曲轴主连轴颈及平衡块端面加工设备的制作方法

[0001]
本发明涉及汽车零部件制造技术领域，具体是一种用于曲轴主轴颈、连杆颈及主连轴颈平衡块端面的加工设备。


背景技术：

[0002]
曲轴4的结构一般由主轴颈5、连杆颈3、曲柄臂、平衡块、大端和小端组成（如图1所示）。曲轴4的主轴颈5与连杆颈3之间有一定的偏心距r，对于普通机床来说，加工非常麻烦。通常使用的普通车床，只能加工主轴颈5，而带有偏心距r的连杆颈3以及平衡块两侧，在普通车床上很难完成加工，若要采用普通车床加工，必须制作很笨重的专用夹具，安装及使用非常麻烦。曲轴4的主轴颈5与连杆颈3及主连轴颈平衡块端面6的加工还可使用进口内铣机床，但进口机床存在以下缺点：1、机床老化。
[0003]
2、由于各品种曲轴加工的尺寸范围大，型号多，换型频繁，进口机床无法满足新产品开发需求，且进口机床按原有曲轴结构设计，柔性化程度非常低。
[0004]
3、价格昂贵，若新增生产线就需要重新购买进口机床，生产成本非常高。
[0005]
4、进口机床关键配件国内无法购买，更换不方便，维修需要请国外专家，周期长，费用昂贵。


技术实现要素：

[0006]
为克服现有技术的不足，本发明的发明目的在于提供一种曲轴主连轴颈及平衡块端面加工设备，以实现对曲轴主轴颈、连杆颈及主连轴颈平衡块端面的加工。
[0007]
为实现上述发明目的，本发明的固定支架用压板固定在床身的左端，可移动支架与床身上右端的导轨滑动连接，调节可移动支架位置时，连接杆与右滑台及可移动支架连接，加工曲轴时，连接杆与可移动支架脱开，固定支架与可移动支架的前端分别装有用来夹紧曲轴的轴向定位卡具、角向定位卡具，角向定位卡具上还带有用于顶在曲轴的角向定位面上的角向定位装置；刀盘的内径两侧及内圆面上均安装有刀片，刀盘通过铣头箱上的刀盘主轴带动转动并且在垂直和竖直方向实现进给运动；左、右铣头箱分别装在左框架、右框架上，左框架、右框架分别与左滑台、右滑台滑动连接，实现左框架、右框架的垂直方向运动，左滑台、右滑台与床身上的导轨滑动连接，左、右铣头箱通过左滑台、右滑台实现在床身上的横向移动，使刀盘进入各个切削位置，两对竖直方向滚珠丝杠分别带动左、右铣头箱在左框架、右框架上实现竖直方向进给，实现刀盘中心在竖直方向上的直线插补，中心架与左滑台连接，可连同左滑台在床身上横向移动，中心架与左侧刀盘距离l等于主轴颈与相邻连杆颈之间的中心距，跳档距离l1等于相邻主轴颈之间的中心距；该设备还包括用于将刀盘装入铣头箱内或装入刀盘调试台上的耳型随动吊具、刀盘调试工作台；曲轴未夹紧之前其大端外圆落在轴向定位卡具上的辅助支撑二上，其小端主轴颈m7外圆落在角向定位卡具上的辅助支撑一上，角向定位卡具上的拉杆二带动浮动顶尖前伸顶在小端顶尖孔上，使曲轴
左移将曲轴的大端端面靠到轴向定位卡具上的轴向定位挡块上完成轴向定位，角向定位卡具的推盘继续带动角向定位卡爪夹紧曲轴的角向定位面，角向定位卡具、轴向定位卡具的推盘带动卡爪完成自动夹紧曲轴大端外圆、小端主轴颈m7外圆，曲轴被夹紧后开始加工，左、右刀盘停在指定位置，仅右刀盘转动、进给，切削主轴颈m2；左刀盘、中心架、右刀盘移到加工位置，中心架合拢卡紧已加工过的主轴颈m2，左刀盘、右刀盘同时加工，依次一次性加工出一个连轴颈、一个主轴颈及主连轴颈平衡块端面。
[0008]
所述床身上装有可在床身上的导轨三、导轨四上横向滑动的左滑台、右滑台、由横向滚珠丝杠传动的横轴的驱动装置、可移动支架和固定支架以及中心架；所述床身为整体结构，床身端部及导轨三、导轨四的两侧设有用于搜集导轨上流下来的润滑油的脏油池，床身的下方设有三个横向排屑通道，并安装有链板式排屑器，通过排屑器将铁屑送到排屑车内；该设备为半封闭防护结构，外防护墙将设备三面包围，设置于操作人员一侧的防护门在上下料时打开，加工时紧闭。
[0009]
所述可移动支架与床身上横向平行布置的导轨三、导轨四滑动连接；在可移动支架上装有连接轴，连接轴的两端与可移动支架滚动连接，手柄二与带有凸轮结构部分的连接轴固定在一起；连接杆的一端固定在右滑台上，换型时，右滑台先移动使连接杆的另一端到达与可移动支架的连接处，顺时针转动手柄二90
°
，连接轴的凸轮结构部分将连接杆与可移动支架之间锁紧，使连接杆的另一端与可移动支架连接，实现可移动支架与右滑台的固定，右滑台可带动可移动支架横向移动，使角向定位卡具与轴向定位卡具之间的距离适应曲轴的长度后，将可移动支架与导轨三、导轨四之间采用螺栓连接固定；加工曲轴前，逆时针转动手柄二90
°
，将连接杆的另一端与可移动支架的锁紧松开。
[0010]
所述角向定位卡具为液压三爪自定心卡具，角向定位卡具通过可移动支架前端的卡具止口与可移动支架安装到位；角向定位卡具内装有浮动顶尖，浮动顶尖与油缸一的拉杆二连接，浮动顶尖处设有矩型压缩弹簧；角向定位卡具的油缸一安装在可移动支架尾部的小支架上，小支架上带有可发出角向定位卡具卡紧曲轴的卡紧、松开信号的两个无触点开关一及相应晃块；角向定位卡具与油缸一的活塞杆之间通过拉杆二连接，拉杆二与推盘体连接，推盘体上装有推盘，推盘分别卡在下推杆、左侧的推杆、右侧的推杆、角向推杆一端的卡槽内，推盘与锁紧在推盘体上的锁紧螺母之间设有推盘压缩弹簧，下推杆、左侧的推杆、右侧的推杆、角向推杆另一端的锲形面分别与下侧的卡爪座二、左侧的卡爪座一、右侧的卡爪座一、滑动块的锲形斜面配合，油缸一的活塞杆运动，通过推盘带动下推杆、左侧的推杆、右侧的推杆、两个角向推杆，再由下推杆与下侧的卡爪座二、左侧的推杆与左侧的卡爪座一、右侧的推杆与右侧的卡爪座一、角向推杆与滑动块之间的锲形斜面使轴向运动转换为下侧的卡爪座二、左侧的卡爪座一、右侧的卡爪座一、滑动块上的角向定位卡爪的径向运动，实现角向定位装置上的内六角圆柱端紧定螺钉卡紧或松开曲轴的角向定位面后，再实现三个卡爪一对曲轴的m7主轴颈的卡紧或松开，角向定位卡具下方对称设置有两个辅助支撑一；角向定位卡具的卡爪座一上端切割有豁口，其非夹紧状态时的开口距离k＞曲轴的m7主轴颈直径；卡爪一的夹持精度由装在角向定位卡具上的卡爪座一和卡爪座二与卡爪一之间的调整垫一来调整；角向定位卡具通过卡具体上面的直通式压注油杯向卡具体内注油；角向定位卡具上带有吹风结构，风管由气动三联件通过软管连接到卡具体上，松开曲轴时风管向卡具体内吹风，风吹掉一部分残留在卡具体上的铁屑。
[0011]
