专利名称：立式曲轴磨床的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种磨床，具体涉及一种用于加工曲轴连杆颈外圆的立式曲轴磨床。
背景技术：
现有的磨削曲轴主轴颈和连杆颈外圆的机床为卧式磨床，如CN 202479905 U公告的“一种曲轴磨床”，包括尾座、砂轮架、支撑架、头座和床身，床身的两端分别设有尾座和头座，在尾座和头座之间设有曲轴，曲轴的一侧设有砂轮架，砂轮架上设有砂轮，曲轴的另一侧设有支撑架。该磨床通过在同一台床身上一次装夹，便能实现磨削加工曲轴的主轴颈和连杆颈。又如CN 101590619A公开的“一种数控曲轴曲拐外圆磨床”，包括床身、工作台、操纵台、工件控制系统和磨削系统、防护板；所述工件控制系统包括夹具、头架、外圆量仪，所述磨削系统包括砂轮架、砂轮、修整器；该磨床的特点是:所述夹具口正对操作者，所述外圆量仪和砂轮分别设在夹具的左右两侧，所述修整器设在夹具的后面，所述防护板安装在工作台上的夹具口与砂轮之间。然而，采用卧式磨床加工曲轴存在如下问题:(1)其在加工外圆时，曲轴水平放置，由于受自身重力以及连杆颈的影响，在曲轴旋转时，不易保证连杆颈的外圆磨削精度；(2)每次装夹之后只能对一个曲轴进行磨削，效率较低；(3)曲轴夹具的结构较复杂，要 求调整技能高。现在已有高精度的曲轴磨床，采用一夹一顶的方式装夹曲轴，不需要偏心夹具，用数控磨头来回移动加工曲轴的连杆颈，不圆度可达2微米；但设备费用高，能耗高，从而使制造成本大大增高，只适合加工高级轿车的曲轴。
发明内容本实用新型的目的是提供一种立式曲轴磨床，以提高曲轴连杆颈的磨削加工精度，提高加工效率，减少能耗，能显著降低制造成本，既适合加工高级轿车的曲轴，又适合加工普通轿车的曲轴。本实用新型所述的立式曲轴磨床，包括床身、下端与设在床身左部上的水平导轨配合的砂轮架、与设在砂轮架上的第一竖直导轨配合的静压电主轴、配合连接在静压电主轴上的砂轮，该砂轮架由第一伺服电机带动沿水平导轨来回移动，一转盘设在所述床身的右部上，该转盘的下面与床身右部的上面之间设有平面轴承；一四棱柱体的下端垂直连接在所述转盘的上面，所述四棱柱体的一侧面与所述砂轮的径向垂直；在所述四棱柱体该侧面的下部设有头架，在该头架的下部设有驱动电机，在该头架的上部设有与驱动电机轴配合连接的夹持套，在该夹持套内设有偏心夹具；在所述四棱柱体该侧面的上部设有第二竖直导轨、与所述第二竖直导轨配合的尾架、设在该尾架上的第二伺服电机，该第二伺服电机带动尾架沿第二竖直导轨上下移动；一转动轴垂直穿过所述四棱柱体的中心，该转动轴的下端与所述转盘固定连接，该转动轴的上端与一大齿轮配合连接，所述大齿轮与一小齿轮啮合，所述小齿轮由设在机架上的第三伺服电机带动旋转。进一步，为了提高磨削加工的效率，该磨床采用双工位，在与所述四棱柱体一侧面相平行的另一侧面下部也设有头架，在该头架的下部设有驱动电机，在该头架的上部设有与驱动电机轴配合连接的夹持套，在该夹持套内设有偏心夹具；在所述四棱柱体另一侧面的上部也设有第二竖直导轨、与所述第二竖直导轨配合的尾架、设在该尾架上的第二伺服电机，该第二伺服电机带动尾架沿第二竖直导轨上下移动。进一步，在所述偏心夹具上设有与曲轴一端配合的偏心插孔和保持偏心夹具平衡的配重孔，曲轴的一端插在偏心插孔内，曲轴上的连杆颈位于偏心夹具的中轴线上，配重孔内设有配重物。进一步，所述第一伺服电机、静压电主轴、驱动电机、第二伺服电机和第三伺服电机均与控制器电连接。本实用新型采用头架内的偏心夹具、尾架、四棱柱体相互配合将曲轴的上、下端夹住，头架下的驱动电机带动曲轴转动，在竖直方向上采用砂轮对曲轴的连杆颈进行磨削加工，和现有的曲轴磨床相比，连杆颈的外圆磨削加工精度提高了 2-3倍，采用双工位方式，加工效率也是现有的曲轴磨床的2倍，减少了能耗，取消了以往在曲轴磨削中必须使用的中心架，从而大幅度地减少了机床调整的难度和时间，而且使得操作人员容易上手，显著降低了制造成本，既适合加工高级轿车的曲轴，又适合加工普通轿车的曲轴。
