专利名称：数控型气门全自动切断机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种数控型气门全自动切断机，具体的说是涉及一种通过设计刚性和 柔性球座旋转定位头，配合采用了气门盘部端面定位和盘部锥面定位两种定位夹具，实现 气门总长切割加工和气门Le尺寸切槽加工的数控型气门全自动切断机。
背景技术：
气门是内燃机配气机构中重要的运动部件，市场的需求量非常大。传统的气门生 产过程毛坯的切断是一人操作一台切断机，靠工人手工上下料，劳动强度大、生产率低，单 人班产很低，且加工质量受到工人技术水平的限制，加工精度低，质量很难保证，产品成本 高，影响企业经济效益。为了确保气门产品的质量，提高生产效率，减轻工人劳动强度需要 设计一种数控型气门全自动切断机，适用于气门生产过程总长度定尺寸加工，及对气门锥 面定位加工锁夹槽和对气门杆端面倒角加工。
发明内容
本发明的目的是提供一种结构简单、价格低、使用方便、实现自动上下料，自动定 位加工，实现一人多机管理，生产节拍快效率高，产品质量优的数控型气门全自动切断机。本发明为了达到上述目的，提供一种数控型气门全自动切断机，至少包括有机床 床身、上料机构、定位机构、刀架机构、推料机构和数控电箱，还设有车头箱；所述的定位机 构、车头箱、刀架机构、推料机构和数控电箱安装在机床面上，所述的数控电箱控制各机构 的运行；
所述的上料机构由上料架、气门料槽和分料架组成，上料架的上下滑杆安装在弧形板 上，弧形板和上料弧形架固定在下底板上，下底板上还安装有丝杆座和螺母座；螺杆安装在 丝杆座和螺母座中；所述气门料槽，由安装在料槽里的右角块、左角块、活块、活块销、扭簧、 扭簧销和限位螺钉构成，右角块和左角块组合形成支撑气门盘部大外圆的大V形块，活块 形成支撑气门杆部的小V形状；分料架由上底板、角铁、左右料杆转板、左右支座、分料气缸 组成，上底板和角铁用螺钉固定在下底板上，角铁的另一面也用螺钉固定在弧形板上，分料 气缸安装在左右支座上，分料气缸通过活塞推动连杆和左右料杆转板进行左右运动；上料 机构通过下底板一端的圆柱头沉孔用圆柱头内六角螺钉安装在定位机构的支架上，另一端 通过腰圆孔安装在车头箱主轴座上；
所述的定位机构通过底板安装在机身面上，底板上安装有百分表座、下滑板、支架、定 位螺杆座、手轮和丝杆，下滑板上依次安装有上滑板和直角座，定位螺杆安装在定位螺杆座 上；百分表安装在百分表座上，百分表测量头紧压在定位螺杆上；QGB63X160标准气缸安装 在直角座上，定位主轴一端安装在支架上，另一端安装在直角座上；所述的定位主轴的一端 心轴内设有小弹簧和定位爪与定位主轴中部安装的球座旋转构件构成球座旋转定位头；
所述的车头箱通过主轴座、护板和衬套安装在机身面上，主轴座上设有夹紧气缸、活 塞、外隔圈、内隔圈、锁紧螺母、定位滑套、弹簧、锁紧螺母块、夹具块、弹性套、主轴套、皮带
4轮和轴承套，床身中的三相异步电动机通过车头箱内皮带轮带动气门作旋转运动；