所述轴向定位卡具为液压三爪自定心卡具，轴向定位卡具通过固定支架前端的卡具止口与固定支架安装到位；轴向定位卡具的油缸一安装在固定支架尾部的小支架上，小支架上带有可发出轴向定位卡具卡紧曲轴的卡紧、松开信号的两个无触点开关一及相应晃块；轴向定位卡具与油缸一的活塞杆之间通过拉杆二连接，拉杆二与推盘体连接，推盘体上装有推盘，推盘分别卡在下推杆、左侧的推杆、右侧的推杆一端的卡槽内，下推杆、左侧的推杆、右侧的推杆另一端的锲形面分别与下侧的卡爪座二、左侧的卡爪座一、右侧的卡爪座一的锲形斜面配合，油缸一的活塞杆运动，通过推盘带动下推杆、左侧的推杆、右侧的推杆，再由下推杆与下侧的卡爪座二、左侧的推杆与左侧的卡爪座一、右侧的推杆与右侧卡爪座一之间的锲形斜面使轴向运动转换为下侧的卡爪座二、左侧的卡爪座一、右侧的卡爪座一的径向运动，实现三个卡爪二对曲轴大端外圆的卡紧或松开；轴向定位卡具下方对称设置有两个辅助支撑二；轴向定位卡具上安装有轴向定位挡块；卡爪二的夹持精度由装在轴向定位卡具上的卡爪座一和卡爪座二与卡爪二之间的调整垫二来调整；轴向定位卡具通过卡具体上面的直通式压注油杯向卡具体内注油；轴向定位卡具上带有吹风结构，风管由气动三联件通过软管连接到卡具体上，松开曲轴时风管向卡具体内吹风，风吹掉一部分残留在卡具体上的铁屑。
[0012]
所述左滑台、右滑台分别与床身上横向平行布置的导轨三、导轨四滑动连接，左滑台、右滑台可沿床身横向移动，确定刀盘所加工的连杆颈或主轴颈的轴向位置，左滑台、右滑台由横轴伺服电机经横轴变速箱通过横向滚珠丝杠驱动，横轴伺服电机通过横轴变速箱与床身连接在一起，横轴伺服电机与横轴变速箱内的齿轮、齿轮与横向滚珠丝杠采用涨紧套连接，床身两侧各有一根横向滚珠丝杠，之间通过支撑轴经轴承二对接，使两根横向滚珠丝杠可分别作顺时针、逆时针旋转，两根横向滚珠丝杠的运动互不干涉，固定支架、可移动支架及中心架均留有横向滚珠丝杠过孔，左滑台、右滑台的上表面分别带有用于左框架、右框架垂直方向移动导向的导轨一、导轨二；在导轨一的一侧、左滑台、右滑台与左框架、右框架之间设有用于调整左框架、右框架运动时上母线精度的压板一；左滑台、右滑台与导轨三、导轨四之间的锁紧方式，和中心架与导轨三、导轨四之间的锁紧方式一样，在左滑台、右滑台与导轨三的侧面设有用于调整其间间隙的镶条，销固定在左滑台、右滑台上，压板二与销滑动配合，压板二可以销为圆心转动，安装在左滑台、右滑台上的油缸二的活塞杆二向下运行，装在油缸二缸体与左滑台、右滑台之间的蝶形弹簧受压变形，活塞杆二的下端推动压板二的一端以销为圆心向下转动，压板二的另一端以销为圆心向上转动，压板二另一端的上端设有一个半圆块，半圆块受压板二的推动向上顶住导轨三、导轨四的下部两端，在竖直方向上将左滑台、右滑台与导轨三、导轨四锁紧，安装在左滑台、右滑台上的油缸三的活塞杆三伸出，顶住镶条的一侧，镶条的另一侧与导轨三的侧面接触并压紧，将左滑台、右滑台与导轨三的侧面锁紧；在左滑台与中心架的连接处设有一个导向孔，固定在中心架上的导向棒从左滑台上的导向孔进入，节距定位轴将中心架与左滑台连接；在左滑台、右滑台的盖板下安装有吹风管，由设备控制系统控制自动吹风，清理从铣头箱上掉下的铁屑，吹到排屑器中，将排屑带走。
[0013]
所述左框架、右框架分别与左滑台、右滑台的导轨一、导轨二滑动连接，左框架、右框架的结构一样，方向相反，垂直轴伺服电机经垂直轴变速箱、垂直轴蜗轮蜗杆通过垂直方向滚珠丝杠带动左框架、右框架分别沿左滑台、右滑台实现垂直方向进给，实现刀盘中心在
垂直方向的直线插补，垂直轴伺服电机通过垂直轴变速箱分别与左滑台、右滑台连接，左框架、右框架上分别设有用于铣头箱在竖直方向滑动的导轨五、导轨六；左框架、右框架与导轨一、导轨二之间的锁紧方式，和中心架与导轨三、导轨四之间的锁紧方式一样，在左框架、右框架与导轨一的侧面设有用于调整其间间隙的镶条，销固定在左框架、右框架上，压板二与销滑动配合，压板二可以销为圆心转动，安装在左框架、右框架上的油缸二的活塞杆二向下运行，装在油缸二缸体与左框架、右框架之间的蝶形弹簧受压变形，活塞杆二的下端推动压板二的一端以销为圆心向下转动，压板二的另一端以销为圆心向上转动，压板二另一端的上端设有一个半圆块，半圆块受压板二的推动向上顶住导轨一、导轨二的下部两端，在竖直方向上将左框架、右框架与导轨一、导轨二锁紧，安装在左框架、右框架上的油缸三的活塞杆三伸出，顶住镶条的一侧，镶条的另一侧与导轨一的侧面接触并压紧，将左框架、右框架与导轨一的侧面锁紧。
[0014]
所述中心架的中心架体与床身上横向平行布置的导轨三、导轨四滑动连接，可连同左滑台在床身的导轨三、导轨四上横向移动；中心架的卡爪座四、卡爪座五通过齿条一、齿条二与齿轮一啮合实现同步运动，在铣削过程中卡爪座四、卡爪座五同时卡紧曲轴的一个主轴颈；驱动卡块的油缸四，油缸四的活塞杆一前伸实现卡紧时，中心架体内的无触点开关二发出信号，两个卡爪座四的外侧分别与中心架上边框和中心架体配合，内侧与齿条一固定，油缸四的活塞杆一与卡爪座四连接在一起，在卡爪座五上、下侧上固定有齿条二，齿条一、齿条二与齿轮一啮合，卡爪座五的一侧设有导向杆，导向杆与中心架体滑动配合，齿轮座的上、下两个侧面对齿条一、齿条二起导向限位作用，齿轮座和油缸四分别固定在中心架体的两侧，卡块固定在v形块上，v形块分别固定在卡爪座四、卡爪座五上，v形块与卡块之间设有用于调整夹持精度的调整垫三，中心架两侧的挡板固定在中心架体上；在中心架与导轨三的侧面设有用于调整其间间隙的镶条，销固定在中心架体上，压板二与销滑动配合，压板二可以销为圆心转动，安装在中心架体上的油缸二的活塞杆二向下运行，装在油缸二缸体与中心架体之间的蝶形弹簧受压变形，活塞杆二的下端推动压板二的一端以销为圆心向下转动，压板二的另一端以销为圆心向上转动，压板二另一端的上端设有一个半圆块，半圆块受压板二的推动向上顶住导轨三、导轨四的下部两端，在竖直方向上将中心架与导轨三、导轨四锁紧，安装在中心架体上的油缸三的活塞杆三伸出，顶住镶条的一侧，镶条的另一侧与导轨三的侧面接触并压紧，将中心架与导轨三的侧面锁紧；中心架的卡块上端带有可清理其表面铁屑的吹气管；曲轴换型时，中心架与导轨三、导轨四之间锁紧，左滑台移动调整与中心架之间的距离，使固定在左滑台上的节距定位轴穿过中心架上的螺栓孔，用螺母及开口垫固定，节距定位轴用于保证中心架与左刀盘距离l，即曲轴的主轴颈和连杆颈的中心距。
[0015]
所述铣头箱是刀盘的驱动装置，左、右铣头箱的结构相同，方向相反，左、右铣头箱经各自竖直轴伺服电机、竖直轴变速箱、分布在铣头箱两侧的竖直轴蜗轮蜗杆及同步传动的竖直方向滚珠丝杠带动铣头箱在左框架、右框架上沿竖直方向运动；用于铣连杆颈轴颈及连杆颈两侧平衡块端面的左铣头箱，与用于铣主轴颈轴颈及主轴颈两侧平衡块端面的右铣头箱运动互不干涉，左铣头箱在带动刀盘加工连杆颈时，左铣头箱的加工中心偏离曲轴主轴中心的距离为r，右铣头箱在带动刀盘加工主轴颈时，右铣头箱的加工中心为曲轴主轴中心；刀盘竖直方向运动与随左框架、右框架的垂直方向运动，共同实现刀盘的中心沿曲轴
