专利名称：一种无y轴大型曲轴数控深孔钻床的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种深孔钻床，特别是涉及一种无Y轴大型曲轴数控深孔钻床。
背景技术：
几十年前，已经设计制造的曲轴深孔钻床只适用于铸铁曲轴加工。因为采用的是 麻花钻手动进给方式，加工钢曲轴时因为铁屑的连续性及深孔难以排屑很易断钻头，另外 铸铁曲轴的斜油孔结构和钢曲轴的斜油孔结构也不同，因此装夹也不同。目前，市场上的全自动曲轴数控深孔钻床用得较广，但是对于每个月20条左右批 量钢曲轴加工而言，对厂家来说并不是最好的解决方案。所谓全自动曲轴数控深孔钻床至 少包括了五个数控轴，即曲轴的轴向定位X轴、不同的曲轴斜油孔放置在机床上的位置高 度不同，即需有高低移动的Y轴，加工油孔深度的Z轴，不同斜油孔角摆向B轴、曲轴旋转用 A轴，其中，由于曲轴很长，油孔深600左右，为了尽量减少机床的占地面积，一般Z轴由两根 轴W和Z轴完成，而W和Z轴以及B轴、Y轴必须作为一个整体在X轴上移动，因此结构复 杂、刚性差、成本高、维护困难。
发明内容本实用新型的目的在于，克服现有的全自动曲轴数控深孔钻床存在的缺陷，而提 供一种新型的无Y轴大型曲轴数控深孔钻床，所要解决的技术问题是使其取消Y轴，B轴自 动改手动，取消A轴，与全自动的曲轴数控深孔钻床相比，这样可大大简化了设备，增强了 刚性，降低了成本，且维护性好。本实用新型的目的及解决其技术问题是采用以下的技术方案来实现的。依据本实 用新型提出的一种无Y轴大型曲轴数控深孔钻床，包括工作台；安装在工作台上的多个可 调整夹具；安装在工作台一端的枪钻角度校正块；安装在工作台上的可移位的分度支撑柱 及可移位的辅助支撑柱；以及安装在多个可调整夹具、分度支撑柱及辅助支撑柱上的曲轴。根据本实用新型实施例的无Y轴大型曲轴数控深孔钻床，所述辅助支撑柱还连接 一回转工作台。根据本实用新型实施例的无Y轴大型曲轴数控深孔钻床，所述可调整夹具包括 安装于工作台上的夹具体；安装在夹具体上的轴心高度确定块；安装在夹具体上的活动立 柱；安装在两活动立柱之间的拉紧杆；分别将夹具体固定在工作台上及将活动立柱固定在 夹具体上的码紧螺栓；以及安装在两活动立柱上的支撑轴承。根据本实用新型实施例的无Y轴大型曲轴数控深孔钻床，所述角度校正块的截面
呈三角形。借由上述技术方案，本实用新型的无Y轴大型曲轴数控深孔钻床具有的优点是 由于钢曲轴斜油孔的结构特点，即斜油孔均过中心线，同种曲轴斜油孔不需上下移动Y轴， 同种曲轴斜油孔角度也相同，因此，本实用新型的钻床取消了 Y轴，B轴自动改手动，取消A 轴，与全自动的曲轴数控深孔钻床相比，这样可大大简化了设备，增强了刚性，降低了成本，且维护性好。上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其他目的、特征 和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
图1是本实用新型无Y轴大型曲轴数控深孔钻床的结构示意图。图2是本实用新型无Y轴大型曲轴数控深孔钻床的另一方向结构示意图。图3是本实用新型的可调整夹具的结构示意图。图4是本实用新型的角度校正块的结构示意图。图5是本实用新型在钻直油孔、斜油孔时的各轴的几何关系图。10:工作台30:角度校正块20:可调整夹具21 夹具体22:轴心高度确定块23、23，活动立柱24:拉紧杆25:码紧螺栓26、26，支撑轴承27 枪钻主轴40:分度支撑柱50:辅助支撑柱60:曲轴70:回转工作台
具体实施方式
