专利名称：发动机气缸头凸轮轴装配半圆弧槽加工机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种专门适用于特殊工件的镗孔设备，特别是一种发动机部件的工作面的成形加工设备。
图1是气缸头10的轴测图，气缸头10是铸造成型，再将各部进行加工处理，其内部有两个半圆形弧槽101，两弧槽101提供发动机凸轮轴上两个滚动轴承支承，在发动机本体上也有相对应的两个半圆型弧槽，当气缸头10装配于发动机本体时，两半圆形弧槽101形成一圆形槽，恰可安装凸轮轴上的滚动轴承，因此，弧槽101的半径大小及圆度就显得很重要；如弧槽101圆弧半径大于滚动轴承半径，当发动机的凸轮轴转动时，滚动轴承外圈和弧槽101产生相对滑动，此时滚动轴承与弧槽101仅在其底部接触，长期使用后，在弧槽101底部产生磨损，将使发动机凸轮轴在转动时产生振动或晃动现象并伴随有噪声，进而损及发动机内部相关零件，严重损及发动机寿命；如弧槽101的圆弧半径小于滚动轴承半径，当气缸头10装配于发动机本体后，气缸头10将紧迫滚动轴承，并可能造成滚动轴承变形，因而使发动机凸轮轴运转不顺畅，并有可能造成凸轮轴卡死。另一方面，弧槽101的真圆度也影响弧槽101和发动机凸轮轴滚动轴承的配合，其配合的好坏关系到发动机整体组合精密程度，并严重影响发动机使用寿命。
图2是传统弧槽加工方式的轴测示意图，图示以球形刀具加工弧槽101。加工时，以固定夹具将整个气缸头10固定在加工平台12上，球形刀具11安装在加工机上方的传动主轴刀架13上。当加工开始时，球形刀具11由上下降对气缸头10加工，并挖出需要的弧槽101。但此种球形刀具11加工的弧槽101往往无法达到要求的精度，其缺点是1、球形刀具11的刀刃部分无法保证是精确的真圆，自然也无法保证加工后的弧槽101具有相当的真圆度；再者，要求球形刀具11的刀刃部研磨达到高真圆度也相当困难。
2、球形刀具11经一段时间切削后，刀刃部变钝，必须将其取下再磨利，球形刀具11在经拆下、再装配的过程中，其对弧槽101的加工深度必须有变化，因此需化费很多时间调整弧槽101的加工深度。
3、当气缸头10的边壁105和弧槽101之间的距离太近时，球形刀具11无法对此弧槽101施以加工。因球形刀具101中心静点至边壁105的距离必须大于球形刀具的球体半径，否则将切削到边壁105部分，
图1、2中所示104即为边壁105上留下的切削刀痕。
4、气缸头加工时，气缸头10固定于加工平台12上，而球形刀具11由上下降对气缸头10加工。换言之，整个加工基面是气缸头10的底面103，然而发动机在气缸头10、凸轮轴、和发动机本体组合时，气缸头接合面102到弧槽101的加工深度才会影响凸轮轴滚动轴承和发动机整体的配合，同时关系到发动机整体组合的精密度。但因气缸头10由一体铸造成型，无法保证每个气缸头10的底面103到发动机接合面102经机械加工后的高度尺寸维持一定精度。然而以传统方式加工时，因球形刀具11加工下始点均保持一定，不随每个气缸头10的高度尺寸改变而改变，所以气缸头接合面102到弧槽101的加工深度也就有深有浅，虽然此深度变化很小，但亦足以影响发动机整体组装精度。
本实用新型的目的是要提供一种改进的发动机气缸头凸轮轴装配半圆弧槽加工机，它能精确定位工件、可微调弧槽加工半径及深度、以及能确保弧槽加工真圆度，达到精密加工弧槽效果。
实用新型是这样实现的工件固定滑座是架设于一可作等速左右移动的直线运动机构上，工件固定滑座上设有左右两组可供气缸头精加工及精密加工定位的工件固定夹具；在两组工件固定夹具右侧各设有一可作伸缩及左右旋转运动的液压回转夹紧缸，液压回转夹紧缸上各设一传动杆，传动杆上连结一可夹靠工件的工件固定夹紧圆盘；两组工件固定夹具中心部分，设有可容置传动本体部刀架部的长方形开口；刀架部的右刀架固定部和左刀架固定部内设有轴承，刀具旋转轴穿置于轴承中，刀具旋转轴上锁有两块刀具固定块。
工件固定夹具上设长定位杆、定位销和基准垫金属板；刀具旋转轴上设刀具固定块容置凹口；刀具固定块设容置舍弃式刀片凹口，并设调整螺钉。
本实用新型具有下列优点1、确保弧槽加工真圆度由于弧槽切削是以刀具旋转轴带动刀片旋转形成一切削圆，因而其切削后的弧槽具有精确的真圆度。
2、能快速并精确定位工件工件固定夹具上设三支长定位杆可提供工件快速定位，而其两支定位销可提供工件精确定位，藉液压回转夹紧缸将气缸头底面紧紧压住，并具稳固夹持效果。
