一种汽车发动机连杆裂解槽激光切割的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及激光加工【技术领域】，公开了一种汽车发动机连杆裂解槽激光切割机，包括机床、X轴驱动机构、Y轴驱动机构、Z轴驱动机构、A轴旋转机构、夹具、激光器和激光切割头，所述X轴驱动机构和Y轴驱动机构均安装于机床上，所述Z轴驱动机构安装于X轴驱动机构上，所述夹具安装于Y轴驱动机构上，所述激光切割头通过A轴旋转机构安装于Z轴驱动机构上，所述激光切割头与夹具相对应，所述激光器与激光切割头连接。本实用新型具有效率高、成本低和可实现柔性加工的优点。
【专利说明】
一种汽车发动机连杆裂解槽激光切割机
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及激光加工【技术领域】，更具体的说，特别涉及一种汽车发动机连杆裂解槽激光切割机。
【背景技术】
[0002]连杆裂解工艺与传统加工工艺的区别体现在断裂面呈现犬牙交错的自然断裂表面，使其具有加工工序少、节省精加工设备、节材节能、生产成本低等优势。此外，连杆裂解加工技术还可使连杆承载能力、抗剪能力、杆和盖的定位精度及装配质量大幅度提高，对提高发动机生产技术水平和整机性能具有重要作用。其原理是通过在连杆大头孔中心处设计并预制缺口(预制裂纹槽)，形成应力集中，再主动施加垂直预定断裂面的载荷进行引裂，在几乎不发生变形的情况下，在缺口处规则断裂，实现连杆体与连杆盖的无屑断裂剖分。本实用新型是针对连杆裂纹槽的加工，连杆裂解工艺中传统的裂解槽加工是采用机械拉削工艺加工“V型”裂解槽，它具有如下缺点:1)、加工速度慢，刀具磨损快，生产效率底；2)、要保证裂解槽圆角在R0.3mm以下，需要经常修整拉刀尖角圆弧半径，加大人工成本；3)、连杆裂解加工技术要求初始裂解槽的应力集中系数很大，要求裂解槽宽越小越好，采用机械拉削的加工方法，拉刀尖角圆弧半径也很小，要求小于0.3mm,加工过程中很容易磨损变钝，裂解槽圆弧半径R随之变大，不良品率随之增高。现有技术中的机械拉削工艺加工“V型”裂解槽见图1中Ia和Ib所示。
实用新型内容
[0003]本实用新型的目的在于针对现有技术中存在的技术问题，提供一种效率高、成本低和可实现柔性加工的汽车发动机连杆裂解槽激光切割机。
[0004]为了解决以上提出的问题，本实用新型采用的技术方案为:
[0005]一种汽车发动机连杆裂解槽激光切割机，包括机床、X轴驱动机构、Y轴驱动机构、Z轴驱动机构、A轴旋转机构、夹具、激光器和激光切割头，所述X轴驱动机构和Y轴驱动机构均安装于机床上，所述Z轴驱动机构安装于X轴驱动机构上，所述夹具安装于Y轴驱动机构上，所述激光切割头通过A轴旋转机构安装于Z轴驱动机构上，所述激光切割头与夹具相对应，所述激光器与激光切割头连接。
[0006]根据本实用新型的一优选实施例:所述X轴驱动机构包括X轴导轨、X轴电机、X轴电机座、X轴基座、X轴光栅尺、X轴丝杆和X轴车载板，所述X轴导轨、X轴光栅尺和X轴丝杆均安装于X轴基座上，所述X轴电机通过X轴电机座安装于X轴基座的一端且X轴电机的输出端与X轴丝杆连接，所述X轴车载板安装于X轴导轨和X轴丝杆上，所述Z轴驱动机构安装于X轴车载板上。
[0007]根据本实用新型的一优选实施例:所述Z轴驱动机构包括Z轴丝杆、Z轴电机、Z轴光栅尺、Z轴基座、Z轴导轨和Z轴车载板，所述Z轴丝杆、Z轴光栅尺和Z轴导轨均安装于Z轴基座上，所述Z轴车载板安装于Z轴丝杆和Z轴导轨上，所述Z轴车载板还安装于X轴车载板上，所述Z轴电机的输出端与Z轴丝杆连接。
[0008]根据本实用新型的一优选实施例:所述Y轴驱动机构包括相互并列设置的Yl轴驱动机构和Y2轴驱动机构，所述Yl轴驱动机构和Y2轴驱动机构上均安装有夹具。