所述的刀架机构的滑板座上安装有双根直线导轨，直线导轨上安装有四块滑块，刀架 下滑板安装在四个滑块上，步进电动机通过联结块固定在滑板座上，步进电动机通过联轴 器驱动滚珠丝杆拖动刀架下滑板作横向进给运动，上滑板在下滑扳上方通过手轮调节刀具 轴向尺寸；加工后的气门通过所述的推料机构推动加工后的气门出料。本发明所述的定位机构中的定位螺杆，通过转动手轮带动丝杆实现精确到0. 01 mm微量调节，微量调节的数值通过百分表读出。本发明所述的定位机构中定位主轴的球座旋转构件有两种结构，其中一种由联接 板和LMF30UU直线轴承组成安装在定位主轴中部，与定位主轴一端的心轴内设有的小弹簧 和定位爪构成刚性球座旋转定位头，另一种是由联接套、柔性球座弹簧、弹性挡圈、球座式 联接块和钢球组成安装在定位主轴中部，与定位主轴一端的心轴内设有的小弹簧和定位爪 构成柔性球座旋转定位头。本发明所述的定位机构的定位主轴为刚性球座旋转式定位头结构时，QGB63X160 标准气缸的活塞杆安装在联接板上，通过联接板与锥销和定位主轴联接一体作前后运动； 定位机构的定位主轴为柔性球座旋转式定位头结构时，QGB63X160标准气缸的活塞杆安装 在球座式联接块上，通过球座式联接块和定位主轴联接一体作前后运动。本发明所述的车头箱中定位滑套有两种结构，其中一种构成为气门盘部端面定位 的夹具，另一种构成为气门盘部锥面定位的夹具，气门通过盘部端面定位时配合定位机构 的刚性球座旋转式定位头实现气门总长切割加工；气门通过盘部锥面定位时配合定位机构 的柔性球座旋转式定位头实现气门Le尺寸切槽加工。本发明所述的车头箱中的夹具块有三辨，由弹性套与三辨夹具块构成组合夹具。本发明所述刀架机构的滑板座上安装有双根导轨，导轨选用HJG-DA20C型直线滚 动导轨，双导轨上安装有四块滑块，刀架下滑板安装在导轨的四块滑块上，刀架下滑板采用 的直线导轨式单轴数控拖板的运行方式为滚动摩擦方式。所述的数控电箱部分负责控制本切断机各机构的运行。本发明数控型气门全自动切断机具有如下的优点
1、本发明切断机实现了气门自动上料，减轻了工人劳动强度，实现了自动进给，消除 人为因素对产品质量的影响，加工的气门产品质量稳定。2、本发明设计了刚性和柔性球座旋转定位头及两种定位夹具，克服了气门工件与 定位器之间的摩擦，消除了气门平面跳动对定位精度的影响，加工的气门长度尺寸精度达 到士 0. 025mm，优化了工艺、提高了产品质量。3、本发明设计了由弹性套与三瓣夹具块构成的组合夹具，更换气门型号时只需更 换三瓣总质量约30g的夹具块，无需制造不同规格弹簧夹具，大大降低了机器运行成本。4、本发明切断机刀架机构应用的直线滚动导轨使刀架下滑板的运行变为滚动摩 擦方式的拖动，滚动摩擦相对滑动摩擦降低了摩擦系数和部件的机械磨损，同时滚珠丝杆 提高了传动精度，使数控进给更方便和精确，达到提高产品质量和提高设备CMK值的目的。5、使用本发明切断机实现了一人多机管理，提高生产效率，单机班产由1800支提 高到4500支，单人班产由1800支提高到9000支。本发明的切断机适用于对气门Le定尺 寸加工、总长度定尺寸加工及对气门锥面定位加工锁夹槽和气门杆端面倒角。
图1为本发明数控型气门全自动切断机总体结构示意图。图2为图1侧视图。
图3本发明上料机构结构示意图。图4为图3的Y-Y向视图。
图5为上料机构中气门料槽主视和侧视示意图。
图6为上料机构的分料架结构示意图。
图7为本发明定位机构结构示意图，图中定位主轴上安装刚性球座旋转构件。
图8的左图为图7中定位主轴心轴端放大图，右图为柔性球座旋转构件结构图。
图9为本发明车头箱结构示意图。
图10分别为车头箱中气门盘部端面和盘部锥面定位时两种结构图。
图11为本发明刀架机构的结构示意图。
图12为图11 (不含刀架电机)的俯视图和右视图。