图1为本实用新型的结构示意图。图2为本实用新型中转动轴、大齿轮以及小齿轮的配合示意图。图中:1 一 床身，2—水平导轨，3—砂轮架，4 一第一竖直导轨，5 —静压电主轴，6 一砂轮,7 -转盘，8 一四棱柱体，9 一头架，10 一驱动电机，11 一第二竖直导轨，12 一尾架，13 —第二伺服电机，14 一偏心夹具，15 一转动轴，16 一大齿轮，17 一小齿轮，18 一曲轴。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步说明。如图1、图2所示的立式曲轴磨床采用双工位，包括床身1、下端与设在床身I左部上的水平导轨2配合的砂轮架3、与设在砂轮架3上的第一竖直导轨4配合的静压电主轴
5、配合连接在静压电主轴上的砂轮6，该砂轮架3由第一伺服电机(图中未标出)带动沿水平导轨来回移动，砂轮6为立方氮化硼(即CBN)砂轮，静压电主轴5为高速静压电主轴；一转盘7设在床身I的右部上，该转盘7的下面与床身右部的上面之间设有平面轴承；一四棱柱体8的下端垂直连接在转盘7的上面，四棱柱体8的一侧面与砂轮6的径向垂直；在四棱柱体8该侧面的下部设有头架9，在该头架9的下部设有驱动电机10，在该头架9的上部设有与驱动电机轴配合连接的夹持套，在该夹持套内设有偏心夹具14，在偏心夹具14上设有与曲轴18 —端配合的偏心插孔和保持偏心夹具平衡的配重孔，曲轴18的一端插在偏心插孔内，曲轴18上的连杆颈位于偏心夹具14的中轴线上，配重孔内设有配重物(比如铅)，在四棱柱体8该侧面的上部设有第二竖直导轨11、与第二竖直导轨11配合的尾架12、设在该尾架12上的第二伺服电机13，该第二伺服电机13带动尾架12沿第二竖直导轨11上下移动；在与四棱柱体8—侧面相平行的另一侧面下部也设有头架9，在该头架9的下部设有驱动电机10，在该头架9的上部设有与驱动电机轴配合连接的夹持套，在该夹持套内设有偏心夹具14，在偏心夹具14上设有与曲轴18 —端配合的偏心插孔和保持偏心夹具平衡的配重孔，曲轴18的一端插在偏心插孔内，曲轴18上的连杆颈位于偏心夹具14的中轴线上，配重孔内设有配重物(比如铅)，在四棱柱体8另一侧面的上部也设有第二竖直导轨11、与第二竖直导轨11配合的尾架12、设在该尾架12上的第二伺服电机13，该第二伺服电机13带动尾架沿第二竖直导轨11上下移动；一转动轴15垂直穿过四棱柱体8的中心，该转动轴15的下端与转盘7固定连接，该转动轴15的上端与一大齿轮16配合连接，大齿轮16与一小齿轮17啮合，小齿轮17由设在机架上的第三伺服电机(图中未标出)带动旋转。带动砂轮架3沿水平导轨2来回移动的第一伺服电机、静压电主轴5、驱动电机10、第二伺服电机13和带动小齿轮17旋转的第三伺服电机均与控制器电连接。在磨削外圆时，先将一个曲轴18的下端插在四棱柱体8 一侧的偏心夹具14的偏心插孔内，该曲轴18的需要磨削的连杆颈位于偏心夹具14的中轴线上，四棱柱体8 —侧的尾架12在第二伺服电机13的带动下在第二竖直导轨11内滑动到一定距离，作用于曲轴18的上端，将曲轴18夹紧，再将另一个曲轴18的下端插在四棱柱体8另一侧的偏心夹具14的偏心插孔内，该曲轴18的需要磨削的连杆颈位于偏心夹具14的中轴线上，四棱柱体8另一侧的尾架12在第二伺服电机13的带动下在第二竖直导轨11内滑动到一定距离，作用于曲轴18的上端，将曲轴18夹紧，装夹完成；然后砂轮架3上的第一伺服电机驱动砂轮架3在水平导轨2内左右移动，磨床左右进给，静压电主轴5带动砂轮6在第一竖直导轨4内上下移动，磨床上下进给，头架9内的驱动 