半圓凸起將壓頭撐開，使軸瓦內表面三點均勻受力。④托起機構向下收縮帶動托料板5-4下降，借助直線驅動機構驅動拉刀和倒內角刀實現拉削加工。該加工方法采用全浮動定位結構克服了現有技術中不能同時夾緊兩片軸瓦進行
精密拉削的技術缺陷。基于上述雙片軸瓦半徑高度同步精密拉削的加工方法，本發明提供了一種具體的實施例。參見圖f圖5，本發明的結構中包括控制管理機構以及控制管理機構控制的執行機構，所述執行機構包括自動上料和送料機構、雙片軸瓦浮動預置定位機構、夾緊定位機構I和拉削加工機構，所述夾緊定位機構I包括借助夾緊油缸驅動的全浮動結構的夾緊座、浮動定位在夾緊座上的夾緊塊、以及與雙片并排軸瓦的形狀相匹配的上半圓模1-5。所述夾緊座包括與夾緊油缸輸出端連接的連接塊1-1、設置在連接塊1-1上的第一層浮動塊1-2、以及設置在第一層浮動塊上1-2的第二層浮動塊，所述第二層浮動塊由兩塊相互獨立的支撐塊1-3構成；連接塊1-1與第一層浮動塊1-2之間、以及第一層浮動塊1-2與支撐塊1-3之間分別借助相配合的直角形凹槽和半圓柱形凸起、以及彈簧浮動定位。所述夾緊塊包括分別設置在兩塊支撐塊1-3上、借助三點與軸瓦內圓定位的壓頭1-4 ;支撐塊1-3與壓頭1-4之間借助相配合的直角形凹槽和半圓柱形凸起、以及彈簧浮動定位。夾緊油缸驅動借助增壓氣缸增壓。較大的夾緊力是實現精密加工的重要保證，因為若夾緊力不夠，在拉削過程會造成軸瓦錯動，拉削精度大大降低。本發明采用氣缸對夾緊油缸增壓，不僅增大了夾緊力，而且節省了設備的占用空間。所述上半圓模1-5上設有吹氣通道1-6，在形成浮動預置定位結構之前，通過吹氣通道1-6對所述兩片軸瓦表面進行吹掃。將可能影響加工精度的污物清除，為精密加工進一步創造條件。所述浮動預置定位機構包括支撐雙片軸瓦四瓦口端面的托料板5-4和限位托料板5-4的托料座5-5，其中三個托料板位于同一水平面，第四個托料板具有彈性、且高于其它三個托料板；所述托料座5-5借助杠桿5-6和托料氣缸5-7與上半圓模1-5形成浮動預置定位結構。所述杠桿5-6的一端與托料氣缸5-7動力端連接，杠桿5-6的另一端與托料座5-5底部連接，并以鉸接軸作為支點，支點至托料座5-5的距離小于支點至托料氣缸5-7的距離，從而實現托起力的放大，穩固地將兩片軸瓦預置在上半圓模上，為精準夾緊做好準備。拉削機構包括分別對應雙片軸瓦瓦口端面的兩道拉刀4和倒內角刀以及配套的直線驅動機構。所述自動上料機構包括垂直設置的兩級輸送帶、推料氣缸6和上料用機械手，在第一級輸送帶10的末端設有用于姿態調整的撥片8，在第二級輸送帶7的末端設有推料氣缸6 ;所述上料用機械手位于推料氣缸6與送料機構5之間。所述送料機構包括與夾緊機構I同軸向設置的、借助送料氣缸5-1驅動具有水平自由度的送料器5-3，所述送料器5-3用于放置雙片軸瓦；所述送料機構、托料座5-5定位在同一基座5-8上，所述基座5-8借助直線驅動機構與拉刀4同步運動。借助送料氣缸5-1驅動和配套的送料直線導軌5-2，所述送料器5-3具有水平方向的自由度。所述上料用機械手結構中包括抓料氣缸、固定在抓料氣缸活塞桿端的磁定位模具、設置在磁定位模具上的卸料裝置、以及機械手平移伺服機構；所述磁定位模具與雙片同軸并排軸瓦的相對應。