[0009]根据本实用新型的一优选实施例:所述Yl轴驱动机构和Y2轴驱动机构的结构一致，均包括Y轴基座、吸尘口、Y轴导轨、Y轴缓冲器、Y轴限位器、Y轴气缸、Y轴车载板和车防尘罩，所述Y轴导轨、Y轴缓冲器和Y轴限位器均安装于Y轴基座上，所述Y轴车载板安装于Y轴导轨上，所述Y轴气缸的输出端与Y轴车载板连接，所述吸尘口和车防尘罩安装于Y轴基座的两端。
[0010]根据本实用新型的一优选实施例:所述A轴旋转机构包括A轴基座、马达、A轴车载板和切割头连接板，所述A轴基座安装于Z轴基座上，所述马达的一端与A轴基座连接，其输出端通过A轴车载板与切割头连接板连接，所述激光器安装于切割头连接板上。
[0011]根据本实用新型的一优选实施例:所述激光器包括激光切割头和安装于激光切割头上的光学系统，所述激光切割头包括本体，安装于本体上的喷嘴，所述光学系统包括依次安装于本体上的保护镜、聚焦镜、反射镜、准直扩束镜和QBH连接头，所述QBH连接头通过管道与激光器连接，所述本体上还包括调节所述光学系统焦点的焦点调节结构。
[0012]根据本实用新型的一优选实施例:所述激光切割头的本体上还设有高压气体连接处，所述高压气体连接处通过管道与一吹气系统连接，所述吹气系统包括高压气源、空气过滤装置、调压阀和电气控制阀，所述高压气源通过空气过滤装置与管道连接，所述调压阀安装于管道上，所述电气控制阀与调压阀连接。
[0013]根据本实用新型的一优选实施例:所述夹具包括夹具底板、第一夹具定位插芯和第二夹具定位插芯，所述第一夹具定位插芯和第二夹具定位插芯均安装于夹具底板上。
[0014]根据本实用新型的一优选实施例:所述机床包括机床基座和封闭式安装于机床基座上的机床外壳，所述机床基座包括机床底架和安装于机床底架上的大理石横梁，所述机床底架上还安装有双工位平台，所述Y轴驱动机构安装于双工位平台上，所述X轴驱动机构安装于大理石横梁上。
[0015]与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于:
[0016]1、本实用新型采用激光器加工，可减少生产耗材，降低生产成本，如减少刀具磨损，不用时时磨刀，保证刀具R角彡0.3mm ；
[0017]2、本实用新型提高生产效率，由于采用了双工位加工，保证激光切割机一直在切割加工，减短上下连杆激光切割机停止不工作的时间；
[0018]3、本实用新型增加了连杆加工的良品率，因为激光功率稳定度在2 %以内，这样由于激光功率变化对裂解槽槽宽及槽深的影响很小，几乎不会产生不良品；
[0019]4、本实用新型可以实现柔性加工，可以通过调节激光焦点在连杆待加工表面的位置(如:焦点在表面，在表面上及在表面下)及改变激光功率的大小，改变缝宽大小及槽深，实现柔性加工。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1中Ia为现有技术中采用机械拉削加工“V型”裂解槽的结构图，图1b为图1a中A处的放大图。
[0021]图2中2a为本实用新型的采用激光加工“V型”裂解槽的结构图，图2b为图2a中B处的放大图。
[0022]图3为本实用新型的汽车发动机连杆裂解槽激光切割机中机床外壳的结构图。
[0023]图4为本实用新型的汽车发动机连杆裂解槽激光切割机中机床基座的结构图。
[0024]图5为本实用新型的汽车发动机连杆裂解槽激光切割机中X轴驱动机构和Z轴驱动机构的结构图。
[0025]图6为本实用新型的汽车发动机连杆裂解槽激光切割机中Yl轴驱动机构和Y2轴驱动机构的结构图。
[0026]图7为本实用新型的汽车发动机连杆裂解槽激光切割机中A轴旋转机构的结构图。
[0027]图8为本实用新型的汽车发动机连杆裂解槽激光切割机中控制系统的原理图。
[0028]图9为本实用新型的汽车发动机连杆裂解槽激光切割机中光学系统的原理图。
[0029]图10为本实用新型的汽车发动机连杆裂解槽激光切割机中激光切割头的结构图。
[0030]图11为本实用新型的汽车发动机连杆裂解槽激光切割机中吹气系统的结构图。