的各轴颈中心走圆弧插补；左、右铣头箱上各带有主电机，通过皮带轮一的旋转传递给刀盘主轴齿轮组，带动刀盘主轴作与刀盘中心插补方向的反方向的旋转，从而带动了刀盘的旋转；皮带轮一带动皮带轮二旋转，皮带轮二的轴上安装有齿轮三，齿轮三与过渡齿轮四啮合，过渡齿轮四与齿轮二啮合，齿轮二固定在刀盘主轴的外圆上，带动刀盘主轴转动，左、右铣头箱上装有用于调节皮带松紧的调节螺栓；所述左、右铣头箱上的刀盘主轴的两侧分别装有两个角接触球轴承；左、右铣头箱的下方设有油箱，润滑系统中安装有流量报警装置和油标；左、右铣头箱的上端两侧分别固定安装有两个竖直滚珠螺母，与竖直方向滚珠丝杠配合，竖直方向滚珠丝杠的下端无固定装置，竖直滚珠螺母的下面预留有竖直滚珠丝杠过孔；刀盘主轴的外部设有防护罩；左、右铣头箱与导轨五、导轨六的锁紧方式和中心架与导轨三、导轨四之间的锁紧方式一样，在左、右铣头箱与导轨五的侧面设有用于调整其间间隙的镶条，销固定在左、右铣头箱上，压板二与销滑动配合，压板二可以销为圆心转动，安装在左、右铣头箱上的油缸二的活塞杆二向下运行，装在油缸二缸体与左、右铣头箱之间的蝶形弹簧受压变形，活塞杆二的下端推动压板二的一端以销为圆心向下转动，压板二的另一端以销为圆心向上转动，压板二另一端的上端设有一个半圆块，半圆块受压板二的推动向上顶住导轨五、导轨六的下部两端，在竖直方向上将左、右铣头箱与导轨五、导轨六锁紧，安装在左、右铣头箱上的油缸三的活塞杆三伸出，顶住镶条的一侧，镶条的另一侧与导轨五的侧面接触并压紧，将左、右铣头箱与导轨五的侧面锁紧。
[0016]
所述刀盘的刀盘内径φ1＞支架前端及卡具直径φ2＞平衡块最大回转直径φ；刀盘的刀夹装在刀盘的本体二上，端面刀片和径向刀片装在刀夹上。
[0017]
所述耳型随动吊具的挂环的中心与挂臂上端的吊葫芦孔中心在同一垂直面上，挂臂的内侧带有弯度；套与挂臂焊接在一起，芯轴一的一端从挂环的内孔穿过，芯轴一的外圆面与套的内孔过盈配合，芯轴一与套之间通过锁紧螺钉进行轴向固定，使芯轴一的台肩与套的端面贴合，并在芯轴一及套的径向位置钻孔用定位销插入锁紧，芯轴一另一端的球形结构与挂环内的球形孔贴合，球形螺母通过挂环的内螺纹将芯轴一与挂环连接，挂环的球形腔体包裹住芯轴一的球形实体并与球形实体滑动配合；挂环上装有手柄一，挂环的外侧设有两个耳型结构，所述挂环外侧的两个耳型结构与刀盘上的吊孔的耳型孔相匹配。
[0018]
所述刀盘调试工作台包括上、下两部份，下半部为调试工作台，上半部为刀盘调试台；本体一与调试工作台有75
°
的倾斜面，本体一的前、后分别设有用于摆放百分表的小平台；本体一的下方两侧各装有一个滚轮呈90
°
夹角的外圆支撑，其两个轴承座二固定在本体一上，轴承一作为滚轮，通过芯轴三装配在轴承座二上，分别支撑刀盘的外圆面；在本体一上还安装有三对轴承一，三个轴承座一固定在本体一上，轴承一作为滚轮，通过芯轴二装配在轴承座一上，三对轴承一形成一个平面，支撑在刀盘的背面，芯轴二与轴承座一配合的轴颈和芯轴二与轴承一配合的轴颈中心偏差0.5mm；本体一的中心位置设有用于在安装刀片时不与本体一发生干涉的孔，该孔径大于刀盘内径φ1；本体一的左上方设有用于耳型随动吊具在上下刀盘时不与本体一发生干涉的开口空间。
[0019]
本发明与现有技术相比，只需手动装卸曲轴，采用液压卡具自动卡紧，可以自动一次性加工曲轴的主连轴颈及平衡块端面，具有以下优点：1、可适应各品种曲轴的加工，机床换型方便，自动化及柔性化程度非常高。
[0020]
2、作业过程安全可靠，加工精度高。
[0021]
3、机床国产化率高，与进口机床相比购置成本大幅度下降。
[0022]
4、购置配件及维修方便，维修周期短，费用低廉。
[0023]
5、自制耳型随动吊具更符合现场需求；自制刀盘调试工作台设计合理，能够完全保证刀盘精度调节，使用轻便，可有效减轻操作人员的劳动强度。
附图说明
[0024]
图1为曲轴及加工部位结构示意图。
[0025]
图2为图1的a-a剖视图。
[0026]
图3为本发明的耳型随动吊具结构图。
[0027]
图4为图3的c向视图。
[0028]
图5为本发明的刀盘调试工装台结构图。
[0029]
图6为图5的k向视图。
[0030]
图7为图6的a-a视图。
[0031]
图8为图5的b向视图。
[0032]
图9为本发明的结构简图。
[0033]
图10为图9的左视图。
[0034]
图11为图9的俯视图。
[0035]
图12为本发明的机床传动系统示意图。
[0036]
图13为图12的俯视图。
[0037]
图14为图12的a向视图。
[0038]
图15为图9的连杆颈刀盘的结构简图。
[0039]
图16为图15的侧视图。
[0040]
图17为图15的i处放大图。
[0041]
图18为图9的角向定位卡具的结构简图。
[0042]
图19为图18的a-a剖视图。
[0043]
图20为图18的c-c旋转视图。
[0044]
图21为图18的f-f旋转视图。
[0045]
图22为图18的g-g旋转视图。
[0046]
图23为图9的轴向定位卡具的结构简图。
[0047]
图24为图23的a-a剖视图。
[0048]
图25为图23的g-g旋转视图。
[0049]
图26为图23的f-f旋转视图。
[0050]
图27为图9的中心架的结构简图。
[0051]
图28为图27的a-a剖视图。
[0052]
图29为图27的节距定位轴连接部位的结构简图。
[0053]
图30为图27的卡块卡紧传动机构简图。
[0054]
图31为中心架与导轨三、导轨四锁紧部分结构简图。
[0055]
图32为图30的分解图。
[0056]
图33为图9的铣头箱结构简图。
[0057]
图34为图33的俯视图。
[0058]
图35为图33的a-a剖视图。
[0059]
图36为图33的b-b剖视图。
[0060]
图37为图33的c-c剖视图。
[0061]
图38为本发明的加工工部图。
[0062]
