[发明专利]曲轴专用的车削卡具装置及制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及机械设备制造，一种安装在机床主轴上的偏心卡具，同时适用于多种规格曲轴的连杆颈、主轴颈及两侧腹板加工的车削卡具装置。

背景技术

曲轴的主轴颈、连杆颈及腹板加工现阶段主要有以下三种方式：第一种是利用五轴车铣中心进行多轴联动铣削加工，第二种是根据每个系列曲轴的自身特点制造的偏心卡具进行加工，第三种是最传统的方式，根据曲轴连杆颈偏心距的不同在曲轴端面打上特制的偏心孔进行连杆颈加工。

现今的三种加工方式各有利弊，第一种方式可以对曲轴的连杆颈、主轴颈及腹板等加工面进行铣削加工，缺点是受加工设备交货期长、价格高昂且对加工者的技术水平要求很高等多种因素的限制，另外很多大型的车铣复合机床需要由国外进口。第二种情况是现在常用的加工方式，根据每个曲轴连杆颈不同的偏心距及连杆颈相位分度角度设计不同的偏心卡具，对曲轴进行加工，缺点是每个卡具只能加工特定的曲轴的连杆颈和腹板，针对不同的系列的曲轴需设计不同的卡具，造成资金浪费，也不便于更换卡具。另外这种卡具并不能加工曲轴的主轴颈，当加工曲轴的主轴颈时还需要另外的专门主轴颈车床进行加工，不能实现工件的一次装卡完成加工。第三种方式是较为原始的方式，通过在曲轴的端面根据连杆颈的偏心距和分度角度预加工偏心顶尖孔，利用偏心顶尖孔的顶持对工件进行加工。但这种方式受曲轴偏心量较大，整体旋转不平衡，对机床运转及操作都造成一定的隐患，故该种加工方式已不常见。

为了解决以上问题，必须研究曲轴类零件的自身特点。曲轴具有如下特点：

1、曲轴类零件形状特殊，完全不同于普通轴类件，虽然也属于回转类零件，但不同部位的回转中心基本不同，尤其是“奇数拐颈”的曲轴，比如船用曲轴中较常见的“七拐”曲轴共有七个连杆颈，每个连杆颈的轴颈中心为以曲轴两端的主轴径为中心，以偏心距为半径的一个虚拟圆上平均分布。这一特点导致这些轴颈完全无法在传统的车床上进行加工。两个连杆颈之间有一个主轴径，这些主轴径为同一中心，因此传统车床的卡盘卡住两端的主轴径后，可以加工曲轴的其他主轴径，但对不在同一旋转中心的连杆颈加工则无能为力，如想加工必须采取专用措施。

2、传统的方法加工每一种类的曲轴都需要针对工件特点设计一套专用的工装来进行曲轴的加工。但因为不同系列，不同种类的曲轴的连杆颈数量（即：“拐数”）各不相同，连杆颈中心距离主轴中心的距离也各不相同，可以卡持的主轴径直径也各不相同。这就造成如果需要加工的曲轴种类较多的话就必须根据曲轴特点分别设计工装，造成极大的资金投入，也影响加工效率。同时这种卡具一般只限于加工连杆颈，当需要加工主轴径时，还需要将工装在车床主轴上拆下，更换上普通卡盘后进行主轴径的加工，非常影响加工效率。

发明内容

本发明的目的是提供一种曲轴专用的车削卡具装置及制造方法，这种安装在机床主轴上的偏心卡具，首先可以实现在一套装置上完成多个系列、不同偏心距，不同直径主轴颈的曲轴的加工，其次在每个曲轴的加工过程中通过一次装卡即能完成曲轴的连杆颈、主轴颈及两侧腹板的车削。

本发明的曲轴专用的车削卡具装置，包括左、右卡具，其特征在于左右卡具分别对称安装在车床的左右旋转中心上，左右卡具结构基本相同，每个卡具由卡具体、偏心距移动及定位机构、连杆颈分度定位及锁紧机构、曲轴卡持机构、偏心配重机构组成，唯一区别是右卡具没有蜗轮蜗杆分度机构；偏心距移动及定位机构通过丝杠支撑机构把滑板安装在卡具体上，滑板两侧的压板，使滑板定位；滑板上还有位置测量装置的数显游标深度尺、锁紧螺钉机构，对移动后的滑板进行精确锁紧定位；滑板圆台内安装有连杆颈分度定位及锁紧机构，蜗轮固定在鼓轮上，分度盘上面的转盘通过定位销将其与鼓轮固定，通过蜗杆驱动蜗轮围绕滑板上的旋转中心孔的旋转最终实现工件的旋转、定位以及固定锁紧；曲轴卡持机构安装在滑板圆台端口、连杆颈分度定位及锁紧机构上面，卡盘体、卡爪安装在转盘的旋转中心上，在卡紧工件的同时可围绕旋转中心孔分度旋转；卡具体的下半部安装偏心配重机构，通过丝杆传动件的运动带动一组配重盘移动，调整配重块的位置及重量，实现整个旋转体系的旋转平衡。

制造方法：