要顺利实施本实用新型的技术方案就必须克服以下三点不足之处1)取消Y轴后，枪钻高度方向上无法调整，给钻削不同高度的油孔带来了不便，采 取什么措施可以满足不同规格钢曲轴的加工需要？2)B轴由自动该为手动，如何保证曲轴空间孔位相交准确？尤其是采用手动驱动 普通精度(刻度精度1° )价格低廉的回转工作台，采取什么措施能使其满足高位置精度要 求？3)数控深孔钻钻直油孔时可以以曲轴止推面及曲轴外径为基准，确定工件零点； 钻斜油孔该以哪里为基准，确保直油孔、斜油孔的相对位置准确？请参阅图1和2所示，本实用新型的技术方案的配套工艺围绕以上三点展开，设计 制造一套可调整夹具20来调整工件高度，完成不同规格钢的曲轴28钻削；通过角度校正块 30保证枪钻旋转角度准确；通过坐标转换解决了钻斜油孔时参考点难确定，空间孔位相交 不易保证的难题。本实用新型无Y轴大型曲轴数控深孔钻床的结构如图1和2所示，该钻 床包括工作台10、安装在工作台10上的多个可调整夹具20、安装在工作台10—端的枪钻 角度校正块30、安装在工作台10上的可移位的分度支撑柱40、安装在工作台10上的可移 位的辅助支撑柱50、以及安装在多个可调整夹具30、分度支撑柱40及辅助支撑柱50上的 曲轴60。该辅助支撑柱50还连接一手动回转工作台70。请参阅图3所示，本实用新型的可调整夹具20是根据V型块开口大小对圆柱轴 线高度的影响设计的，该可调整夹具20是由安装于工作台10上的夹具体21 (包括1个底 座)、安装在夹具体21上的轴心高度确定块22、安装在夹具体21上的活动立柱23、23’、安装在两活动立柱23、23’之间的拉紧杆24、分别将夹具体21固定在工作台10上及将活动立 柱23、23’固定在夹具体21上的码紧螺栓25、安装在两活动立柱23、23’上的支撑轴承26、 26，、及枪钻主轴27组成。其中，该夹具20的V型支撑是由两个支撑轴承26、26’构成，使手动转动大型曲轴成为可能。开口大小由轴心高度确定块22确定，当加工不同规格的曲轴60时，旋松拉紧杆 23，两个活动立柱25、25’向两边移动，将当前的轴心高度确定块取下，并换上需要更换的轴 心高度确定块，然后再拉近拉紧杆23。该曲轴60的主轴径轴线的最终高度由轴心高度确定 块22和主轴的轴径工艺尺寸最终确定。请参阅图4所示，本实用新型通过角度校正块30使刻度精度只有1°的回转工作 台70满足钻削角度要求士2、的加工要求。该角度校正块的结构如图4所示，角度α根据 曲轴60的斜油孔角度进行设计，务必保证该角度校正块30的几何精度。通过读取回转工 作台70上的刻度对深孔钻角度进行粗调，采用角度校正块30打表进行微调，步骤如下1)粗调回转工作台70，刻度对准(360-α )；2)打表A面，调整角度校正块30，使A面与X轴平行，即A面全长读数不超过 0. 02mm ；3)打表C面，通过微调手轮转动回转工作台70，直至W轴与C面平行，即全长读数 不超过0. 02mm ；4)锁紧回转工作台70 ；5)再次打表C面，确定回转工作台70在锁紧时没有移动。请参阅图5所示，本实用新型采用坐标转换，充分发挥数控系统功能，根据深孔钻 钻削直油孔与斜油孔时确定的几何关系，钻直油孔时采用G54坐标系，钻斜油孔时采用G55 坐标系。确定G54后，利用G55与G54的关系方程式，将其写成宏程序，加工时自动计算出 G55坐标原点。由于直油孔、斜油孔加工利用同一参考点，不需二次寻找工件坐标，误差及人 为出错误的机会降到最低，确保直油孔与斜油孔相交准确。应用实施例1以无Y轴大型曲轴数控深孔钻ZK4202(J)为例该曲轴深孔钻设计中心高与工作 台面距离为630士0. 