專利名稱：鏜刀桿誤差補(bǔ)償裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鏜銷加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鏜刀桿誤差補(bǔ)償裝置，適用于精鏜孔工藝中的誤差補(bǔ)償。
背景技術(shù)：
缸體是發(fā)動(dòng)機(jī)中關(guān)鍵部件之一，其加工質(zhì)量的好壞，將直接影響發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。精鏜缸孔是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)的關(guān)鍵工序之一。在精鏜孔加工中由于刀具磨損、熱變形等原因而造成的孔徑誤差是影響孔徑誤差的重要因素。常規(guī)的鏜孔方法是先拉鏜后推鏜或者先推鏜后拉鏜，加工出來的氣缸孔的形狀必然是腰鼓狀，使得被鏜削孔的圓柱度不高?，F(xiàn)有的鏜刀桿誤差補(bǔ)償裝置一般是采用斜塊推動(dòng)刀夾產(chǎn)生彈性變形，從而實(shí)現(xiàn)刀尖的徑向補(bǔ)償。由于是刀夾的彈性變形，因此，不僅補(bǔ)償線性較好，而且所需的驅(qū)動(dòng)力相對于刀桿變形要小得多，可減小整個(gè)傳動(dòng)環(huán)節(jié)的不必要變形。但由于受原理和方法的限制，鏜刀的微量進(jìn)給精度只能達(dá)到微米級，且微量變形的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)不可避免地存在間隙以及彈性變形，不能實(shí)現(xiàn)交替正負(fù)方向的微米級微量進(jìn)給，使得此類裝置僅適用于間斷進(jìn)給，如果斜塊過長會(huì)影響鏜刀桿的剛度，從而導(dǎo)致補(bǔ)償精度下降，因此這種方法的補(bǔ)償范圍較小。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種利用凸輪軸的鏜刀桿誤差補(bǔ)償裝置，通過軸上凸輪能夠精確、連續(xù)地實(shí)現(xiàn)精鏜刀具交替正負(fù)方向的微量進(jìn)給，因此補(bǔ)償精度高、補(bǔ)償范圍大。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種鏜刀桿誤差補(bǔ)償裝置，包括凸輪軸、移動(dòng)傳動(dòng)部分和轉(zhuǎn)動(dòng)傳動(dòng)部分，其中，所述凸輪軸一端伸入鏜刀桿中心通孔中，該伸入端的軸桿上設(shè)置有凸輪，凸輪軸另一端與所述移動(dòng)傳動(dòng)部分和轉(zhuǎn)動(dòng)傳動(dòng)部分連接，在檢測到精鏜刀磨損或孔的圓柱度出現(xiàn)腰鼓形狀后，所述移動(dòng)傳動(dòng)部分帶動(dòng)凸輪軸在鏜刀桿中心孔中軸向移動(dòng)，直至所述凸輪移至精鏜刀臺所在位置，所述轉(zhuǎn)動(dòng)傳動(dòng)部分再帶動(dòng)凸輪軸旋轉(zhuǎn)一定角度，驅(qū)動(dòng)軸上的凸輪偏轉(zhuǎn)，從而推動(dòng)鏜刀桿上的精鏜刀臺彈性外伸，使精鏜刀片至精鏜尺寸的工作位置以進(jìn)行精鏜加工，從而實(shí)現(xiàn)誤差補(bǔ)償。本發(fā)明所述的凸輪軸另一端包括有絲杠軸段，所述移動(dòng)傳動(dòng)部分包括一絲杠螺母，該絲杠螺母套在所述絲杠軸段上，動(dòng)力傳遞到所述移動(dòng)傳動(dòng)部分的絲杠螺母上，驅(qū)動(dòng)絲杠移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)凸輪軸上凸輪的軸向移動(dòng)。本發(fā)明所述的移動(dòng)傳動(dòng)部分還包括移動(dòng)伺服補(bǔ)償電機(jī)、移動(dòng)傳動(dòng)軸、小皮帶輪、皮帶和大皮帶輪，移動(dòng)傳動(dòng)軸與移動(dòng)伺服補(bǔ)償電機(jī)的輸出軸聯(lián)接，小皮帶輪設(shè)置在移動(dòng)傳動(dòng)軸上，大皮帶輪與所述絲杠螺母固定連接，兩皮帶輪通過皮帶連接，形成皮帶傳動(dòng)，移動(dòng)伺服補(bǔ)償電機(jī)的動(dòng)力通過所述移動(dòng)傳動(dòng)軸帶動(dòng)小皮帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)大皮帶輪和絲杠螺母轉(zhuǎn)動(dòng)。