图中：1、大端端面；2、大端外圆；3、连杆颈；4、曲轴；5、主轴颈；6、主连轴颈平衡块端面；7、小端顶尖孔；8、平衡块最大回转直径φ；9、角向定位面；10、锁紧螺钉；11、定位销；12、套；13、手柄一；14、芯轴一；15、挂环；16、球面螺母；17、挂臂；18、耳型结构；19、轴承一；20、轴承座一；21、芯轴二；22、轴承座二；23、芯轴三；24、刀盘调试台；25、本体一；26、调试工作台；27、小平台；28、百分表；29、刀盘；30、吊孔；31、旋转方向；32、本体二；33、刀盘内径φ1；34、刀夹；35、端面刀片；36、径向刀片；37、中心架；38、跳档距离l1；39、中心架与左刀盘距离l；40、角向定位卡具；41、可移动支架；42、调整垫一；43、浮动顶尖； 44、滑动块；45、矩型压缩弹簧；46、推盘；47、角向推杆；48、推盘压缩弹簧；49、角向定位卡爪；50、辅助支撑一；51、卡爪一；52、开口距离k；53、直通式压注油杯；54、内六角圆柱端紧定螺钉；55、卡爪座一；56、无触点开关一；57、小支架；58、晃块；59、油缸一；60、下推杆；61、气动三联件；62、拉杆二；63、卡具止口；64、卡具体；65、推盘体；66、轴向定位挡块；67、卡爪座二；68、卡爪二；69、调整垫二；70、辅助支撑二；71、推杆；72、垂直轴伺服电机；73、固定支架；74、垂直轴变速箱；75、垂直轴蜗轮蜗杆；76、横轴；77、竖直轴伺服电机；78、竖直轴变速箱；79、竖直方向滚珠丝杠；80、竖直轴蜗轮蜗杆；81、横轴伺服电机；82、横轴变速箱；83、垂直方向滚珠丝杠；84、横向滚珠丝杠；85、床身；86、压板一；87、导轨一；88、左框架；89、轴向定位卡具；90、支架前端及卡具直径φ2；91、右框架； 92、连接杆；93、连接轴；94、手柄二；95、左滑台；96、导向孔； 97、导向棒；98、导轨二；99、支撑轴；100、轴承二；101、右滑台；102、导轨三；103、横向滚珠丝杠过孔；104、导轨四；105、防护门；106、排屑车；107、排屑器；108、轴向排屑通道；109、外防护墙；110、cnc控制系统；111、螺栓孔；112、中心架上边框；113、中心架体；114、挡板；115、节距定位轴；116、开口垫；117、螺母；118、半圆块；119、压板二；120、导向杆；121、开关二；122、齿轮一；123、v形块；124、调整垫三；125、卡块；126、吹气管；127、活塞杆一；128、油缸二；129、销；130、镶条；131、活塞杆二；132、蝶形弹簧；133、油缸三；134、活塞杆三；135、齿轮座；136、齿条一；137、齿条二；138、卡爪座四；139、卡爪座五；140、油缸四；141、调节螺栓；142、主电机；143、导轨五； 144、竖直滚珠螺母；145、铣头箱；146、导轨六；147、刀盘主轴；148、齿轮二；149、角接触球轴承；150、皮带轮一；151、防护罩；152、齿轮三；153、皮带轮二；154、齿轮四；155、竖直滚珠丝杠过孔；156、油箱；157、流量报警装置；158、油标。
具体实施方式
[0063]
如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11、图12、图13、图14、图15、图16、图17、图18、图19、图20、图21、图22、图23、图24、图25、图26、图27、图28、图29、图30、图31、图32、图33、图34、图35、图36、图37、图38所示，本发明固定支架73用压板固定在床身85的左端，可移动支架41与床身85上右端的导轨滑动连接，调节可移动支架41位置时，连接杆92与右滑台101和可移动支架41连接，加工曲轴4时，连接杆92与可移动支架41脱开，固定支架73与可移动支架41的前端分别装有用于夹紧曲轴4的轴向定位卡具89、角向定位卡具40，
角向定位卡具40上还带有用于顶在曲轴4的角向定位面9上的角向定位装置；刀盘29的内径两侧及内圆面上均安装有刀片，刀盘29通过铣头箱145上的刀盘主轴147带动转动并且在垂直（x轴方向）和竖直方向（y轴方向）实现进给运动；左、右铣头箱145分别装在左框架88、右框架91上，左框架88、右框架91分别与左滑台95、右滑台101滑动连接，实现左框架88、右框架91的垂直方向运动，左滑台95、右滑台101与床身85上的导轨滑动连接，左、右铣头箱145通过左滑台95、右滑台101实现在床身85上的横向（z轴方向）移动，使刀盘29进入各个切削位置，两对竖直方向滚珠丝杠79分别带动左、右铣头箱145在左框架88、右框架91上实现竖直方向进给，实现刀盘29中心在竖直方向上的直线插补，中心架37与左滑台95连接，可连同左滑台95在床身85上横向移动，中心架与左侧刀盘距离l39等于主轴颈5与相邻连杆颈3之间的中心距，序号为38的跳档距离l1等于相邻主轴颈5之间的中心距；该设备还包括用于将刀盘29装入铣头箱145内或装入刀盘调试台24上的耳型随动吊具、刀盘调试工作台；曲轴4未夹紧之前其大端外圆2落在轴向定位卡具89上的辅助支撑二70上，其小端m7主轴颈5外圆落在角向定位卡具40上的辅助支撑一50上，角向定位卡具40上的拉杆二2带动浮动顶尖43前伸顶在小端顶尖孔7上，使曲轴4左移将曲轴4的大端端面1靠到轴向定位卡具89上的轴向定位挡块66上完成轴向定位，角向定位卡具40的推盘46继续带动角向定位卡爪49夹紧曲轴4的角向定位面9，角向定位卡具40、轴向定位卡具89的推盘46带动各自卡爪完成自动夹紧曲轴4大端外圆2、小端m7主轴颈5外圆，曲轴4被夹紧后开始加工，工步一：左、右刀盘29停在指定位置，仅右刀盘29转动、进给，切削主轴颈5的m2外圆；工步二：左刀盘29、中心架37、右刀盘29移到加工位置，中心架37合拢卡紧已加工过的主轴颈5的m2外圆，左刀盘29、右刀盘29同时加工，依次一次性加工出一个连轴颈3、一个主轴颈5及主连轴颈平衡块端面6。
[0064]
床身85上装有可在床身85上的导轨三102、导轨四104上横向滑动的左滑台95、右滑台101、由横向滚珠丝杠84传动的横轴76的驱动装置、可移动支架41和固定支架73以及中心架37；所述床身85为整体结构，筋形布置合理，采用镶钢导轨，刚性良好，通过水平安装垫铁，可使床身85的水平位置精度达到标准要求，以提高曲轴4的加工精度；床身85端部及导轨三102、导轨四104的两侧均设有脏油池，用于搜集导轨上流下来的润滑油，床身85的下方设有三个横向排屑通道108，并安装有链板式排屑器107，通过排屑器107将铁屑送到排屑车106内；该设备为半封闭防护结构，外防护墙109将设备三面包围，设置于操作人员一侧的防护门105在上下料时打开，加工时紧闭，确保了机械及人身安全。
[0065]
固定支架73和可移动支架41都装有液压卡具，对曲轴4起夹紧作用。左边固定支架73安装在床身85上，左端用压板固定在床身85上，右边可移动支架41与床身85上横向平行布置的导轨三102、导轨四104滑动连接，可沿导轨三102、导轨四104横向滑动，其位置可根据曲轴4的长度而定，可移动支架41与导轨三102、导轨四104之间的滑动面用导轨涂料“ts316”涂层，可防止爬行，这种涂料可起到很好的耐磨性和润滑作用，且具有较长的寿命，位于横向滚珠丝杠84一侧的导轨三102起导向作用，其内、外侧面均设有用于调整间隙的调整垫片，位于操作者一侧的导轨四104仅起水平平面导向作用；为便于调整，可移动支架41借助用连接杆92与其连接在一起的右滑台101进行推或拉，使右滑台101带动可移动支架41横向移动，使角向定位卡具40与轴向定位卡具89之间的距离适应曲轴4的长度，调节可移动支架41位置时，连接杆92与右滑台101和可移动支架41是连接的，加工曲轴4时，连接杆92与可移动支架41是脱开的；在可移动支架41上装有连接轴93，连接轴93的两端与可移动支架