图13为推料机构的主视图。
上述图中80上料机构、81定位机构、82车头箱、83刀架机构、84推料机构、85 <
控电箱、86机床床身，1三相异步电动机、2下底板、3螺杆、4丝杆座、5螺杆座、6上下滑杆、 7上料弧形架、8弧形板、9料槽底板、10右角块、11左角块、12活块、13限位螺钉、14料槽、 15活块销、16扭簧、17扭簧销、18上底板、19角铁、20左右料杆转板、21左右支座、22分料 气缸、23百分表座、24联接块、25 LMF30UU直线轴承、26定位主轴、27标准气缸、28定位螺 杆、29定位螺杆座、30手轮、31丝杆、32小弹簧、33定位爪、34心轴、35支架、36下滑板、 37上滑板、38直角座、39主轴座、40夹紧气缸、41活塞、42外隔圈、43内隔圈、44锁紧螺母、 45定位滑套、46弹簧、47锁紧螺母块、48夹具块、49弹性套、50主轴套、51皮带轮、52轴承 套、53护板、54衬套、55滑板座、56刀架下滑板、57刀架上滑板、58调整垫、59锒条、60组合 轴承、61联轴器、62联结块、63步进电动机、64滚珠丝杆、65滑块、66滚动直线导轨、67普通 丝杆、68刀架手轮、69螺帽、70推料气缸、71推料支架、72联接螺套、73导套、74推杆、75联 接套、76柔性球座弹簧、77弹性挡圈、78球座式联接块、79钢球、87百分表。
具体实施例方式以下结合附图和实施例对本发明作进一步描述。实施例1 本发明的一种用于对气门总长定尺寸切断加工的数控型气门全自动切 断机，其结构如图1、2，至少包括有安装在机床床身86面上的定位机构81、车头箱82、刀架 机构83、推料机构84和数控电箱85，上料机构80安装在定位机构的支架和车头箱主轴座 上；机床床身中还安装有三相异步电动机1。参见图3，所述的上料机构由上料架、气门料槽和分料架组成，上料架的上下滑杆 6安装在弧形板8上，弧形板和上料弧形架7固定在下底板2上，下底板上安装有丝杆座4 和螺杆座5，螺杆3安装在丝杆座和螺杆座中；参见图4，上料机构采用圆柱头内六角螺钉通 过下底板2 —端圆柱头沉孔安装在定位机构的支架上，另一端借助腰圆孔5安装在车头箱 主轴座上；腰圆孔方便气门换型号时调节用。参见图5，为气门料槽主视和侧视图，所述气 门料槽，由安装在料槽14中的右角块10、左角块11、活块12、活块销15、扭簧16、扭簧销17 和限位螺钉13构成，右角块和左角块组合形成大的V形块用以支撑气门盘部大外圆，活块呈小V形用以支撑气门的杆部；参见图6，所述的分料架由上底板18、角铁19、左右料杆转 板20、左右支座21、分料气缸22组成，上底板和角铁用螺钉固定在下底板上，角铁的另一直 角面也用螺钉固定在弧形板上，分料气缸安装在左右支座上，分料气缸通过活塞推动连杆 和左右料杆转板进行左右运动；料槽14安装在料槽底板9上。参见图7、8，所述的定位机构通过底板安装在机身面上，底板上安装有百分表座 23、定位螺杆座29、手轮30、丝杆31，下滑板36和支架35、下滑板上依次安装有上滑板37 和直角座38，定位螺杆28安装在定位螺杆座29上；百分表87安装在百分表座23上，百分 表测量头紧压定位螺杆28上，转动手轮30可实现定位螺杆精确到0. 