本發(fā)明所述滾珠絲杠螺母與大帶輪緊固連接，并連接在殼體上，不隨軸移動(dòng)只相對于軸轉(zhuǎn)動(dòng)。本發(fā)明所述的凸輪軸另一端包括有齒輪軸段，所述轉(zhuǎn)動(dòng)傳動(dòng)部分包括一傳動(dòng)齒輪，該傳動(dòng)齒輪套裝在該齒輪軸段上，動(dòng)力傳遞到所述轉(zhuǎn)動(dòng)傳動(dòng)部分的傳動(dòng)齒輪上，驅(qū)動(dòng)凸輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)凸輪偏轉(zhuǎn)。本發(fā)明所述的轉(zhuǎn)動(dòng)傳動(dòng)部分還包括轉(zhuǎn)動(dòng)伺服補(bǔ)償電機(jī)、轉(zhuǎn)動(dòng)傳動(dòng)軸和厚齒輪，轉(zhuǎn)動(dòng)傳動(dòng)軸與轉(zhuǎn)動(dòng)伺服補(bǔ)償電機(jī)輸出軸聯(lián)接，所述厚齒輪安裝在轉(zhuǎn)動(dòng)傳動(dòng)軸上，并與傳動(dòng)齒輪外嚙合，轉(zhuǎn)動(dòng)伺服補(bǔ)償電機(jī)的動(dòng)力通過轉(zhuǎn)動(dòng)傳動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)厚齒輪，帶動(dòng)與其嚙合的傳動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)行驅(qū)動(dòng)凸輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)。本發(fā)明所述的厚齒輪在軸向上的厚度大于凸輪軸的移動(dòng)距離，在凸輪軸移動(dòng)的時(shí)候厚齒輪與傳動(dòng)齒輪始終處于嚙合狀態(tài)。本發(fā)明所述的齒輪均采用深溝球軸承、套筒、軸肩和端蓋來定位。本發(fā)明的移動(dòng)傳動(dòng)部分實(shí)現(xiàn)凸輪軸的軸向進(jìn)給，使軸上凸輪準(zhǔn)確移動(dòng)到精鏜刀臺所在位置。本發(fā)明的轉(zhuǎn)動(dòng)傳動(dòng)部分實(shí)現(xiàn)凸輪軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，通過凸輪的輪廓來精確、連續(xù)地實(shí)現(xiàn)精鏜刀具交替正負(fù)方向的微量進(jìn)給。本發(fā)明所述鏜刀桿為可移動(dòng)可轉(zhuǎn)動(dòng)的凸輪軸鏜刀桿，鏜刀桿的前端安裝有5個(gè)刀片的鏜刀盤，其中半精鏜3片、精鏜2片。本發(fā)明采用凸輪軸鏜刀桿分次半精鏜與精鏜氣缸孔鏜刀桿下行時(shí)，可對氣缸實(shí)施快速半精鏜加工；鏜刀桿上行時(shí)，可對氣缸實(shí)施精鏜加工，主軸箱完成鏜刀桿的上行和下行及切屑運(yùn)動(dòng)。由于半精鏜與精鏜兩工序主軸軸線相對于工件沒有發(fā)生變化，精鏜刀片的負(fù)擔(dān)大為減輕，延緩了精鏜刀片的磨損。粗、精加工一次完成，避免了在退刀過程中刀具在加工表面上留下退刀痕，最大限度地減少了對刀、換刀所占用的輔助時(shí)間。本發(fā)明的有益效果是，能夠?qū)崿F(xiàn)粗、精加工一次完成，避免了在退刀過程中刀具在加工表面上留下退刀痕，最大限度地減少了對刀、換刀所占用的輔助時(shí)間，而且縮短了刀桿的長度，增加了刀桿的剛性，減少加工的誤差反復(fù)，提高了氣缸孔的圓柱度，精確實(shí)現(xiàn)了刀具磨損補(bǔ)償和氣缸孔圓柱度誤差補(bǔ)償。