41滚动连接，手柄二94与带有凸轮结构部分的连接轴93固定在一起，连接杆92的一端固定在右滑台101上，换型时，右滑台101先移动使连接杆92的另一端到达与可移动支架41的连接处，顺时针转动手柄二94角度90
°
，连接轴93的凸轮结构部分将连接杆92与可移动支架41之间锁紧，使连接杆92的另一端与可移动支架41连接，实现可移动支架41与右滑台101的固定，右滑台101可带动可移动支架41横向移动，使角向定位卡具40与轴向定位卡具89之间的距离适应曲轴4的长度，这时，将可移动支架41与导轨三102、导轨四104之间采用螺栓连接固定；加工曲轴4前，逆时针转动手柄二94角度90
°
，将连接杆92的另一端与可移动支架41凸轮结构部分的锁紧松开。
[0066]
角向定位卡具40为液压三爪自定心卡具，用于卡紧曲轴4的m7主轴颈5，并具有角向定位功能，角向定位卡具40下方对称设置有两个辅助支撑一50，角向定位卡具40在未卡紧曲轴4之前，曲轴4的m7主轴颈5落在辅助支撑一50上。角向定位卡具40通过可移动支架41前端的卡具止口63与可移动支架41安装到位；角向定位卡具40内装有装有浮动顶尖43，浮动顶尖43与油缸一59的活塞杆连接，浮动顶尖43处设有矩型压缩弹簧45；角向定位卡具40的油缸一59安装在可移动支架41尾部的小支架57上，小支架57上带有可发出角向定位卡具40卡紧曲轴4的卡紧、松开信号的两个无触点开关一56及相应晃块58；角向定位卡具40与油缸一59的活塞杆之间通过拉杆二62连接，拉杆二62与推盘体65连接，推盘体65上装有推盘46，推盘46分别卡在下推杆60、左侧的推杆71、右侧的推杆71、角向推杆47一端的卡槽内，推盘46与锁紧在推盘体65上的锁紧螺母之间设有推盘压缩弹簧48，下推杆60、左侧的推杆71、右侧的推杆71、角向推杆47另一端的锲形面分别与下侧的卡爪座二67、左侧的卡爪座一55、右侧的卡爪座一55、滑动块44的锲形斜面配合，油缸一59通过活塞杆带动拉杆二62运动，再通过推盘46带动下推杆60、左侧的推杆71、右侧的推杆71、两个角向推杆47，再由下推杆60与下侧的卡爪座二67、左侧的推杆71与左侧的卡爪座一55、右侧的推杆71与右侧的卡爪座一55、角向推杆47与滑动块44之间的锲形斜面使轴向运动转换为下侧的卡爪座二67、左侧的卡爪座一55、右侧的卡爪座一55、滑动块44上的角向定位卡爪49的径向运动，实现角向定位装置上的内六角圆柱端紧定螺钉54卡紧或松开曲轴4的角向定位面9后，再实现三个卡爪一51对曲轴4的m7主轴颈5的卡紧或松开；角向定位卡具40的卡爪座一55上端切割有豁口，其非夹紧状态时的开口距离k52＞曲轴4的m7主轴颈5直径，以便在吊装曲轴4时，可以将曲轴4的小端从角向定位卡具40的卡爪座一55上端垂直下落放入角向定位卡具40内；卡爪一51的夹持精度由装在角向定位卡具40上的卡爪座一55和卡爪座二67与卡爪一51之间的调整垫一42来调整；角向定位卡具40通过卡具体64上面的直通式压注油杯53向卡具体64内注油；角向定位卡具40上带有吹风结构，风管由气动三联件61通过软管连接到卡具体64上，松开曲轴4时风管向卡具体64内吹风，风吹掉一部分残留在卡具体64上的铁屑。
[0067]
轴向定位卡具89为液压三爪自定心卡具，用于卡持曲轴4的大端外圆2，轴向定位卡具89下方对称设置有两个辅助支撑二70，轴向定位卡具89未卡紧之前，曲轴4的大端外圆2落在辅助支撑二70上，轴向定位卡具89上安装有轴向定位挡块66。轴向定位卡具89通过固定支架73前端的卡具止口63与固定支架73安装到位；轴向定位卡具89的油缸一59安装在固定支架73尾部的小支架57上，小支架57上带有可发出轴向定位卡具89卡紧曲轴4的卡紧、松开信号的两个无触点开关一56及相应晃块58；轴向定位卡具89与油缸一59的活塞杆之间通过拉杆二62连接，拉杆二62与推盘体65连接，推盘体65上装有推盘46，推盘46分别卡在下推
杆60、左侧的推杆71、右侧的推杆71一端的卡槽内，下推杆60、左侧的推杆71、右侧的推杆71另一端的锲形面分别与下侧的卡爪座二67、左侧的卡爪座一55、右侧的卡爪座一55的锲形斜面配合，油缸一59的活塞杆带动拉杆二62运动，通过推盘46带动下推杆60、左侧的推杆71、右侧的推杆71，再由下推杆60与下侧的卡爪座二67、左侧的推杆71与左侧的卡爪座一55、右侧的推杆71与右侧的卡爪座一55之间的锲形斜面使轴向运动转换为下侧的卡爪座二67、左侧的卡爪座一55、右侧的卡爪座一55的径向运动，实现三个卡爪二68对曲轴4大端外圆2的卡紧或松开；卡爪二68的夹持精度由装在轴向定位卡具89上的卡爪座一55和卡爪座二67与卡爪二68之间的调整垫二69来调整；轴向定位卡具89通过卡具体64上面的直通式压注油杯53向卡具体64内注油；轴向定位卡具89上带有吹风结构，风管由气动三联件61通过软管连接到卡具体64上，松开曲轴4时风管向卡具体64内吹风，风吹掉一部分残留在卡具体64上的铁屑。
[0068]
轴向定位卡具89、角向定位卡具40的卡紧过程：（1）角向定位卡具40的油缸一59先动作，动作时浮动顶尖43前伸，先接触到曲轴4的小端顶尖孔7，将曲轴4左移，使之紧靠到轴向定位卡具89的轴向定位挡块66上后不再移动；三个卡爪一51及角向定位卡爪49继续前进，此时浮动顶尖43后面的矩型压缩弹簧45被压缩，角向定位卡爪49紧顶住角向定位面9后即可保证曲轴4的角向定位方向，角向推杆47的推盘46的后面推盘压缩弹簧48继续被压缩，卡爪一51继续前进，直至卡紧曲轴4的m7主轴颈5，并发出卡紧信号及无触点开关一56信号。为了保证角向定位卡爪49的夹持精度，通过调节12
×
60内六角圆柱端紧定螺钉54来实现。
[0069]
（2）轴向定位卡具89的油缸一59在角向定位卡具40油缸一59动作几秒后再动作，三个卡爪二68的动作同角向定位卡具40，卡紧曲轴4的大端外圆2后并发出卡紧信号及无触点开关一56信号。卡爪二68的夹持精度由调整垫二69的厚薄来调整。
[0070]
（3）未夹紧之前曲轴4的大端外圆2落在辅助支撑二70上，曲轴4的小端m7主轴颈5落在辅助支撑一50上，夹紧后，曲轴4的大端外圆2离开辅助支撑二70，曲轴4的小端m7主轴颈5离开辅助支撑一50。
[0071]
（4）曲轴4的主连轴颈及平衡块端面加工完成，当刀盘29退到固定位置后才能张开各个卡爪、松开浮动顶尖43及角向定位卡爪49，以避免卡爪与刀盘29相撞。
[0072]