[0031]图12为本实用新型的汽车发动机连杆裂解槽激光切割机中夹具的结构图。
[0032]图13为本实用新型的汽车发动机连杆裂解槽激光切割机的内部结构图。
[0033]附图标记说明:
[0034]101、脚轮，102、双工位平台，103、左封箱门，104、左封箱，105、观察窗，106、右开门，107、后开门，108、上罩，109、左开门，110、光纤出口，111、电控柜后开门，112、报警灯，113、空调安装处，114、显示器，115、控制按钮，116、键盘盒，117、电控柜前开门，118、激光器仓，119、脚轮，120、Yl轴控制按钮，121、Y2轴控制按钮，122、光幕安装板；
[0035]201、机床底架，202、大理石横梁；
[0036]301、X轴导轨，302、X轴电机，303、X轴电机座，304、X轴基座，305、X轴光栅尺，306、X轴丝杆，307、X轴车载板，308、Z轴丝杆，309、Z轴电机，310、Z轴光栅尺，311、Z轴基座，312、Z轴导轨，313、Z轴车载板；
[0037]401、Y轴基座，402、吸尘口，403、Y轴导轨，404、Y轴缓冲器，405、Y轴限位器，406、Y轴气缸，407、Y轴车载板，408、车防尘罩；
[0038]501、A轴基座，502、马达，503、A轴车载板，504、切割头连接板；
[0039]601、喷嘴，602、保护镜，603、聚焦镜，604、反射镜，605、准直扩束镜，606、QBH连接头，607、焦点调节结构，608、调激光对中处，609、高压气体连接处，610、激光器；
[0040]701、夹具底板，702、第一夹具定位插芯，703、第二夹具定位插芯，704、刻度尺；
[0041]801、主机外壳，802、X轴驱动机构，803、机床基座，804、A轴旋转机构，805、Z轴驱动机构，806、激光切割头，807、报警灯安装处，808、显示器安装处，809、控制按钮安装处，810、激光器及工控机安装处，811、电气控制柜前开门处，812、电气控制柜，813、安全光幕，814、Yl轴驱动机构，815、夹具，816、Y2轴驱动机构；
[0042]910、高压气源，920、空气过滤装置，930、调压阀，940、电气控制阀。
【具体实施方式】
[0043]为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。
[0044]需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
[0045]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的【技术领域】的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。
[0046]本领域的技术人员应该了解，在本实施例中涉及到的X轴、Y轴和Z轴是相对于三维空间来进行的定义，即为了方便表示三维激光切割机的运动方向；本领域的技术人员不能仅对上述的词语进行字面限定的理解，当然，也可以采用其他方式如:第一方向、第二方向和第三方向等词语来进行限定，其也在本实用新型所保护的范围内。
[0047]本实用新型的原理是采用激光进行加工，也就是由激光器输出受控的重复高频率的脉冲激光，该脉冲激光束通过聚焦透镜组聚焦在加工物体的表面上，形成一个个细微的、高能量密度的光斑。每一个高能量的激光脉冲瞬间就把物体表面溅射出一个极微细小的孔，在计算机控制下，激光切割头与被切割材料按预先绘好的图形进行相对运动，这样就能完成零件的激光切割。切割时，一股与光束同轴气流由切割头喷出，将熔化或气化的材料由切口的底部吹出(注:如果吹出的气体和被切割材料产生热效反应，则此反应将提供切割所需的附加能源；气流还有冷却已切割面，减少热影响区和保证聚焦镜不受污染的作用)。
[0048]实施例一