借助抓料氣缸活塞桿的伸縮運動和磁定位模具實現雙片軸瓦的抓料和放料；借助機械手的平移伺服機構將雙片軸瓦送至送料機構的送料器5-3上。送料機構、托料座位于同一基座5-8上，與拉刀同步運動。在送料氣缸5-1驅動下、送料器5-3沿送料直線導軌5-2運動至托料板5-4上方；與此同時，在直線驅動機構的驅動下、托料板5-4運動至上半圓模正下方，在托料氣缸的驅動下、托料板5-4將雙片軸瓦的兩端托起、上半圓模形成浮動預置定位結構。執行機構還包括自動落料機構，所述自動落料機構包括設置在倒內角刀工位之后、與拉刀同步運動的下料槽2以及落料用機械手3，落料用機械手與上料用機械手結構相同。落料用機械手抓取加工后的雙片軸瓦放置在整理用的輸送帶上。本發明設有控制管理機構，分別接自動上料和送料機構、浮動預置定位機構、夾緊定位機構、拉削機構和自動落料機構的控制端，且以上各工序中均設置到位檢測的光電傳感器，光電傳感器的輸出端接控制管理機構的輸入端。根據光電傳感器的信號，控制各工序的加工步驟如下
①第二級輸送帶7將軸瓦逐片送至上料位，由推料氣缸將軸瓦推至上料用機械手工位，當該工位有兩片軸瓦時，上料用機械手抓取上述兩片并排軸瓦，在伺服機構的驅動下、放置在送料器5-3上；
②送料氣缸5-1驅動送料器5-3向前運動至托料板5-4上方；
③與此同時，送料氣缸5-1和托料板5-4連同拉刀4在直線驅動機構的驅動下沿直線導軌同步運動，至托料板5-4運動到上半圓模下方，托料氣缸5-7通過杠桿將托料座連同托料板抬起，將兩片軸瓦送入了上半圓模內形成浮動預置定位結構；
④送料氣缸5-1收縮帶動送料器5-3往返運動，然后夾緊油缸驅動壓頭通過豎直向頂起、撐漲、實現三點定位和夾緊；
⑤直線驅動機構帶動拉刀往返運動，實現軸瓦瓦口的拉削和倒內角；
⑥拉削完成后，雙片軸瓦落至下料槽，當下料槽2與拉刀同步運動至落料用機械手3的工位時，機械手抓取加工后的軸瓦放置整理用輸送帶上。
權利要求
1.一種雙片軸瓦半徑高度同步精密拉削的加工方法，包括軸瓦的自動上料和送料、夾緊定位和拉削加工工序，其特征在于在夾緊定位工序之前增設了雙片軸瓦浮動預置定位工序，具體的加工步驟是 ①借助輸送帶上所設置的多道阻尼裝置將傳輸中的軸瓦兩個一組、按照拉削加工工序的節奏時序傳送至上料工位，然后借助上料用機械手和送料驅動機構將雙片軸瓦送至支撐雙片軸瓦四瓦口端面的、具有彈漲量 的托料板(5-4)上； ②借助直線驅動機構、托料板(5-4)運動至夾緊定位工位，借助托起驅動機構的向上托起、托料板(5-4)與夾緊定位工位中的上半圓模形成浮動預置定位結構； ③借助兩個相互獨立的、全浮動的、彈漲式三點定位夾緊的壓頭實現軸瓦的定位和夾緊； ④托起驅動機構向下收縮帶動托料板(5-4)下降，同時借助直線驅動機構驅動拉刀實現拉削加工。
2.基于雙片軸瓦半徑高度同步精密拉削的加工方法的自動化裝置，其特征在于包括控制管理機構以及控制管理機構控制的執行機構，所述執行機構包括自動上料和送料機構、雙片軸瓦浮動預置定位機構、夾緊定位機構(I)和拉削加工機構，所述夾緊定位機構(I)包括借助夾緊油缸驅動的全浮動結構的夾緊座、浮動定位在夾緊座上的夾緊塊、以及與雙片并排軸瓦的形狀相匹配的上半圓模(1-5)。
