曲轴加工装置的制作方法

本实用新型涉及曲轴加工技术领域，具体而言，涉及一种曲轴加工装置。

背景技术：

曲轴是在同一根轴上存在两段或多段外圆的中心线平行且不重合的一种零件，曲轴广泛用于各种发动机、减速机等装置中。因其独特的结构特征，可实现各种不同的机械动作，在机械设计领域是一种较为常见的机械零件，根据偏心值及设计精度的不同，其加工工艺也各不相同。

目前国内机械加工行业常用的曲轴加工方法有双顶尖法、偏心轴套法以及三爪自定心卡盘加垫片法等。但是这些加工方法大多精度低效率低，不适合批量加工，且都缺少一种灵活高效的顶尖与之配合，在加工的时候都需要在轴的端面加工出中心孔与偏心中心孔，在加工偏心轴段时顶尖的位置也需要调整，导致工序繁多，操作复杂，难以保证精度要求。

市场上的主流工业机器人减速器中都有两根或三根曲轴，由于减速器结构紧凑，零件加工精度要求非常高，因此对曲轴尺寸和精度要求也很高，曲轴上的偏心轴段的偏心距较小，加工难度大。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种曲轴加工装置，具有高定位精度，并且可加工不同相位角的偏心轴段，实现快速插拔，提高工作效率，加工方法工艺简化，降低制作成本，适合在中小型企业批量生产，应用广泛。

本实用新型的实施例是这样实现的：

基于上述目的，本实用新型的实施例提供了一种曲轴加工装置，包括曲轴偏心轴套组件和可调式偏心顶尖组件，所述曲轴偏心轴套组件包括偏心轴套和花键筒夹，所述花键筒夹嵌设于所述偏心轴套且设置有与待加工曲轴固定的花键孔；

所述可调式偏心顶尖组件包括回转顶尖和直线滑轨组件，所述回转顶尖可滑动的设置于所述直线滑轨组件且包括与待加工曲轴配合的顶尖。

另外，根据本实用新型的实施例提供的曲轴加工装置，还可以具有如下附加的技术特征：

在本实用新型的可选实施例中，所述偏心轴套开设有锥形的偏心孔，所述偏心孔的周壁沿轴向开设有至少一个键槽；

所述花键筒夹的外周壁为与所述偏心孔相配合的锥形结构，所述花键筒夹的外周壁设置有与所述键槽配合的定位键。

在本实用新型的可选实施例中，所述偏心孔的轴心线与所述偏心轴套外壁所在的轴心线之间具有间距，所述间距与所述待加工曲轴的偏心间距相同。

在本实用新型的可选实施例中，所述键槽的数量为两个，且分别位于0°和180°的相位角，所述定位键能够分别与不同相位角的所述键槽配合。

在本实用新型的可选实施例中，所述花键筒夹设置的所述花键孔为锥形结构。

在本实用新型的可选实施例中，所述花键筒夹沿周向设置有自锁紧结构，所述自锁紧结构包括沿轴向开设的且均与所述花键孔连通的第一剖沟和第二剖沟，所述花键筒夹包括相对的大端和小端，所述第一剖沟朝向所述大端延伸，所述第二剖沟朝向所述小端延伸。

在本实用新型的可选实施例中，所述可调式偏心顶尖组件还包括轴承挡圈组件和基体组件；

所述直线滑轨组件与所述基体组件连接，所述轴承挡圈组件套设于所述基体组件。

在本实用新型的可选实施例中，所述直线滑轨组件包括直线滑块、直线滑轨以及回转底座，所述回转底座与所述基体组件固定连接，所述直线滑轨设置于所述回转底座的远离所述基体组件的一侧，所述直线滑块可滑动的设置于所述直线滑轨。