圖1是凸輪軸鏜刀桿誤差補(bǔ)償裝置結(jié)構(gòu)原理圖；圖2是凸輪軸俯視圖；圖3是滾珠絲杠螺母原理圖；圖4是皮帶輪剖視圖。圖1中1.鏜刀桿，2.凸輪軸，3.半精鏜刀片，4.精鏜刀臺，5.精鏜刀片，6.球頭銷，7.傳動(dòng)齒輪，8.滾珠絲杠螺母，9.大皮帶輪，10.皮帶，11.小皮帶輪，12.移動(dòng)傳動(dòng)軸， 13.厚齒輪，14.轉(zhuǎn)動(dòng)傳動(dòng)軸，15.移動(dòng)伺服補(bǔ)償電機(jī)，16.轉(zhuǎn)動(dòng)伺服補(bǔ)償電機(jī)，17.箱體， 18.工件，19.主軸箱；圖2中21.凸輪軸段，22.齒輪軸段，23.絲杠軸段，24.皮帶輪軸段；圖3中81.絲杠，82.螺母，83.滾珠。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)地說明。如圖1所示，本設(shè)備可分為三大部分鏜刀桿1、移動(dòng)傳動(dòng)部分和轉(zhuǎn)動(dòng)傳動(dòng)部分。鏜刀桿部分由凸輪軸2、球頭銷6、半精鏜刀片3、精鏜刀臺4和精鏜刀片5組成， 其中半精鏜刀3片、精鏜刀2片。如圖2所示，凸輪軸2包括凸輪軸段21，齒輪軸段22，絲杠軸段23，皮帶輪軸段M。凸輪軸段21位于鏜刀桿1內(nèi)，齒輪軸段22位于移動(dòng)傳動(dòng)部分， 絲杠軸段23、皮帶輪軸段M位于轉(zhuǎn)動(dòng)傳動(dòng)部分。移動(dòng)伺服補(bǔ)償電機(jī)15、轉(zhuǎn)動(dòng)伺服補(bǔ)償電機(jī) 16分別驅(qū)動(dòng)凸輪軸2移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)到相應(yīng)位置，通過凸輪軸2上的凸輪推動(dòng)球頭銷6使精鏜刀臺4彈性外伸，精鏜刀片5伸出至精鏜尺寸的位置，完成工件18的最終精鏜加工。移動(dòng)傳動(dòng)部分包括移動(dòng)伺服補(bǔ)償電機(jī)15、移動(dòng)傳動(dòng)軸12、小皮帶輪11、皮帶10、大皮帶輪9和絲杠螺母8。如圖3所示，螺母82與大帶輪9緊固連接，并連接在箱體17上，不隨軸移動(dòng)只相對于軸轉(zhuǎn)動(dòng)。移動(dòng)伺服補(bǔ)償電機(jī)15得到補(bǔ)償指令，經(jīng)過小皮帶輪11、皮帶10 和大皮帶輪9將轉(zhuǎn)矩傳遞給絲杠螺母8，絲杠81與螺母82之間以滾珠83為滾動(dòng)體，將轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為絲杠軸段的軸向移動(dòng)，精確定位凸輪軸2的移動(dòng)量，移動(dòng)到相應(yīng)精鏜刀臺的位置。轉(zhuǎn)動(dòng)傳動(dòng)部分由轉(zhuǎn)動(dòng)伺服補(bǔ)償電機(jī)16、轉(zhuǎn)動(dòng)傳動(dòng)軸14、厚齒輪13和傳動(dòng)齒輪7組成。轉(zhuǎn)動(dòng)伺服補(bǔ)償電機(jī)16得到指令，通過厚齒輪13和傳動(dòng)齒輪7傳動(dòng)精確控制移動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)凸輪軸2的轉(zhuǎn)動(dòng)量，通過移動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)凸輪軸2上的凸輪推動(dòng)球頭銷6使精鏜刀臺4彈性外伸， 精鏜刀片5伸出至精鏜尺寸的位置，完成工件18的最終精鏜加工。所述厚齒輪13的厚度應(yīng)大于凸輪軸2的移動(dòng)范圍，保證在凸輪軸2移動(dòng)的時(shí)候厚齒輪13與傳動(dòng)齒輪7始終處于嚙合狀態(tài)。所述的齒輪均采用深溝球軸承、套筒、軸肩和端蓋來定位。本發(fā)明采用凸輪軸鏜刀桿分次半精鏜與精鏜氣缸孔，鏜刀桿的前端安裝有5個(gè)刀片(半精鏜3片、精鏜2片)的鏜刀盤。