电机10驱动曲轴18旋转，砂轮6磨削曲轴18的连杆颈外圆，设在机架上带动小齿轮17旋转的第三伺服电机通过小齿轮17、大齿轮16、转动轴15、转盘7带动四棱柱体8相对床身I旋转，实现四棱柱体8两侧的曲轴18的磨削切换，根据数控系统指令的联动即可实现两个曲轴的连杆颈的磨削加工。
权利要求1.立式曲轴磨床，包括床身(I)、下端与设在床身左部上的水平导轨(2)配合的砂轮架(3)、与设在砂轮架上的第一竖直导轨(4)配合的静压电主轴(5)、配合连接在静压电主轴上的砂轮(6)，该砂轮架由第一伺服电机带动沿水平导轨来回移动，其特征是: 一转盘(7)设在所述床身(I)的右部上，该转盘的下面与床身右部的上面之间设有平面轴承； 一四棱柱体(8)的下端垂直连接在所述转盘(7)的上面，所述四棱柱体(8)的一侧面与所述砂轮(6)的径向垂直；在所述四棱柱体(8)该侧面的下部设有头架(9)，在该头架的下部设有驱动电机(10)，在该头架的上部设有与驱动电机轴配合连接的夹持套，在该夹持套内设有偏心夹具(14);在所述四棱柱体(8)该侧面的上部设有第二竖直导轨(11)、与所述第二竖直导轨配合的尾架(12)、设在该尾架上的第二伺服电机(13)，该第二伺服电机带动尾架沿第二竖直导轨上下移动； 一转动轴(15)垂直穿过所述四棱柱体(8)的中心，该转动轴的下端与所述转盘(7)固定连接，该转动轴的上端与一大齿轮(16)配合连接，所述大齿轮与一小齿轮(17)啮合，所述小齿轮由设在机架上的第三伺服电机带动旋转。
2.根据权利要求1所述的立式曲轴磨床，其特征是:在与所述四棱柱体(8)—侧面相平行的另一侧面下部也设有头架(9)，在该头架的下部设有驱动电机(10)，在该头架的上部设有与驱动电机轴配合连接的夹持套，在该夹持套内设有偏心夹具(14);在所述四棱柱体(8)另一侧面的上部也设有第二竖直导轨(11)、与所述第二竖直导轨配合的尾架(12)、设在该尾架上的第二伺服电机(13)，该第二伺服电机带动尾架沿第二竖直导轨上下移动。
3.根据权利要求1或2所述的立式曲轴磨床，其特征是:在所述偏心夹具(14)上设有与曲轴(18) —端配合的偏心 插孔和保持偏心夹具平衡的配重孔，曲轴的一端插在偏心插孔内，曲轴上的连杆颈位于偏心夹具的中轴线上，配重孔内设有配重物。
4.根据权利要求1或2所述的立式曲轴磨床，其特征是:所述第一伺服电机、静压电主轴(5)、驱动电机(10)、第二伺服电机(13)和第三伺服电机均与控制器电连接。
专利摘要本实用新型公开了一种立式曲轴磨床，包括床身、砂轮架、静压电主轴和砂轮，砂轮架由第一伺服电机带动沿水平导轨来回移动，一转盘设在床身的右部上，一四棱柱体的下端垂直连接在转盘的上面，四棱柱体的一侧面与砂轮的径向垂直；在四棱柱体该侧面的下部设有头架，在该头架的下部设有驱动电机，在该头架的上部设有与驱动电机轴配合连接的夹持套，在该夹持套内设有偏心夹具，在四棱柱体该侧面的上部设有第二竖直导轨、尾架、第二伺服电机，一转动轴垂直穿过四棱柱体的中心，该转动轴的下端与转盘固定连接，该转动轴的上端与一大齿轮配合连接，大齿轮与一小齿轮啮合，小齿轮由第三伺服电机带动旋转。该磨床能提高曲轴连杆颈的磨削加工精度，降低制造成本。
文档编号B24B41/06GK203109733SQ201320089290
公开日2013年8月7日 申请日期2013年2月27日 优先权日2013年2月27日
发明者刘学贵 申请人:重庆恒博机械制造有限公司