3.根據權利要求2所述的雙片軸瓦半徑高度同步精密拉削的自動化裝置，其特征在于所述夾緊座包括與夾緊油缸輸出端連接的連接塊(1-1)、設置在連接塊(1-1)上的第一層浮動塊(1-2)、以及設置在第一層浮動塊上(1-2)的第二層浮動塊，所述第二層浮動塊由兩塊相互獨立的支撐塊(1-3)構成；連接塊(1-1)與第一層浮動塊(1-2)之間、以及第一層浮動塊(1-2)與支撐塊(1-3)之間分別借助相配合的直角形凹槽和半圓柱形凸起、以及彈簧浮動定位。
4.根據權利要求3所述的雙片軸瓦半徑高度同步精密拉削的自動化裝置，其特征在于所述夾緊塊(1-4)包括分別設置在所述兩塊相互獨立的支撐塊(1-3)上、借助三點與軸瓦內圓定位的壓頭(1-4);支撐塊(1-3)與壓頭(1-4)之間借助相配合的直角形凹槽和半圓柱形凸起、以及彈簧浮動定位。
5.根據權利要求2所述的雙片軸瓦半徑高度同步精密拉削的自動化裝置，其特征在于夾緊油缸驅動借助增壓氣缸增壓。
6.根據權利要求2所述的雙片軸瓦半徑高度同步精密拉削的自動化裝置，其特征在于所述浮動預置定位機構包括支撐雙片軸瓦四瓦口端面的托料板(5-4)和限位托料板(5-4)的托料座(5-5)，其中三個托料板位于同一水平面，第四個托料板具有彈性、且高于其它三個托料板；所述托料座(5-4)借助托料氣缸(5-7)與上半圓模(1-5)形成浮動預置定位結構。
7.根據權利要求2所述的雙片軸瓦半徑高度同步精密拉削的自動化裝置，其特征在于拉削機構包括分別對應雙片軸瓦瓦口端面的兩道拉刀(4)和倒內角刀以及配套的直線驅動機構。
8.根據權利要求7所述的雙片軸瓦半徑高度同步精密拉削的自動化裝置，其特征在于所述自動上料機構包括垂直設置的兩級輸送帶、推料氣缸(6)和上料用機械手，在第一級輸送帶(10)的末端設有用于姿態調整的撥片(8)，在第二級輸送帶(7)的末端設有推料氣缸(6);所述上料用機械手位于推料氣缸(6)與送料機構(5)之間； 所述送料機構包括與夾緊機構(I)同軸向設置的、借助送料氣缸(5-1)驅動具有水平自由度的送料器(5-3 )，所述送料機構、托料座(5-5 )定位在同一基座(5-8 )上，所述基座(5-8)借助直線驅動機構與拉刀同步運動。
9.根據權利要求8所述的雙片軸瓦半徑高度同步精密拉削的自動化裝置，其特征在于所述上料用機械手結構中包括固定在取料氣缸活塞桿端的磁定位模具、設置在磁定位模具上的卸料裝置、以及機械手平移伺服機構。
10.根據權利要求9所述的雙片軸瓦半徑高度同步精密拉削的自動化裝置，其特征在于執行機構還包括自動落料機構，所述自動落料機構包括設置在倒內角刀工位之后、與拉刀同步運動的下料槽(2)以及落料用機械手(3)。
全文摘要
本發明公開了一種雙片軸瓦半徑高度同步精密拉削的加工方法和基于該方法的一種自動化裝置。所述加工方法包括軸瓦的自動上料和送料、夾緊定位和拉削加工工序，在夾緊定位工序之前增設了雙片軸瓦浮動預置定位工序，且所述夾緊定位采用全浮動結構夾緊座、彈漲式三點定位的兩個壓頭。所述自動化裝置本發明克服了雙片片軸瓦同時夾緊定位的技術難題，提高了加工效率，而且精密度高、安全性能好。
文檔編號B23D37/00GK102873398SQ20121025363
公開日2013年1月16日 申請日期2012年7月23日 優先權日2012年7月23日
發明者金慧洲, 任志新, 金鐵漢, 趙三虎, 金建平 申請人:石家莊市東方軸瓦有限公司