在本实用新型的可选实施例中，所述直线滑块设置有第一连接部，所述回转顶尖的底座设置有第二连接部，所述第一连接部与所述第二连接部螺纹连接。

在本实用新型的可选实施例中，所述直线滑块开设有滑轨槽，所述直线滑轨设置有与所述滑轨槽配合的导滑面，所述导滑面与所述滑轨槽配合且之间形成滑腔，所述滑腔内设置有滚珠保持架，所述滚珠保持架设置有滚珠。

在本实用新型的可选实施例中，所述轴承挡圈组件包括第一挡圈、第一轴承、第二轴承以及第三轴承；

所述基体组件包括莫氏基座和莫氏锥柄，所述莫氏基座套设于所述莫氏锥柄且形成空腔，所述第三轴承、所述第二轴承、所述第一轴承以及所述第一挡圈依次设置于所述空腔。

在本实用新型的可选实施例中，所述第一轴承和所述第三轴承均为深沟球轴承，所述第二轴承为推力球轴承。

在本实用新型的可选实施例中，所述回转顶尖包括芯轴、莫氏基体以及轴承组件；

所述莫氏基体包括固定端和配合端，所述固定端与所述直线滑块固定连接，所述芯轴设置于所述配合端且形成配合腔，所述轴承组件包括第二挡圈、第四轴承、第五轴承以及第六轴承；

所述第六轴承、所述第五轴承、所述第四轴承以及所述第二挡圈依次设置于所述配合腔。

在本实用新型的可选实施例中，所述第四轴承和所述第六轴承均为深沟球轴承，所述第五轴承为推力球轴承。

本实用新型实施例的有益效果是：曲轴加工装置具有高定位精度的优势，并且可加工不同相位角的偏心轴段，实现快速插拔，提高工作效率，在保证加工精度的前提下，使加工偏心轴的工艺得到简化，降低了制作成本，适合在中小型企业批量生产，具有广泛的应用前景。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型实施例提供的曲轴加工装置的结构示意图；

图2为曲轴的结构示意图；

图3为图1中偏心轴套的示意图；

图4为图1中花键筒夹第一视角的示意图；

图5为图1中花键筒夹的剖视图；

图6为图1中花键筒夹的第二视角的示意图；

图7为图1中可调式偏心顶尖组件的结构示意图；

图8为图7中直线滑块和直线滑轨配合示意图；

图9为图7中回转顶尖的剖视图。

图标：100-曲轴加工装置；10-曲轴；102-花键轴段；103-第一圆锥滚子轴承安装轴段；104-偏心轴段；105-第二圆锥滚子轴承安装轴段；12-曲轴偏心轴套组件；121-偏心轴套；122-偏心孔；123-键槽；125-花键筒夹；126-定位键；127-第一剖沟；128-第二剖沟；18-可调式偏心顶尖组件；181-回转顶尖；1812-芯轴；1813-莫氏基体；1814-轴承组件；1815-第二挡圈；1816-第四轴承；1817-第五轴承；1818-第六轴承；183-直线滑轨组件；1832-直线滑块；1835-直线滑轨；1836-滑腔；1837-回转底座；1838-滚珠；186-轴承挡圈组件；189-基体组件；1893-莫氏基座；1896-莫氏锥柄；1861-第一挡圈；1862-第一轴承；1863-第二轴承；1864-第三轴承；201-卡盘。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

实施例

图1为本实用新型提供的曲轴加工装置100的结构示意图，如图1所示，本实用新型实施例提供的曲轴加工装置100包括曲轴偏心轴套组件12和可调式偏心顶尖组件18。

使用该曲轴加工装置100对待加工曲轴10进行加工，采用机床卡盘201通过曲轴偏心轴套组件12将待加工曲轴10的一端卡紧固定，待加工曲轴10的另一端通过可调式偏心顶尖组件18顶紧，能够实现高效率、高精度的批量加工，加工后的曲轴10可以应用于工业机器人减速器中，加工精度高，且可以有效保证偏心距的精度。