01 mm的微量调节；微 量调节的数值可在百分表上读出；支架35上安装有定位主轴26，定位主轴一端有心轴34、 小弹簧32和定位爪33，定位主轴中部设有为联接板24与LMF30UU直线轴承25构成刚性球 座旋转定位头；标准气缸27选用QGB63X160气缸，标准气缸安装在直角座38上通过联接 板24与定主位轴26联接一体进行运动。参见图9、10，本发明所述的车头箱通过主轴座39、护板53和衬套54安装在机身 面上，主轴座上设有夹紧气缸40、活塞41、外隔圈42、内隔圈43、锁紧螺母44、定位滑套45、 弹簧46、锁紧螺母块47、夹具块48、弹性套49、主轴套50、皮带轮51和轴承套52 ；气门分料 后经弧形仓导向水平落入料槽中，由料槽中两V形块分别支撑气门盘部大外圆和杆部，气 门在料槽中向下平移至定位主轴轴心线，标准气缸27带动刚性球座旋转定位头推气门进 入车头箱夹具中通过气门盘部端面定位，夹紧气缸40的活塞41前行，带动锁紧螺母44迫 使由弹性套49与三瓣夹具块48构成的组合夹具收缩，实现对气门杆部卡紧，三相异步电动 机1通过拖动车头箱中的皮带轮51带动气门旋转承接刀具定尺寸切割加工。参见图11、12，所述刀架机构的滑板座55上支撑双根滚动直线导轨66，刀架下滑 板56安装在滚动直线导轨的四个滑块65上，步进电动机63通过联结块62固定在滑板座 上，步进电动机通过联轴器61驱动滚珠丝杆64拖动刀架下滑板作横向进给运动，螺帽69 把刀架手轮68、普通丝杆67固定在上滑板57上，上滑板通过刀架手轮68调节刀具轴向尺 寸；调整垫58作为刀架下滑板56与滑板座55装配时调节装配尺寸之件，锒条59调整刀架 上滑板57与刀架下滑板56运动间隙，组合轴承60承受滚珠丝杆64轴向和径向负荷，刀具 通过刀具盒安装在上滑板57的T形槽中。本发明数控型气门全自动切断机，创建的直线导 轨式单轴数控拖板，直线导轨使拖板的滑动摩擦改为滚动摩擦，降低摩擦系数和磨损，滚珠 丝杆提高了传动精度，使数控进给更方便和精确。参见图13，所述的推料机构包含有推料气缸70、推料支架71、联接螺套72、导套 73、推杆74，推料气缸选用QGB32X200气缸，推料气缸70端面联接在推料支架71上，联接螺 套72把推杆74和气缸活塞连成一体，导套73支承推杆，气缸活塞运动推动加工后的气门 出料。本发明的切断机采用刚性球座旋转定位头与车头箱中气门盘部端面定位夹具配合， 完成对气门总长定尺寸切断加工。实施例2 本发明的一种用于对气门Le定尺寸切槽加工的数控型气门全自动切断 机，参见图8，将实施例1的切断机的定位主轴中部安装的刚性球座旋转构件更换成柔性球 座旋转构件，即安装由联接套75、柔性球座弹簧76、弹性挡圈77、球座式联接块78、钢球79 组成的柔性球座旋转构件，与定位主轴一端的心轴34、小弹簧32和定位爪33构成柔性球座 旋转式定位头，将QGB63X160标准气缸27的活塞杆安装在球座式联接块78上，通过球座式联接块和定位主轴联接一体作前后运动；同时将车头箱中的夹具更换成气门盘部锥面定位 的夹具，其他的结构均同实施例1，本发明的切断机采用柔性球座旋转式定位头，与车头箱 中气门盘部锥面定位夹具配合，完成对气门Le定尺寸切槽加工。实施例3 在生产线上应用实施例1的本发明气门全自动切断机，其工作过程为
1、开机前，需要更换加工的气门型号时，通过调节腰圆孔调节好上料架的位置；更换组 合夹具中的三瓣夹具块48 ；将待加工的气门棒料投放到上料架的上下滑杆6中，气门依靠 自重在有倾斜度的上料架滑杆中自动地移动到达分料气缸22前；