3、可确保气缸头弧槽加工深度，提高发动机整体组装精度因其加工件固定方式是将气缸头接合面靠在工件固定夹具的基准垫金属板平面上，刀具对弧槽的加工深度将保持一定，更能确保发动机精密组装效果；而不会像传统球形刀具加工方式以气缸头底面为基准，其气缸头接合面到弧槽的加工深度会有变化。
4、可精密调整弧槽加工深度在两组传动本体部后面各设一调整轮，可调整滑座而调动整组传动本体部以改变刀具旋转轴位置，而能轻易控制刀具切削弧槽的加工深度，传动本体部侧边有一千分表，可精确指示调动前后进刀深度变化。
5、可调整切削半径大小藉刀具固定块上的调整螺钉的旋入深度，可微调切削半径，达精确控制弧槽加工半径，大大改善球形刀具切削半径无法调整及刀具昂贵的缺点。
6、刀片更换方便刀片采用舍弃式刀片，当刀片经长期切削度钝后，可直接从刀具固定块拆下旧刀片，再将新刀片装入，不必动及其他组件，更换方便、简单迅速，不必再费时调整刀具位置，也不需费力去研磨刀具。
实用新型的具体结构由以下实施例及其附图给出。
图1是气缸头轴测图。
图2是传统球形刀具的加工方式轴测示意图。
图3是本实用新型的前视轴测图。
图4是本实用新型的后视轴测图。
图5是本实用新型的工件固定滑座轴测图(已放置气缸头并夹紧的状态)。
图6是本实用新型的传动本体部及其加工方式轴测示意图。
图7是本实用新型的刀架部放大轴测分解图。
图8是本实用新型的刀具旋转轴右侧视图。
图9是本实用新型的刀具旋转轴右侧视图(已调动切削半径状态)。
图10是本实用新型的切削半径调整方式轴测示意图。
参照图3、4，加工机20包括一机架30、一工件固定滑座40和两组传动本体部50。机架30包括整个加工机外壳部分、电路及电控箱部分、液压马达和液压管路等部分。工件固定滑座40架设于一可作稳速移动的直线运动机构上，工件固定滑座40上设两组工件固定夹具41和两组液压回转夹紧缸42；左边工件固定夹具41供弧槽101粗加工定位用，右边工件固定夹具41供弧槽101精密加工定位用。两组工件固定夹具41各由一基准垫金属板及三支长定位杆411所构成，基准垫金属板上各有两定位销412；三支长定位杆411供气缸头10加工快速定位用，两定位销412供气缸头10加工时精确定位用；在两组工件固定夹具41的基准垫金属板中心各开有一长方形开口，以容置传动本体部50的刀架部55，两定位销412在开口上下对角处。
参照图6，传动本体部50由电动机53、传动机件组54、刀架部55构成。刀架部55由左刀架固定部551、右刀架固定部552、刀具旋转轴58、刀具固定块59构成。当电动机53启动时带动传动机件组54内部各传动齿轮、时规皮带等元件，将动力传送至刀架部55，带动刀具旋转轴58旋转。
参照图3，图示未放入加工件状态，图5则为已放入气缸头10后，液压回转夹紧缸42将气缸头10固定的状态。本加工机对气缸头10的弧槽101作两次加工，第一次为粗加工，第二次为精加工。气缸头10的弧槽101进行加工的步骤如下首先将需作粗加工的气缸头10放在左边工件固定夹具41，需作精密加工的气缸头10放在右边工件固定夹具41。放入时，将气缸头10的接合面102朝向工件固定夹具41方向推入，此时，工件固定夹具41上的三支长定位杆411供推入时快速辅助定位用，节省寻找定位孔106(
图1示)的时间。当气缸头10顺着三支长定位杆411推到底时，工件固定夹具41上的两定位销412恰能卡制住气缸头10内的定位孔106，藉两定位销106可将气缸头10精确定位。然后启动电控箱上按钮，此时两组液压回转夹紧缸42同时开始动作，先带动传动杆421向前伸，再向逆时针向转90°，再缩回而藉工件夹紧圆盘422将气缸头10紧紧夹住，其夹紧状态如图5所示。随之，启动电动机53。如图6所示，动力由传动机件组54传送至刀架部55而带动刀具旋转轴58旋转，此时刀片开始对气缸头10的弧槽101作切削。接着整组工件固定滑座40开始由左向右以稳定速度缓缓移动一距离，此距离略大于弧槽101的宽度，使刀片可完全切削过弧槽101。当弧槽101加工完毕后，电动机53停止转动，然后两组液压回转夹紧缸42再次启动，传动杆421先前伸再顺时针向旋转90°，再缩回。即由图5状态回复到图3准备状态，然后操作者将已加工后的气缸头10取下，再准备下一动作，依此完成一循环。
图6示一组传动本体部50及一气缸头10，图示将机架30及工件固定滑座40消去后显示的加工方式，图示气缸头10与传动本体部50相对位置，气缸头10的弧槽101与刀具的相对加工方向。