[0049]参阅图3?图13所示，本实施例提供一种汽车发动机连杆裂解槽激光切割机，包括机床、X轴驱动机构802、Y轴驱动机构、Z轴驱动机构805、A轴旋转机构804、夹具815、激光器和激光切割头806，其中，X轴驱动机构802和Y轴驱动机构均安装于机床上，Z轴驱动机构805安装于X轴驱动机构802上，夹具815安装于Y轴驱动机构上，激光切割头806通过A轴旋转机构安装于Z轴驱动机构805上，激光切割头806与夹具815相对应，激光器与激光切割头806连接。
[0050]本实施例中的激光器采用的是光纤激光器，波长1070nm，来加工连杆裂解槽，由于光纤激光器的光斑直径可以小于0.1mm,达到0.05_。激光加工的裂解槽宽在0.05到0.15之间，这样的裂解槽很实用于连杆裂解。且激光加工的速度快，不存在刀具磨损的问题，本实用新型采用的激光工艺加工“V型”裂解槽如图2所示。
[0051]参阅图5所示，本实施例中的X轴驱动机构802包括X轴导轨301、X轴电机302、X轴电机座303、X轴基座304、X轴光栅尺305、X轴丝杆306和X轴车载板307，其中，X轴导轨301、X轴光栅尺305和X轴丝杆306均安装于X轴基座304上，X轴电机302通过X轴电机座303安装于X轴基座304的一端且X轴电机302的输出端与X轴丝杆306连接，X轴车载板307安装于X轴导轨301和X轴丝杆306上，Z轴驱动机构805安装于X轴车载板307上。
[0052]作为优选，所述的X轴导轨301采用的是直线导轨，一轴两根导轨，每根导轨上有两个滑块，当X轴运动时，滑块移动，导轨安装在X轴基座304上固定不动；所述的X轴电机302采用伺服电机；所述的X轴基座304采用的是钢材材料加工而成；所述的X轴光栅尺305可以保证重复定位的精度高；所述的X轴丝杆306采用的是研磨滚珠丝杆；所述的X轴车载板307主要是用来连接Z轴驱动机构805，并且在设计X轴车载板307时，需要保证其刚性。
[0053]再参阅图5所示，本实施例中的Z轴驱动机构805包括Z轴丝杆308、Z轴电机309、Z轴光栅尺310、Z轴基座311、Z轴导轨312和Z轴车载板313，其中，Z轴丝杆308、Z轴光栅尺310和Z轴导轨312均安装于Z轴基座311上，Z轴车载板313安装于Z轴丝杆308和Z轴导轨312上，Z轴车载板313还安装于X轴车载板307上，Z轴电机309的输出端与Z轴丝杆308连接。
[0054]本实施例中的Z轴驱动机构805采用导轨倒装的方式，即滑块固定，Z轴导轨312移动，这样，当X轴驱动机构802移动时，Z轴驱动机构805可以移动到最上端，避免Z轴驱动机构805下端与待加工零件相撞。
[0055]作为优选，所述的Z轴导轨312采用直线导轨，一轴两根导轨，每根导轨上有两个滑块，当Z轴驱动机构805运动时，Z轴车载板固定在X轴车载板307上，导轨安装在Z轴基座311上，当Z轴驱动机构805工作时，滑块固定不动，Z轴导轨312随Z轴基座311移动；所述的Z轴丝杆308采用的是研磨滚珠丝杆；所述的Z轴电机309采用的是伺服电机；所述的Z轴光栅尺310可以保证重复定位的精度高；所述的Z轴基座311采用的是铝材材料加工而成。
[0056]参阅图13所示，本实施例中的Y轴驱动机构包括相互并列设置的Yl轴驱动机构814和Y2轴驱动机构816，Yl轴驱动机构814和Y2轴驱动机构816上均安装有夹具815，即Y轴驱动机构采用的是双工位加工，保证激光切割机一直在切割加工，减短上下连杆激光切割机停止不工作的时间，提高了生产的效率。
[0057]参阅图6所示，本实施例中的Yl轴驱动机构814和Y2轴驱动机构816的结构一致，均包括Y轴基座401、吸尘口 402、Y轴导轨403、Υ轴缓冲器404、Υ轴限位器405、Υ轴气缸406、Y轴车载板407和车防尘罩408，其中，Y轴导轨403、Y轴缓冲器404和Y轴限位器405均安装于Y轴基座401上，Y轴车载板407安装于Y轴导轨403上，Y轴气缸406的输出端与Y轴车载板407连接，吸尘口 402和车防尘罩408安装于Y轴基座401的两端。