左滑台95、右滑台101分别与床身85上横向平行布置的导轨三102、导轨四104滑动连接，左滑台95、右滑台101可沿床身85横向移动，以确定刀盘29所加工的连杆颈3或主轴颈5的轴向位置，左滑台95、右滑台101由横轴伺服电机81经横轴变速箱82通过横向滚珠丝杠84驱动，横轴变速箱82通过横轴变速箱82与床身85连接在一起，横轴伺服电机81与横轴变速箱82内的齿轮、齿轮与横向滚珠丝杠84采用涨紧套连接，床身85两侧各有一根横向滚珠丝杠84，之间通过支撑轴99经轴承二100对接，使两根横向滚珠丝杠84可分别作顺时针、逆时针旋转，两根横向滚珠丝杠84的运动互不干涉，固定支架73、可移动支架41及中心架37均留有横向滚珠丝杠过孔103，左滑台95、右滑台101的上表面分别带有用于左框架88、右框架91垂直方向移动导向的导轨一87、导轨二98，左滑台95、右滑台101与导轨三102、导轨四104的结合面涂有ts312涂层，内部有油沟，可保证滑动润滑和涂层寿命；在导轨一87的一侧、左滑台95、右滑台101与左框架88、右框架91之间设有用于调整左框架88、右框架91运动时上母线精度的压板一86，在左滑台95、右滑台101与导轨三102的侧面设有用于调整其间间隙
的镶条130，镶条130和压板一86是加工曲轴4保证良好精度的基准，它们与床身85的结合面涂了有st316涂层，销129固定在左滑台95、右滑台101上，压板二119与销129滑动配合，压板二119可以销129为圆心转动，安装在左滑台95、右滑台101上的油缸二128的活塞杆二131向下运行，装在油缸二128缸体与左滑台95、右滑台101之间的蝶形弹簧132受压变形，活塞杆二131的下端推动压板二119的一端以销129为圆心向下转动，压板二119的另一端以销129为圆心向上转动，压板二119另一端的上端设有一个半圆块118，半圆块118受压板二119的推动向上顶住导轨三102、导轨四104的下部两端，在竖直方向上将左滑台95、右滑台101与导轨三102、导轨四104锁紧，安装在左滑台95、右滑台101上的油缸三133的活塞杆三134伸出，顶住镶条130的一侧，镶条130的另一侧与导轨三102的侧面接触并压紧，将左滑台95、右滑台101与导轨三102的侧面锁紧；在左滑台95上设有一个导向孔96，固定在中心架37上的导向棒97从左滑台95上的导向孔96进入，节距定位轴115将中心架37与左滑台95连接，导向棒97起导向作用，可确保中心架37与左滑台95之间的配合精度；在左滑台95、右滑台101的盖板下安装有吹风管，由设备控制系统控制自动吹风，清理从铣头箱145上掉下的铁屑，吹到排屑器107中，将排屑带走。
[0073]
左框架88、右框架91分别是左侧铣头箱145、右侧铣头箱145实现横向运动的基础部件，左框架88、右框架91分别与左滑台95、右滑台101的导轨一87、导轨二98滑动连接，左框架88、右框架91的结构一样，方向相反，垂直轴伺服电机72经垂直轴变速箱74、垂直轴蜗轮蜗杆75通过垂直方向滚珠丝杠83带动左框架88、右框架91分别沿左滑台95、右滑台101实现垂直方向进给，实现刀盘29中心在垂直方向的直线插补，垂直轴伺服电机72通过垂直轴变速箱74分别与左滑台95、右滑台101连接，左框架88、右框架91上分别设有导轨五143、导轨六146，左框架88、右框架91内侧的导轨五143、导轨六146为铣头箱145在竖直方向的滑动提供导向；左框架88、右框架91与导轨一87、导轨二98之间的锁紧方式，和中心架37与导轨三102、导轨四104之间的锁紧方式一样，在左框架88、右框架91与导轨一87的侧面设有用于调整其间间隙的镶条130，销129固定在左框架88、右框架91上，压板二119与销129滑动配合，压板二119可以销129为圆心转动，安装在左框架88、右框架91上的油缸二128的活塞杆二131向下运行，装在油缸二128缸体与左框架88、右框架91之间的蝶形弹簧132受压变形，活塞杆二131的下端推动压板二119的一端以销129为圆心向下转动，压板二119的另一端以销129为圆心向上转动，压板二119另一端的上端设有一个半圆块118，半圆块118受压板二119的推动向上顶住导轨一87、导轨二98的下部两端，在竖直方向上将左框架88、右框架91与导轨一87、导轨二98锁紧，安装在左框架88、右框架91上的油缸三133的活塞杆三134伸出，顶住镶条130的一侧，镶条130的另一侧与导轨一87的侧面接触并压紧，将左框架88、右框架91与导轨一87的侧面锁紧；左框架88、右框架9与导轨一87、导轨二98的结合面、左铣头箱145与导轨五143、导轨六146的结合面涂有润滑涂层，内部有油沟，可保证其间润滑和涂层寿命。
[0074]
中心架37的作用就是在铣削过程中同时卡紧曲轴4的一个主轴颈5，以防止曲轴4振动和弯曲变形，中心架37的卡爪座通过齿条轴实现同步运动。中心架37的中心架体113与床身85上横向平行布置的导轨三102、导轨四104滑动连接，可连同左滑台95在床身85的导轨三102、导轨四104上横向移动，中心架37与床身85的结合面涂有润滑涂层，内部有油沟，可保证其间润滑和涂层寿命；中心架37的卡爪座四138、卡爪座五139通过齿条一136、齿条
二137与齿轮一122啮合实现同步运动，在铣削过程中卡爪座四138、卡爪座五139同时卡紧曲轴4的一个主轴颈5，驱动卡块125的油缸四140，油缸四140的活塞杆一127前伸实现卡紧时，中心架体113内的无触点开关二121发出信号，两个卡爪座四138的外侧分别与中心架上边框112和中心架体113配合，内侧与齿条一136固定，油缸四140的活塞杆一127与卡爪座四138连接在一起，在卡爪座五139上、下侧上固定有齿条二137，齿条一136、齿条二137与齿轮一122啮合，卡爪座五139的一侧设有导向杆120，导向杆120与中心架体113滑动配合，齿轮座135的上、下两个侧面对齿条一136、齿条二137起导向限位作用，齿轮座135和油缸四140分别固定在中心架体113的两侧，卡块125固定在v形块123上，v形块123分别固定在卡爪座四138、卡爪座五139上，v形块123与卡块125之间设有用于调整夹持精度的调整垫三124，中心架37两侧的挡板114固定在中心架体113上，将中心架37的内部机构保护起来；在中心架37与导轨三102的侧面设有用于调整其间间隙的镶条130，销129固定在中心架体113上，压板二119与销129滑动配合，压板二119可以销129为圆心转动，安装在中心架体113上的油缸二128的活塞杆二131向下运行，装在油缸二128缸体与中心架体113之间的蝶形弹簧132受压变形，活塞杆二131的下端推动压板二119的一端以销129为圆心向下转动，压板二119的另一端以销129为