2、开启切断机的开关，通过数控电箱开启各电机。根据加工产品需要调整工作参数通 过调节旋扭，将调整转换自动开关，转入自动循环；
3、通过分料气缸22逐个将气门释放到上料弧形架上，气门沿弧形板的导向下滑水平 落入料槽14之上，在料槽中，右角块10和左角块11组合形成的V形块支撑气门盘部大外 圆，呈V形状的活块12支撑气门的杆部，气门在料槽中向下平移至定位主轴26轴心线上， 由QGB63X160标准气缸27带动定位主轴的定位头推工件进入车头箱夹具中，定位主轴退 出，料槽上行承接下一支气门；
4、气门送到车头箱夹具中进行盘部端面定位，夹紧气缸的活塞前行，带动锁紧螺母44 迫使由弹性套49与三瓣夹具块48构成的组合夹具收缩，实现对气门杆部卡紧；
5、气门在车头箱中定位夹紧后，三相异步电动机通过拖动车头箱中的皮带轮51旋转 运动，带动气门旋转承接刀具定尺寸切割加工；刀架快速趋向气门工进，完成对气门切割加 工；
6、加工后的气门通过推料机构推出传送出去。本发明的切断机使用效果优良单机班产由1800支提高到4500支，单人班产由 1800支提高到9000支；加工后长度精度达到士0. 025mm，应用本发明的切断机通过对定 位方式、夹具及加工程序进行改进，还可以对以下工序进行加工对气门锥面定位加工锁夹 槽；气门锥面定位气门杆端面倒角。本发明的数控型气门全自动切断机结构简单，自动程度高，操作方便，生产节拍快 精度优，实现一人双机生产效率高。本发明的数控型气门全自动切断机使用寿命长，适用于 气门总长度定尺寸加工、Le长度定尺寸加工，以及对气门锥面定位加工锁夹槽和气门杆端 面倒角，具有广阔应用前景。
权利要求
一种数控型气门全自动切断机，至少包括有机床床身、上料机构、定位机构、刀架机构、推料机构和数控电箱，其特征在于还设有车头箱；所述的定位机构、车头箱、刀架机构、推料机构和数控电箱安装在机身面上，所述的数控电箱控制各机构的运行； 所述的上料机构由上料架、气门料槽和分料架组成，上料架的上下滑杆安装在弧形板上，弧形板和上料弧形架固定在下底板上，下底板上还安装有丝杆座和螺母座；螺杆安装在丝杆座和螺母座中；所述气门料槽，由安装在料槽里的右角块、左角块、活块、活块销、扭簧、扭簧销和限位螺钉构成，右角块和左角块组合形成支撑气门盘部大外圆的大V形块，活块形成支撑气门杆部的小V形状；分料架由上底板、角铁、左右料杆转板、左右支座、分料气缸组成，上底板和角铁用螺钉固定在下底板上，角铁的另一面也用螺钉固定在弧形板上，分料气缸安装在左右支座上，分料气缸通过活塞推动连杆和左右料杆转板进行左右运动；上料机构通过下底板一端的圆柱头沉孔用圆柱头内六角螺钉安装在定位机构的支架上，另一端通过腰圆孔安装在车头箱主轴座上； 所述的定位机构通过底板安装在机身面上，底板上安装有百分表座、下滑板、支架、定位螺杆座、手轮和丝杆，下滑板上依次安装有上滑板和直角座，定位螺杆安装在定位螺杆座上；百分表安装在百分表座上，百分表测量头紧压在定位螺杆上；QGB63X160标准气缸安装在直角座上，定位主轴一端安装在支架上，另一端安装在直角座上；所述的定位主轴的一端心轴内设有小弹簧和定位爪与定位主轴中部安装的球座旋转构件构成球座旋转定位头； 所述的车头箱通过主轴座、护板和衬套安装在机身面上，主轴座上设有夹紧气缸、活塞、外隔圈、内隔圈、锁紧螺母、定位滑套、弹簧、锁紧螺母块、夹具块、弹性套、主轴套、皮带轮和轴承套，床身中的三相异步电动机通过车头箱内皮带轮带动气门作旋转运动； 所述的刀架机构在滑板座上安装有双根直线导轨，直线导轨上安装有四块滑块，刀架下滑板安装在四个滑块上，步进电动机通过联结块固定在滑板座上，步进电动机通过联轴器驱动滚珠丝杆拖动刀架下滑板作横向进给运动，上滑板在下滑扳上方通过手轮调节刀具轴向尺寸；加工后的气门通过所述的推料机构推动加工后的气门出料。