图2为曲轴10的结构示意图，如图2所示。曲轴10包括花键轴段102、第一圆锥滚子轴承安装轴段103、相位差为180°的两个偏心轴段104及第二圆锥滚子轴承安装轴段105。其中花键轴段102加工有两个卡簧槽，用来定位行星齿轮。在两个偏心轴段104的外侧加工有挡圈槽，用来固定装在偏心轴上的滚针轴承。花键轴段102开设有多个齿槽，齿槽与靠近花键端偏心轴的最低或最高处相位对应一致。

曲轴偏心轴套组件12和曲轴10的花键轴段102配合夹紧，可调式偏心顶尖组件18和第二圆锥滚子轴承安装轴段105配合。

下面对该曲轴加工装置100的各个部件的具体结构和相互之间的对应关系进行详细说明。

曲轴偏心轴套组件12包括偏心轴套121和花键筒夹125，花键筒夹125嵌设于偏心轴套121内，花键筒夹125设置有与待加工曲轴10固定的花键孔，该花键孔能够和曲轴10的花键轴段102配合。

图3为偏心轴套121的结构示意图，图4为花键筒夹125第一视角的结构示意图。请参照图3和图4所示。

偏心轴套121开设有锥形的偏心孔122，偏心孔122的轴心线与偏心轴套121外壁所在的轴心线之间具有间距，该间距与待加工曲轴10的偏心间距相同，通过更换不同偏心距的偏心轴套121便可加工不同偏心距的曲轴10，操作方便，偏心距精度高。

可选的，偏心孔122的周壁沿轴向开设有至少一个键槽123，不同键槽123用于和不同相位角的曲轴10配合。在本实施例中，键槽123的数量为两个，且分别位于0°和180°的相位角，即两个键槽123之间的夹角为180°，通过将花键筒夹125可选择的与不同键槽123配合，实现不同的相位角。

图5为花键筒夹125的剖视图，图6为花键筒夹125第二视角的结构示意图。请参照图5和图6所示。

花键筒夹125为锥形结构，其外周壁和偏心轴套121的偏心孔122相配合，花键筒夹125开设有锥形结构的花键孔，花键孔的周壁均匀间隔设置有多个花键槽123，花键槽123正好与曲轴10的花键轴段102配合。

可选的，花键筒夹125的外周壁设置有定位键126，该定位键126与偏心轴套121的键槽123相配合，使得定位键126能够分别与不同相位角的键槽123配合，花键筒夹125通过定位键126以某一个相位角与偏心轴套121配合。

可选的，花键筒夹125沿周向还设置有自锁紧结构，自锁紧结构包括沿轴向开设的且均与花键孔连通的第一剖沟127和第二剖沟128，第一剖沟127的延伸方向和第二剖沟128的延伸方向相反。

花键筒夹125包括相对的大端和小端，第一剖沟127朝向大端延伸且延伸至大端边缘，第二剖沟128朝向小端延伸且延伸至小端边缘，使得花键筒夹125具有弹性锁紧力，当花键筒夹125插入到偏心轴套121的偏心孔122中，再将待加工曲轴10插入花键筒夹125的花键孔，根据自锁紧结构的特性实现自锁紧功能。

图7为可调式偏心顶尖组件18的结构示意图。请参照图7所示。

可调式偏心顶尖组件18包括回转顶尖181和直线滑轨组件183，回转顶尖181可滑动的设置于直线滑轨组件183，回转顶尖181包括与待加工曲轴10配合的顶尖，使用顶尖来顶紧待加工曲轴10的第二圆锥滚子轴承安装轴段105，可调式偏心顶尖组件18和曲轴偏心轴套组件12配合完成对曲轴10的夹紧定位。

可调式偏心顶尖组件18还包括轴承挡圈组件186和基体组件189，轴承挡圈组件186套设于基体组件189，直线滑轨组件183与基体组件189的端部连接。

具体的，直线滑轨组件183包括直线滑块1832、直线滑轨1835以及回转底座1837，基体组件189包括莫氏基座1893和莫氏锥柄1896，回转底座1837与莫氏锥柄1896的一端固定连接，直线滑轨1835设置于回转底座1837的远离莫氏锥柄1896的一侧，直线滑块1832可滑动的设置于直线滑轨1835。