[0058]由于本实施例中Yl轴驱动机构814和Υ2轴驱动机构816只是把连杆送到激光加工位置，静止不动，等待激光切割，连杆加工完成后再把连杆零件送回连杆上下位置。所以Yl轴驱动机构814和Υ2轴驱动机构816均只要求两个位置(即连杆激光加工位置及连杆上下料的位置)，只需保证高的重复定位精度，故本实施例中的Yl轴驱动机构814和Υ2轴驱动机构816均选择气缸驱动的结构，其可以极大的降低成本。
[0059]由于在Yl轴驱动机构814和Υ2轴驱动机构816上均设计有Y轴缓冲器404和Y轴限位器405，可以保证运动的定位精度，即当Y轴车载板407撞上Y轴限位器405后，Y轴停止运动，等待激光切割加工。
[0060]作为优选，所述的Y轴基座401采用钢料加工而成；所述的吸尘口 402的主要作用是将激光切割所产生的熔渣通过此口吸走；所述的Y轴导轨403采用直线导轨，一轴两根导轨，每根导轨上有两个滑块；所述的Y轴缓冲器404采用油压缓冲器，保证Y轴气缸406平滑减速停止；所述的Y轴限位器405可以调节，定位Y轴气缸406停止位置，保证气缸所停止位置的重复性更高；所述的Y轴气缸406采用运行平稳的双动气缸；所述的Y轴车载板407采用工具钢加工，表面需要高频淬火，以使车载板表面的硬度高，建议55HRC以上，这样的车载板不容易变形，用以保证Y轴重复性；所述的车防尘罩408用防燃烧皮革制造，可以防止因为防尘罩被激光点燃引起设备起火。
[0061]参阅图7所示，本实施例中的A轴旋转机构包括A轴基座501、马达502、A轴车载板503和切割头连接板504，其中，A轴基座501安装于Z轴基座311上(如图5)，马达502的一端与A轴基座501连接，其输出端通过A轴车载板503与切割头连接板504连接，激光器安装于切割头连接板504上。
[0062]作为优选，本实施例中的A轴基座501采用钢材加工；马达502采用DD马达，即采用的是DDR驱动的模式，其转动速度、加速度高、重复定位精度高、刚性高、扭矩大。
[0063]参阅图8所示，本实施例主要采用运控控制卡来控制激光器、X轴驱动机构、Y轴驱动机构、Z轴驱动机构和A轴旋转机构的工作，并配合工业控制计算机、键盘鼠标等外部输入设备进行参数输入。
[0064]参阅图7、图9和图10所示，本实施例中的激光器包括激光切割头806和安装于激光切割头806上的光学系统，其中，激光切割头806包括本体，安装于本体上的喷嘴601，光学系统包括依次安装于本体上的保护镜602、聚焦镜603、反射镜604、准直扩束镜605和QBH连接头606，QBH连接头606通过管道与激光器610连接，本体上还包括调节光学系统焦点的焦点调节结构607和调激光对中处608。
[0065]本实施例的激光切割头806是把平行激光束，聚焦成一小圆光斑即激光焦点，并且与高压气体相连，能在激光切割时，把激光熔融连杆产生的熔渣吹走，由于连杆裂解槽大头孔直径大小有限，所以激光切割头806的保护镜602安装处以下部分尽量设计细小，以保证激光切割头806与连杆干涉。
[0066]本实施例的激光切割头806主要起到以下的作用:1、调节光束对中功能，即可以调节激光光束与吹气嘴同轴；2、调节焦点位置功能，即可以调节激光聚焦焦点与吹气嘴口距离的功能；3、把激光器出来的发散激光束变成平行激光束。
[0067]参阅图10和图11所示，本实施例中的激光切割头806的本体上还设有高压气体连接处609，高压气体连接处609通过管道与一吹气系统连接，该吹气系统包括高压气源910、空气过滤装置920、调压阀930和电气控制阀940，高压气源910通过空气过滤装置920与管道连接，调压阀930安装于管道上，电气控制阀940与调压阀930连接；当激光切割头806在进行激光切割时，高压气源910产生高压气体，把激光熔融连杆产生的熔渣吹走。