圆心向上转动，压板二119另一端的上端设有一个半圆块118，半圆块118受压板二119的推动向上顶住导轨三102、导轨四104的下部两端，在竖直方向上将中心架37与导轨三102、导轨四104锁紧，即半圆块118压在导轨三102、导轨四104的下端面上锁紧中心架37，由于半圆块118的特殊性，无论压板二119怎样转动，半圆块118的上端面始终保持全部贴合在导轨三102、导轨四104的下端面上，使锁紧摩擦力达到最大，效果最佳；安装在中心架体113上的油缸三133的活塞杆三134伸出，顶住镶条130的一侧，镶条130的另一侧与导轨三102的侧面接触并压紧，将中心架37与导轨三102的侧面锁紧，当中心架37需要跳档加工、更换刀盘29或产品换型时，可将中心架37与导轨三102、导轨四104的锁紧油缸二128、油缸三133松开；镶条130可保证中心架37与导轨三102相对运动的侧母线精度，压板二119可保证中心架37与导轨三102、导轨四104的上母线精度；中心架37的卡块125上端带有可清理其表面铁屑的吹气管126，曲轴4的一个工步加工完毕后，跳档时吹气管126会自动对卡块125进行吹气，清理表面铁屑，保证夹持精度；在更换刀盘29、曲轴4换型时，中心架37必需与左滑台95分开，此时只要从节距定位轴115上松开螺母117，取下开口垫116即可，曲轴4换型时用与曲轴4规格相对应的节距定位轴115穿过螺栓孔111用螺母117及开口垫116固定，节距定位轴115用于保证中心架与左刀盘距离l39，即曲轴4的主轴颈5和连杆颈3的中心距，中心架37在跳挡过程中与左滑台95连接，跳档距离l1即曲轴4的节距，此时卡块125为松开状态。
[0075]
铣头箱145是刀盘29的驱动装置，左、右铣头箱145的结构相同，方向相反，左、右铣头箱145经各自竖直轴伺服电机77、竖直轴变速箱78、分布在铣头箱145两侧的竖直轴蜗轮蜗杆80及同步传动的竖直方向滚珠丝杠79带动铣头箱145在左框架88、右框架91上沿竖直方向运动；左铣头箱145用于铣连杆颈3轴颈及连杆颈3两侧平衡块端面，右铣头箱145用于铣主轴颈5轴颈及主轴颈5两侧平衡块端面，左、右铣头箱145的运动互不干涉，左铣头箱145在带动刀盘29加工连杆颈3时，左铣头箱145的加工中心偏离曲轴主轴中心的距离为r，右铣头箱145在带动刀盘29加工主轴颈5时，右铣头箱145的加工中心为曲轴主轴中心；刀盘29竖直方向运动与随左框架88、右框架91的垂直方向运动，共同实现刀盘29的中心沿曲轴4的各
轴颈中心走圆弧插补，刀盘主轴147的旋转方向31必须与安装在刀盘主轴147上的刀盘29的旋转方向31一致，否者会打刀；左、右铣头箱145上各带有主电机142，通过皮带轮一150的旋转传递给刀盘主轴147齿轮组，带动刀盘主轴147作与刀盘29中心插补方向的反方向的旋转，从而带动了刀盘29的旋转；皮带轮一150带动皮带轮二153旋转，皮带轮二153的轴上安装有齿轮三152，齿轮三152与过渡齿轮四154啮合，过渡齿轮四154与齿轮二148啮合，齿轮二148固定在刀盘主轴147的外圆上，带动刀盘主轴147转动，左、右铣头箱145上装有用于调节皮带松紧的调节螺栓141；所述左、右铣头箱145上的刀盘主轴147的两侧分别装有两个角接触球轴承149；左、右铣头箱145的下方设有油箱156，通过润滑泵使润滑油循环，管路中装有过滤器，可有效保证润滑油的清洁，润滑系统中安装有流量报警装置157和油标158；左、右铣头箱145的上端两侧分别固定安装有两个竖直滚珠螺母144，与竖直方向滚珠丝杠79配合，竖直方向滚珠丝杠79的下端无固定装置，铣头箱145上下运行时，竖直方向滚珠丝杠79的位置相对固定，悬空状态下竖直方向滚珠丝杠79靠铣头箱145自重保证无弯曲变形，竖直滚珠螺母144的下面预留有竖直滚珠丝杠过孔155；刀盘主轴147的外部设有防护罩151，以对其进行保护；左、右铣头箱145与导轨五143、导轨六146的锁紧方式和中心架37与导轨三102、导轨四104之间的锁紧方式一样，在左、右铣头箱145与导轨五143的侧面设有用于调整其间间隙的镶条130，销129固定在左、右铣头箱145上，压板二119与销129滑动配合，压板二119可以销129为圆心转动，安装在左、右铣头箱145上的油缸二128的活塞杆二131向下运行，装在油缸二128缸体与左、右铣头箱145之间的蝶形弹簧132受压变形，活塞杆二131的下端推动压板二119的一端以销129为圆心向下转动，压板二119的另一端以销129为圆心向上转动，压板二119另一端的上端设有一个半圆块118，半圆块118受压板二119的推动向上顶住导轨五143、导轨六146的下部两端，在竖直方向上将左、右铣头箱145与导轨五143、导轨六146锁紧，安装在左、右铣头箱145上的油缸三133的活塞杆三134伸出，顶住镶条130的一侧，镶条130的另一侧与导轨五143的侧面接触并压紧，将左、右铣头箱145与导轨五143的侧面锁紧。
[0076]
刀盘29的刀盘内径φ1＞支架前端及卡具直径φ2＞平衡块最大回转直径φ；刀盘29的刀夹34装在刀盘29的本体二32上，用碳化钨合金材料制作的端面刀片35和径向刀片36装在刀夹34上，刀盘29上的刀夹34的锁紧螺钉的扭紧力为70n。在曲轴4的整个加工过程中，曲轴4即不转动也不移动，刀盘29通过铣头箱145上的刀盘主轴147转动，并且在垂直和竖直方向实现进给运动，同时，通过左滑台95、右滑台101在床身85上的横向移动，使刀盘29进入各个切削位置。
[0077]
耳型随动吊具主要应用于将刀盘29装入铣头箱145或从铣头箱145拆卸下来，或将刀盘29放至刀盘调试台上对刀盘29进行更换刀片、维护、监测其跳动误差或取下等场合。耳型随动吊具的挂环15的中心与挂臂17上端的吊葫芦孔中心在同一垂直面上，挂臂17的内侧带有弯度；套12与挂臂17焊接在一起，芯轴一14的一端从挂环15的内孔穿过，芯轴一14的外圆面与套12的内孔过盈配合，芯轴一14与套12之间通过锁紧螺钉10进行轴向固定，使芯轴一14的台肩与套12的端面贴合，并在芯轴一14及套12的径向位置钻孔用定位销11插入锁紧，芯轴一14另一端的球形结构与挂环15内的球形孔贴合，球形螺母16通过挂环15的内螺纹将芯轴一14与挂环15连接，挂环15的球形腔体包裹住芯轴一14的球形实体并与球形实体滑动配合；挂环15上装有手柄一13，挂环15的外侧设有两个耳型结构18，所述挂环15外侧的
两个耳型结构18与刀盘29上的吊孔的耳型孔相匹配。采用本发明的耳型随动吊具吊装刀盘29装入铣头箱145或从铣头箱145拆卸下来时，将挂环15的耳型结构18穿过刀盘29上的吊孔的耳型孔后，通过装在挂环15上的手柄一13沿芯轴一14轴线旋转挂环15大约90
°