2，可调整夹具20中支撑轴承26采用深沟球轴承110X50X27，轴承轴 线与工作台面的距离为495，与定位面的距离为97，设曲轴半径为R，轴心高度确定块22的 宽度为X，主轴中心水平面到轴承面的距离为H，可列方程式及不等式<formula>formula see original document page 5</formula>H^ 25(避免支撑轴承与深孔钻主轴干涉)将R值代入上面方程式，即可计算出相应的X值同时要验证H彡25。该可调整夹具20应用的最小轴径极限尺寸由X = 0且H彡25确定，计算结果为 Φ 141. 7，最大轴颈极限值由码紧螺栓位置确定，最大X值可取到200，计算结果R = 168. 2， 即主轴径工艺尺寸在Φ 141. 7 Φ376. 4的钢曲轴均适用该夹具来加工主轴径直油孔及斜 油孔。应用实施例2以G32曲轴在大型曲轴数控深孔钻ZK4202(J)上钻削直油孔斜油孔时的坐标转换 为例，该机床数控系统采用siemens840D，钻直油孔、斜油孔时的各轴的几何关系如图5所示。G55中X、Z、W与G54中X、Z、W的关系式如下
<formula>formula see original document page 6</formula>现将G54的坐标原点数值赋值予参变量，程序如下(G54_G55)R80 = SP_UIFR[1, X，TR] R81 = SP_UIFR [1, W, TR]R82 = SP_UIFR[1, Ζ, TR]利用参变量计算出G55，程序如下SP_UIFR[2, X，TR] = R80-1104. 2SP_UIFR[2, W, TR] = R81-489. 7SP_UIFR[2, Ζ, TR] = R82-355几十条大型钢曲轴油孔钻削经验表明此种结构深孔钻结合该配套工艺加工效率 是落地横镗的三倍，孔表面粗糙度达1. 6 μ m，位置精度度完全达到图纸要求。以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上 的限制，故凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施 例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
权利要求一种无Y轴大型曲轴数控深孔钻床，其特征在于其包括工作台；安装在工作台上的多个可调整夹具；安装在工作台一端的枪钻角度校正块；安装在工作台上的可移位的分度支撑柱及可移位的辅助支撑柱；以及安装在多个可调整夹具、分度支撑柱及辅助支撑柱上的曲轴。
2.根据权利要求1所述的无Y轴大型曲轴数控深孔钻床，其特征在于所述辅助支撑 柱还连接一回转工作台。
3.根据权利要求1所述的无Y轴大型曲轴数控深孔钻床，其特征在于所述可调整夹 具包括安装于工作台上的夹具体； 安装在夹具体上的轴心高度确定块； 安装在夹具体上的活动立柱； 安装在两活动立柱之间的拉紧杆；将夹具体固定在工作台上及将活动立柱固定在夹具体上的码紧螺栓；以及 安装在两活动立柱上的支撑轴承。
4.根据权利要求1所述的无Y轴大型曲轴数控深孔钻床，其特征在于所述角度校正 块的截面呈三角形。
专利摘要本实用新型是关于一种无Y轴大型曲轴数控深孔钻床，包括工作台；安装在工作台上的多个可调整夹具；安装在工作台一端的枪钻角度校正块；安装在工作台上的可移位的分度支撑柱及可移位的辅助支撑柱；以及安装在多个可调整夹具、分度支撑柱及辅助支撑柱上的曲轴。本实用新型的的无Y轴大型曲轴数控深孔钻床，取消Y轴，B轴自动改手动，取消A轴，与全自动的曲轴数控深孔钻床相比，这样可大大简化了设备，增强了刚性，降低了成本，且维护性好。
文档编号B23B41/02GK201558977SQ20092026526
公开日2010年8月25日 申请日期2009年12月16日 优先权日2009年12月16日
发明者周育乐, 李伟彪, 李建清, 甄健胜, 虞荣汉 申请人:广州柴油机厂