[0068]本实施例中还包括吸烟系统(图未示)，所述吸烟系统(图未示)包括风机(图未示)和吸烟管道(图未示)，其主要作用是把切割连杆所产生的烟尘吸走。
[0069]参阅图12所示，本实施例中的夹具815的主要作用一方面是定位待加工连杆，另一方面要具有吸尘通道，吸收切割时所产生的粉尘。具体结构包括夹具底板701、第一夹具定位插芯702和第二夹具定位插芯703，其中，第一夹具定位插芯702和第二夹具定位插芯703均安装于夹具底板701上。
[0070]作为优选，在夹具底板701上设有刻度尺704，可用于显示第二夹具定位插芯703的具体位置。
[0071]作为优选，所述的夹具底板701用工具钢加工，表面淬火，这样得到高硬、耐磨的夹具底板，减少由于常常装夹连杆对夹具的磨损，保证装夹定位精度；所述的第一夹具定位插芯702采用工具钢加工，采用表面淬火工艺，第一夹具定位插芯702根据连杆大孔尺寸的规格一一对应定制；所述的第二夹具定位插芯703采用工具钢加工，采用表面淬火工艺，第二夹具定位插芯703根据连杆小孔尺寸的规格一一对应定制，第二夹具定位插芯703的安装位置可以参照刻度尺初步确定，把连杆装在夹具上来最终确定第二夹具定位插芯703的安装位置。
[0072]再结合图3、图4和图13所示，本实施例中的机床包括机床基座803和封闭式安装于机床基座803上的机床外壳。
[0073]所述的机床外壳(图3所示)主要由主机外壳801和电气控制柜812组成；在主机外壳801上设有以下部件:四个脚轮101，每个脚轮101上配有脚杯，当需要搬运机械时，升起脚杯，推动机械即可；当机械搬运到位，调整脚杯，调节主机水平，主机调水平后，脚轮101处于悬空状态，主机的重量依托四个脚杯承受；双工位平台102，实现双工位的Yl轴驱动机构814和Y2轴驱动机构816安装在双工位平台上；左封箱104，在其上面设计可拆卸式的左封箱门103，以方便对机床的维修；观察窗105，当进行激光切割时，可以观察机床的工作状态；右开门106，方便维修等；后开门107，方便调光、维修等；上罩108，用于形成封闭式的结构；左开门109，方便维修等；Y1轴控制按钮120和Y2轴控制按钮121，分别用于控制Yl轴驱动机构814和Y2轴驱动机构816的动作；光幕安装板122，其分左右板，用于安装安全光幕813。
[0074]在电气控制柜812上设有以下部件:光纤出口 110，用于将电气控制柜812内的激光器光纤引出；电控柜后开门111，方便维修等；报警灯112(即图13中的报警灯安装处807)，采用三色灯形式，红色表示设备有故障；黄色表示待机；绿色表示设备正常运行；空调安装处113，用于安装空调，保证电气控制柜812内恒温，保证激光器及各电控元件在最佳性能温度范围内工作；显示器114(即图13中的显示器安装处808)，显示器114的位置是按人站立操作，根据人体工程学设计；控制按钮115(即图13中的控制按钮安装处809)，用于实现各种功能的开关按钮；键盘盒116，内置键盘、鼠标等；电控柜前开门117 (即图13中的电气控制柜前开门处811)，方便维修等；激光器仓118(即图13中的激光器及工控机安装处810)，放置激光器及工控机等；脚轮119，本电气控制柜812外壳采用四个脚轮119，每个脚轮119上配有脚杯，当需要搬运机械时，升起脚杯，推动机械即可；当机械搬运到位，调整脚杯，调节电控柜水平，电控柜调水平后，脚轮119处于悬空状态，电控柜的重量依托四个脚杯承受。
[0075]本实施例的机床外壳采用封闭式结构，其作用主要有以下几个方面:1、可以防止激光辐射对操作人员的影响，以及在机械运行时，对操作人员安全保护；2、采用分体封闭式结构，即主机外壳801和电气控制柜812分开，这样在电气控制柜812上安装空调，保证电控柜内恒温，保证激光器及各电控元件在最佳性能温度范围内工作；3、可以收集激光切割产生的烟尘，排出车间，防止激光切割产生的烟尘进入车间；4、可以降低激光切割产生的噪曰?