参照图4、6，图示两组传动本体部50架设于调整滑座51上，其后面各设一调整轮52，可调动整组传动本体部50以改变刀具旋转轴58的位置，而能控制刀片切削弧槽101的加工深度，传动本体部50侧边有一千分表56，可精确指示调动前后的进刀深度。
参照图7，图示刀架部55的前端有一左刀架固定部551和右刀架固定部552两个固定不动的结构，在左、右刀架固定部551、552中各容置有轴承，刀具旋转轴58穿置在前后两轴承中，使其保持稳固支承而能平稳运转。刀具旋转轴58包括有前旋转轴部584、旋转心轴585、后旋转轴部586三部分；其中刀具旋转轴58包容在右刀架固定部552的部分是一齿轮结构，可和传动机件部54内部齿轮啮合，以传递电动机53的动力，带动刀具旋转轴58转动。在刀具旋转轴58的前旋转轴部584和后旋转轴部586各设一刀具固定块容置凹口582，其上平面部是一调整螺钉顶靠面581，下平面部在适当位置设一螺孔583供锁合一刀具固定块59，刀具固定块59锁设一舍弃式刀片593，刀片593用久磨损后，可将其拆下丢弃再换上新刀片。刀具固定块59顶部设一可容置刀片593的凹口，后部设一可容置固定螺钉591的沉头孔594，中部设一装配调整螺钉592的螺孔。
参照图8、9，图示刀刃部形成最小切削半径R1，当需加大切削半径R，先松开固定螺钉591，再将调整螺钉592旋入一段距离后锁紧，此时调整螺钉592抵触于调整螺钉顶靠面581，而使刀具固定块59偏移一角度，此时刀片593的刀刃部所形成的切削半径R将加大。
图10示在调整切削半径R时，可藉千分表60精确调整切削半径R，在进行此项调整作业时，先将刀具旋转轴58转动一角度，使刀片593的三角形平面部法线方向和地面法线方向平行；再将千分表60的底座601架在机架30或工件固定滑座40上，而千分表60的探针部602则靠在刀片593的三角形刀尖部分，如
图10所示方式；在调整螺钉592的栓入深入调整下，可精确调整至所需切削半径，达到精密加工弧槽101的目的。
权利要求1.一种发动机气缸头凸轮轴装配半圆弧槽加工机，由一机架(30)、一工件固定滑座(40)和两组传动本体部(50)组成，两组传动本体部(50)各架设于调整滑座(51)上，其后面各设一调整轮(52)，其侧边设千分表(56)，其特征在于a.工件固定滑座(40)架设于一可作等速左右移动的直线运动机构上，工件固定滑座(40)上设左右两组供气缸头(10)粗加工和精密加工定位的工件固定夹具(41)；b.在两组工件固定夹具(41)右侧各设一可作伸缩和左右旋转运动的液压回转夹紧缸(42)，液压回转夹紧缸(42)上各设一传动杆(421)，传动杆(421)上连结一可夹靠工件的工件固定夹紧圆盘(422)；c.两组工件固定夹具(41)中心部分，设有可容置传动本体部(50)刀架部(55)的长方形开口；d.刀架部(55)的左刀架固定部(551)和右刀架固定部(552)内设轴承，刀具旋转轴(58)穿置于轴承中，刀具旋转轴(58)上锁有两块刀具固定块(59)。
2.根据权利要求1所述的半圆弧槽加工机，其特征是工件固定夹具(41)上设一基准垫金属板和三支供快速定位用的长定位杆(411)，基准垫金属板中心有一长方形开口，开口上下对角处各设定位销(412)。
3.根据权利要求1所述的半圆弧槽加工机，其特征是刀具旋转轴(58)包括前旋转轴部(584)、旋转心轴(585)和后旋转轴部(586)，刀具旋转轴(58)包容在右刀架固定部(552)的部分是一传递动力的齿轮结构，在刀具旋转轴的前、后旋转轴部(584、586)各设一刀具固定块容置凹口(582)，其上平面部是一调整螺钉顶靠面(581)，下平面部在适当位置设一螺孔(583)。
4.根据权利要求1所述的半圆弧槽加工机，其特征是刀具固定块(59)的顶部设一可容置舍弃式刀片(593)的凹口，后部设一可容置固定螺钉(591)的沉头孔(594)，中部设一装配调整螺钉(592)的螺孔。
专利摘要本实用新型提供了一种发动机气缸头凸轮轴装配半圆弧槽加工机,它包括一机架、一工件固定滑座和两组传动本体部,工件固定滑座可左右移动,其上设有两组工件定位夹具有两组液压回转夹紧缸;两组传动本体部分别架设在调整滑座上,可前后调整刀架部位置;传动本体部由电动机、传动机件组和刀架组成。加工机在气缸头半圆弧槽加工过程中,能精确定位工件、可微调加工半径及深度、并确保加工真圆度,达到精密加工弧槽的效果。
文档编号B23B41/00GK2284661SQ9623072
公开日1998年6月24日 申请日期1996年9月18日 优先权日1996年9月18日
发明者洪荣丰 申请人:洪荣丰