回转顶尖181通过其底座上的螺纹孔装配于直线滑块1832上，直线滑块1832装配在直线滑轨1835上，实现回转顶尖181可通过直线滑块1832沿直线滑轨1835进行滑动，从而实现偏心距可调。

可选的，直线滑块1832设置有第一连接部，回转顶尖181的底座设置有第二连接部，第一连接部与第二连接部螺纹连接。在本实施例中，直线滑轨1835通过螺钉固定在回转底座1837上，回转底座1837装配于莫氏锥柄1896中。

轴承挡圈组件186包括第一挡圈1861、第一轴承1862、第二轴承1863以及第三轴承1864，莫氏基座1893套设于莫氏锥柄1896且形成空腔，第三轴承1864、第二轴承1863、第一轴承1862以及第一挡圈1861依次设置于空腔，从而实现莫氏锥柄1896与莫氏基座1893之间相对转动。

在本实施例中，第一轴承1862和第三轴承1864均为深沟球轴承，第二轴承1863为推力球轴承，深沟球轴承和莫氏基座1893的内孔之间是过盈配合，推力球轴承和深沟球轴承之间设置有垫圈，轴承挡圈通过螺纹配合于莫氏基座1893的内孔中。

图8为直线滑块1832与直线滑轨1835配合的剖视图，请参照图8所示。

直线滑块1832的远离回转顶尖181的一端开设有滑轨槽，直线滑轨1835设置有与滑轨槽配合的导滑面，导滑面与滑轨槽配合且之间形成滑腔1836，滑腔1836内设置有滚珠保持架，滚珠保持架设置有滚珠1838，使得直线滑块1832与直线滑轨1835之间为滑动摩擦，方便相对运动。

图9为回转顶尖181的结构示意图，请参照图9所示。

回转顶尖181包括芯轴1812、莫氏基体1813以及轴承组件1814，芯轴1812与莫氏基体1813通过轴承组件1814转动连接。

具体的，莫氏基体1813包括固定端和配合端，固定端与直线滑块1832固定连接，配合端开设有安装孔，芯轴1812设置于配合端的安装孔且形成配合腔，轴承组件1814嵌设于配合腔内，使得芯轴1812与莫氏基体1813能够相对转动。

可选的，轴承组件1814包括第二挡圈1815、第四轴承1816、第五轴承1817以及第六轴承1818，第六轴承1818、第五轴承1817、第四轴承1816以及第二挡圈1815依次设置于配合腔内，在本实施例中，第四轴承1816和第六轴承1818均为深沟球轴承，第五轴承1817为推力球轴承，装配牢固。

使用该曲轴加工装置100生产的曲轴10结构紧凑，应用于工业机器人减速器中，曲轴10的花键轴段102和减速器中的行星齿轮内花键配合，用于传递动力，曲轴10中间的两个偏心轴通过滚针轴承和摆线轮上的轴承孔配合，以带动两个摆线轮做相位差为180°的偏心回转运动，与减速器配合到位，该曲轴10加工精度高，能够同时满足精度等级和公差要求，也可用于加工不同偏心距的其他曲轴10类零件。

本实用新型实施例提供的曲轴加工装置100具有的有益效果是：

与传统夹具相比，本实施例提供的曲轴加工装置100具有高定位精度的优势，并且可加工不同相位角的偏心轴段104，还可以实现快速插拔，提高工作效率。

可调式偏心顶尖与传统顶尖相比，具有操作简单、工艺简洁、不需要二次加工偏心顶尖孔、也无需轴料预留工艺卡头的优势，可以扩展为对加工精度要求高，且具有不同的偏心轴段的零件，能够大大降低工装成本和更换顶尖的工作量，在保证加工精度的前提下，使加工偏心轴的工艺得到简化，降低了制作成本，实用性强，适合在中小型企业批量生产，具有广泛的应用前景。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例中的特征可以相互结合。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。