[0076]所述的机床基座803包括机床底架201 (图4所示)和安装于机床底架201上的大理石横梁202，所述的机床底架201上还安装有双工位平台102，Y轴驱动机构安装于双工位平台102上，X轴驱动机构802安装于大理石横梁202上；其中的机床底架201采用钢架焊接件结构。
[0077]通过上述的结构描述，本实施例的汽车发动机连杆裂解槽激光切割机的主要优点在于:1、由于采用光纤激光器加工，可减少生产耗材，降低生产成本，如减少刀具磨损，不用时时磨刀，保证刀具R角< 0.3mm ;2、极大的提高了生产效率，由于采用了双工位加工(即Yl轴驱动机构814和Y2轴驱动机构816)，保证激光切割机一直在切割加工，减短上下连杆激光切割机停止不工作的时间；3、极大的增加了连杆加工的良品率，因为激光功率稳定度在2%以内，这样由于激光功率变化对裂解槽槽宽及槽深的影响很小，几乎不会产生不良品；4、可以实现柔性加工，可以通过调节激光焦点在连杆待加工表面的位置(如:焦点在表面，在表面上及在表面下)及改变激光功率的大小，改变缝宽大小及槽深，实现柔性加工。
[0078]实施例二
[0079]本实施例在其他结构上与实施例一均一致，不同之处在于:本实施例中的大理石横梁202可以采用铸件、焊接件替代。
[0080]实施例三
[0081]本实施例在其他结构上与实施例一均一致，不同之处在于:本实施例中的Yl轴驱动机构814和Y2轴驱动机构816不采用气缸式结构，而采用高精度伺服电机和滚珠丝杆传动的结构来替代。
[0082]实施例四
[0083]本实施例在其他结构上与实施例一均一致，不同之处在于:本实施例中的A轴旋转机构可以用伺服电机和减速机的结构来替代。
[0084]上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种汽车发动机连杆裂解槽激光切割机，其特征在于:包括机床、X轴驱动机构(802)、Y轴驱动机构、Z轴驱动机构(805)、A轴旋转机构(804)、夹具(815)、激光器和激光切割头(806)，所述X轴驱动机构(802)和Y轴驱动机构均安装于机床上，所述Z轴驱动机构(805)安装于X轴驱动机构(802)上，所述夹具(815)安装于Y轴驱动机构上，所述激光切割头(806)通过A轴旋转机构安装于Z轴驱动机构(805)上，所述激光切割头(806)与夹具(815)相对应，所述激光器与激光切割头(806)连接。
2.根据权利要求1所述的汽车发动机连杆裂解槽激光切割机，其特征在于:所述X轴驱动机构(802)包括X轴导轨(301)、X轴电机(302)、X轴电机座(303)、X轴基座(304)、X轴光栅尺(305)、X轴丝杆(306)和X轴车载板(307)，所述X轴导轨(301)、X轴光栅尺(305)和X轴丝杆(306)均安装于X轴基座(304)上，所述X轴电机(302)通过X轴电机座(303)安装于X轴基座(304)的一端且X轴电机(302)的输出端与X轴丝杆(306)连接，所述X轴车载板(307)安装于X轴导轨(301)和X轴丝杆(306)上，所述Z轴驱动机构(805)安装于X轴车载板(307)上。
3.根据权利要求2所述的汽车发动机连杆裂解槽激光切割机，其特征在于:所述Z轴驱动机构(805)包括Z轴丝杆(308)、Z轴电机(309)、Z轴光栅尺(310)、Z轴基座(311)、Z轴导轨(312)和Z轴车载板(313)，所述Z轴丝杆(308)、Z轴光栅尺(310)和Z轴导轨(312)均安装于Z轴基座(311)上，所述Z轴车载板(313)安装于Z轴丝杆(308)和Z轴导轨(312)上，所述Z轴车载板(313)还安装于X轴车载板(307)上，所述Z轴电机(309)的输出端与Z轴丝杆(308)连接。