，使吊具的耳型结构18勾住刀盘29上的吊孔的耳型孔的侧壁，吊起时，倾斜的刀盘29受重力作用带动挂环15在芯轴一14球形实体上滑动直至刀盘29为垂直状态。这样在吊装刀盘29时，挂环15不可能从刀盘29的耳型孔结构中脱出，以保证吊装刀盘29的安全可靠性，挂臂17的内侧朝铣头箱145的刀盘29一面，挂臂17的内侧带有弯度，正好可避开刀盘29的防护罩，在装夹和拆卸刀盘29时不与防护罩发生干涉。 将刀盘29放至与水平倾斜75
°
的刀盘调试工作台本体一25上时，先将挂环15的耳型结构18穿过刀盘29上的吊孔的耳型孔后，通过装在挂环15上的手柄一13沿芯轴一14轴线使挂环15旋转大约90
°
，使吊具的耳型结构18勾住刀盘29上的吊孔的耳型孔侧壁，将刀盘29的外圆面先放置在本体一25下方两侧呈90
°
夹角的外圆支撑上，再将装在挂环15上的手柄一13沿芯轴一14的法线旋转15
°
，慢慢将刀盘29的背面靠在本体一25上三对轴承形成的一个端面支撑上。将调试好的刀盘29从刀盘调试工作台的本体一25上取下时，先通过装在挂环15上的手柄一13沿芯轴一14的法线旋转15
°
，使挂环15的耳型结构18与刀盘29的耳型孔平行，穿过刀盘29上的吊孔的耳型孔后，再通过装在挂环15上的手柄一13沿芯轴一14轴线使挂环15旋转大约90
°
，将吊具的耳型结构18勾住刀盘29上的吊孔的耳型孔侧壁；吊起刀盘29时，与垂直平面呈15
°
夹角的刀盘29由于重力的作用，带动挂环15在芯轴一14球形实体上滑动，直至刀盘29为垂直状态。
[0078]
刀盘调试工作台包括上、下两部份，上半部为刀盘调试台24，下半部为调试工作台26，按操作工的身高确定调试工作台26的高度，调试工作台26的长和宽必须保证刀盘调试台24能够全部放置在调试工作台26的台面上，由于刀盘调试台24与刀盘29的体积和质量很大，调试工作台26必须要保证牢固和稳定；刀盘调试台24的本体一25朝操作工相反的方向有75
°
倾斜面，使刀盘29除了支撑外圆面外还可以紧紧靠在本体一25的端面支撑上，保证在更换刀片及检验刀盘29精度时，不会由于转动刀盘29时因刀盘29未放稳而倒向操作工，产生砸伤刀盘29或砸伤操作工的风险，本体一25的前、后分别设有用于摆放百分表28的小平台27；本体一25的下方两侧各装有一个滚轮呈90
°
夹角的外圆支撑，其两个轴承座二22固定在本体一25上，轴承一19作为滚轮，通过芯轴三23装配在轴承座二22上，分别支撑刀盘29的外圆面，由于重力的作用，刀盘29的中心在这两个轴承一19上滚动时，保持不变，安装刀片时，就是以刀盘29的外圆为基准，百分表28检测刀片的跳动精度，以不超过规定要求为标准；本体一25上安装有三对轴承一19，三个轴承座一20固定在本体一25上，轴承一19作为滚轮，通过芯轴二21装配在轴承座一20上，分别支撑刀盘29的背面，芯轴二21与轴承座一20配合的轴颈和芯轴二21与轴承一19配合的轴颈中心偏差0.5mm，用于消除安装误差，可保证刀盘29有三点支撑，使这三对轴承一19能够均匀地支撑在刀盘29的端面，保证刀盘29转动时的稳定性，在刀盘29背面设置的三对轴承一19，可保持刀盘29顺利以外圆面为基准旋转，刀盘29端面通过摩擦力带动三对轴承一19一起转动，由于所需带动轴承一19转动的摩擦力并不大，操作工可以轻松转动刀盘29；本体一25的中心位置设有用于在安装刀片时不与本体一25发生干涉的孔，该孔径大于刀盘内径φ；本体一25的左上方设有大约1/4的开口空间，以便于耳型随动吊具上下刀盘29，不与本体一25发生干涉，同时也减轻了刀盘调试工作台的整体重量。刀盘29放置在刀盘调试台24上时，刀盘29先放置在外圆支撑的滚轮上，再慢慢
将刀盘29靠在本体一25上，然后取出挂环15。为了方便安装或检验刀片，操作人员可在刀盘调试工作台的前后操作，由于刀盘29很重，该刀盘调试工作台能使操作人员轻松地对刀盘29更换刀片，监测刀片跳动精度，刀盘调试工作台起到了非常重要的作用。更换刀盘29时，操作人员将吊葫芦上的曲轴4的吊钩更换成耳型随动吊具，把刀盘29安装在刀盘主轴147上，用百分表28测量径向刀片36的跳动和端面刀片35的跳动，保证跳动小于0.05mm，刀盘29安装在刀盘主轴147上的锁紧螺钉的扭紧力为300nm；更换刀片时，把刀盘29放到刀盘调试台24的本体一25上，测量径向刀片36和端面刀片35的跳动，保证跳动小于0.03mm。
[0079]
本发明内铣曲轴4的加工工步如表1所示：本发明的刀盘29由cnc控制系统110控制其在横向、垂直方向、竖直方向的切削位置，然后绕曲轴4的被加工轴颈旋转铣削，在一次旋转过程中就可完成一个连轴颈3、一个主轴颈5及主连轴颈平衡块端面6的加工。曲轴4自动加工的过程包括跳挡动作、滑台锁紧定位、中心架37锁紧及松开、横向、垂直方向、竖直方向进给运动等。具体动作形式如下：（1）曲轴4未夹紧之前其大端外圆2落在轴向定位卡具89上的辅助支撑二70上，其小端m7主轴颈5外圆落在角向定位卡具40上的辅助支撑一50上，在给机床输入了相应的运行指令后，卡紧过程开始，角向定位卡具40的浮动顶尖43前伸顶在小端顶尖孔7上，使曲轴4左移将大端端面1靠到轴向定位卡具89上的轴向定位挡块66上完成轴向定位，角向定位卡具40继续夹紧角向定位面9，轴向定位卡具89、角向定位卡具40最后自动夹紧曲轴4小端m7主轴颈5外圆以及大端外圆2。
[0080]
（2）当夹紧动作完成之后，右刀盘29进行加工时，左刀盘29停在指定位置上，右刀盘29按cnc控制系统110指定的角度迅速向m2主轴颈5移动，当右刀盘29将接触主轴颈5时，刀盘29换成工作进给，切削m2主轴颈5，直至进给量的值达到cnc控制系统规定的数值为止，在刀盘29完成切入进给之后转动进给360
゜
，m2主轴颈5就被加工出来了，加工后右刀盘29回到中心的起始位置。
[0081]
（3）滑台跳挡开始，cnc控制系统110控制左刀盘29、右刀盘29移动到加工位置，中心架37合拢卡紧已加工过的m2主轴颈5，在后续的运行过程中，是两个刀盘29同时进行加工，这样即可依次一次性加工出一个主轴颈5、一个连杆颈3及主连轴颈平衡块端面6。滑台反复跳挡后，曲轴4加工全部完成，左刀盘29、右刀盘29和中心架37回到中心停在指定位置上。在曲轴4的加工过程中，左滑台95、右滑台101、中心架37、轴向定位卡具89、角向定位卡具40分别被锁紧在床身85上，左框架88、右框架91、铣头箱145与各自导轨为松开状态，曲轴4的一个档位加工完成，刀盘29复位、中心架37跳档时，左滑台95、右滑台101、中心架37与床身85之间松开，左框架88、右框架91、铣头箱145与各自导轨为锁紧状态。
[0082]
（4）卸下已加工的曲轴4，装上待加工曲轴4，同上开始曲轴4的连续自动加工。