2.根据权利要求1所述的数控型气门全自动切断机，其特征在于所述的定位机构中 的定位螺杆，通过转动手轮带动丝杆实现精确到0. Olmm微量调节，微量调节的数值通过百 分表读出。
3.根据权利要求1所述的数控型全自动气门切断机，其特征在于所述的定位机构中 定位主轴的球座旋转构件有两种结构，其中一种由联接板和LMF30UU直线轴承组成安装在 定位主轴中部，与定位主轴一端的心轴内设有的小弹簧和定位爪构成刚性球座旋转定位 头，另一种是由联接套、柔性球座弹簧、弹性挡圈、球座式联接块和钢球组成安装在定位主 轴中部.与定位主轴一端的心轴内设有的小弹簧和定位爪构成柔性球座旋转定位头。
4.根据权利要求1或3所述的数控型气门全自动切断机，其特征在于所述的定位机 构的定位主轴为刚性球座旋转式定位头结构时，QGB63X160标准气缸的活塞杆安装在联接 板上，通过联接板与锥销和定位主轴联接一体作前后运动；定位机构的定位主轴为柔性球 座旋转式定位头结构时，QGB63X160标准气缸的活塞杆安装在球座式联接块上，通过球座 式联接块和定位主轴联接一体作前后运动。
5.根据权利要求1所述的数控型全自动气门切断机，其特征在于所述的车头箱中定 位滑套有两种结构，其中一种构成为气门盘部端面定位的夹具，另一种构成为气门盘部锥面定位的夹具，气门通过盘部端面定位时配合定位机构的刚性球座旋转式定位头实现气门 总长切割加工；气门通过盘部锥面定位时配合定位机构的柔性球座旋转式定位头实现气门 Le尺寸切槽加工。
6.根据权利要求1所述的数控型全自动气门切断机，其特征在于所述的车头箱中的 夹具块有三辨，由弹性套与三辨夹具块构成组合夹具。
7.根据权利要求1所述的数控型气门全自动切断机，其特征在于所述刀架机构的滑 板座上安装有双根导轨，导轨选用HJG-DA20C型直线滚动导轨，双导轨上安装有四块滑块， 刀架下滑板安装在导轨的四块滑块上，刀架下滑板采用的直线导轨式单轴数控拖板的运行 方式为滚动摩擦方式。
全文摘要
本发明涉及一种数控型气门全自动切断机，包括有机床床身、上料机构、定位机构、车头箱、刀架机构、推料机构和数控电箱。在定位机构采用刚性球座旋转定位头配合车头箱中气门盘部端面定位夹具，实现气门总长切割加工，采用柔性球座旋转定位头配合车头箱中气门盘部锥面定位夹具，实现气门L校尺寸切槽加工。所述的刚性和柔性球座旋转定位头可克服了工件与定位器之间的摩擦，消除了气门平面跳动对定位精度的影响，加工后气门长度精度达到±0.025mm。本切断机结构简单，操作方便，全自动加工效率高，适用于气门总长切割和切槽加工，还可扩展以气门锥面定位加工锁夹槽和对气门杆端面进行倒角，具有广阔的应用前景。
文档编号B23B15/00GK101927355SQ20101026672
公开日2010年12月29日 申请日期2010年8月31日 优先权日2010年8月31日
发明者洪乐志 申请人:马勒三环气门驱动(湖北)有限公司