4.根据权利要求3所述的汽车发动机连杆裂解槽激光切割机，其特征在于:所述Y轴驱动机构包括相互并列设置的Yl轴驱动机构(814)和Y2轴驱动机构(816)，所述Yl轴驱动机构(814)和Y2轴驱动机构(816)上均安装有夹具(815)。
5.根据权利要求4所述的汽车发动机连杆裂解槽激光切割机，其特征在于:所述Yl轴驱动机构(814)和Y2轴驱动机构(816)的结构一致，均包括Y轴基座(401)、吸尘口(402)、Y轴导轨(403)、Y轴缓冲器(404)、Υ轴限位器(405)、Υ轴气缸(406)、Υ轴车载板(407)和车防尘罩(408)，所述Y轴导轨(403)、Υ轴缓冲器(404)和Y轴限位器(405)均安装于Y轴基座(401)上，所述Y轴车载板(407)安装于Y轴导轨(403)上，所述Y轴气缸(406)的输出端与Y轴车载板(407)连接，所述吸尘口(402)和车防尘罩(408)安装于Y轴基座(401)的两端。
6.根据权利要求5所述的汽车发动机连杆裂解槽激光切割机，其特征在于:所述A轴旋转机构包括A轴基座(501)、马达(502)、A轴车载板(503)和切割头连接板(504)，所述A轴基座(501)安装于Z轴基座(311)上，所述马达(502)的一端与A轴基座(501)连接，其输出端通过A轴车载板(503)与切割头连接板(504)连接，所述激光器安装于切割头连接板(504)上。
7.根据权利要求6所述的汽车发动机连杆裂解槽激光切割机，其特征在于:所述激光器包括激光切割头(806)和安装于激光切割头(806)上的光学系统，所述激光切割头(806)包括本体，安装于本体上的喷嘴(601)，所述光学系统包括依次安装于本体上的保护镜(602)、聚焦镜(603)、反射镜(604)、准直扩束镜(605)和QBH连接头(606)，所述QBH连接头(606)通过管道与激光器(610)连接，所述本体上还包括调节所述光学系统焦点的焦点调节结构(607)。
8.根据权利要求7所述的汽车发动机连杆裂解槽激光切割机，其特征在于:所述激光切割头(806)的本体上还设有高压气体连接处￠09)，所述高压气体连接处(609)通过管道与一吹气系统连接，所述吹气系统包括高压气源(910)、空气过滤装置(920)、调压阀(930)和电气控制阀(940)，所述高压气源(910)通过空气过滤装置(920)与管道连接，所述调压阀(930)安装于管道上，所述电气控制阀(940)与调压阀(930)连接。
9.根据权利要求1所述的汽车发动机连杆裂解槽激光切割机，其特征在于:所述夹具(815)包括夹具底板(701)、第一夹具定位插芯(702)和第二夹具定位插芯(703)，所述第一夹具定位插芯(702)和第二夹具定位插芯(703)均安装于夹具底板(701)上。
10.根据权利要求1至9任意一项所述的汽车发动机连杆裂解槽激光切割机，其特征在于:所述机床包括机床基座(803)和封闭式安装于机床基座(803)上的机床外壳，所述机床基座(803)包括机床底架(201)和安装于机床底架(201)上的大理石横梁(202)，所述机床底架(201)上还安装有双工位平台(102)，所述Y轴驱动机构安装于双工位平台(102)上，所述X轴驱动机构(802)安装于大理石横梁(202)上。
【文档编号】B23K26/38GK203992828SQ201420291726
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年6月3日 优先权日:2014年6月3日
【发明者】龚成万, 郭启军, 杨锦彬, 宁艳华, 高云锋 申请人:深圳市大族激光科技股份有限公司