鏜刀桿下行時(shí)，可對氣缸實(shí)施快速半精鏜加工，鏜刀桿上行進(jìn)行精鏜加工時(shí)，若探測到刀片存在磨損或者孔的圓形度出現(xiàn)偏差例如出現(xiàn)腰鼓形狀，根據(jù)磨損程度得到需要補(bǔ)償?shù)牧浚缓筠D(zhuǎn)化為控制電機(jī)的移動(dòng)指令和轉(zhuǎn)動(dòng)指令，移動(dòng)伺服補(bǔ)償電機(jī)15得到移動(dòng)指令，通過帶傳動(dòng)、絲杠螺母傳動(dòng)精確定位凸輪軸2的移動(dòng)量，移動(dòng)到精鏜刀臺4的位置；然后轉(zhuǎn)動(dòng)伺服補(bǔ)償電機(jī)16得到轉(zhuǎn)動(dòng)指令，通過齒輪傳動(dòng)精確控制凸輪軸2的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，凸輪軸2上的凸輪推動(dòng)精鏜刀臺4彈性外伸，使精鏜刀5至精鏜尺寸的工作位置，對氣缸實(shí)施精鏜加工，主軸箱完成鏜刀桿的上行和下行及切屑運(yùn)動(dòng)。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)粗、精加工一次完成，實(shí)現(xiàn)了刀具磨損補(bǔ)償和氣缸孔圓柱度誤差補(bǔ)償。
權(quán)利要求
1.一種鏜刀桿誤差補(bǔ)償裝置，包括凸輪軸O)、移動(dòng)傳動(dòng)部分和轉(zhuǎn)動(dòng)傳動(dòng)部分，其中，所述凸輪軸( 一端伸入鏜刀桿(1)中心通孔中，該伸入端的軸桿上設(shè)置有凸輪，該凸輪軸(2)另一端與所述移動(dòng)傳動(dòng)部分和轉(zhuǎn)動(dòng)傳動(dòng)部分連接，進(jìn)行精度補(bǔ)償時(shí)，所述移動(dòng)傳動(dòng)部分帶動(dòng)凸輪軸( 在鏜刀桿中心孔中軸向移動(dòng)，直至所述凸輪移至精鏜刀臺(4)所在位置，然后所述轉(zhuǎn)動(dòng)傳動(dòng)部分再帶動(dòng)凸輪軸( 旋轉(zhuǎn)一定角度，驅(qū)動(dòng)軸上的所述凸輪偏轉(zhuǎn)，進(jìn)而推動(dòng)鏜刀桿上的精鏜刀臺(4)彈性外伸，使精鏜刀片(5)置于精確的工作位置，實(shí)現(xiàn)誤差補(bǔ) mte ο
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鏜刀桿誤差補(bǔ)償裝置，其特征在于，所述的凸輪軸( 另一端包括有絲杠軸段(23)，所述移動(dòng)傳動(dòng)部分包括一絲杠螺母(8)，該絲杠螺母(8)套在所述絲杠軸段上，動(dòng)力傳遞到所述移動(dòng)傳動(dòng)部分的絲杠螺母(8)上，驅(qū)動(dòng)絲杠移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)凸輪軸(2)上凸輪的軸向移動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鏜刀桿誤差補(bǔ)償裝置，其特征在于，所述的移動(dòng)傳動(dòng)部分還包括移動(dòng)伺服補(bǔ)償電機(jī)(15)、移動(dòng)傳動(dòng)軸(12)、小皮帶輪(11)、皮帶(10)和大皮帶輪 (9)，移動(dòng)傳動(dòng)軸(1 與移動(dòng)伺服補(bǔ)償電機(jī)(1 的輸出軸聯(lián)接，小皮帶輪(11)設(shè)置在移動(dòng)傳動(dòng)軸(1 上，大皮帶輪(9)與所述絲杠螺母(8)固定連接，兩皮帶輪通過皮帶(10)連接，形成皮帶傳動(dòng)，移動(dòng)伺服補(bǔ)償電機(jī)(1 的動(dòng)力通過所述移動(dòng)傳動(dòng)軸(1 帶動(dòng)小皮帶輪 (11)轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)大皮帶輪(9)和絲杠螺母(8)轉(zhuǎn)動(dòng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鏜刀桿誤差補(bǔ)償裝置，其特征在于，所述絲杠螺母(8)與大帶輪(9)緊固連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4之一所述的鏜刀桿誤差補(bǔ)償裝置，其特征在于，所述的凸輪軸(2) 另一端包括有齒輪軸段(22)，所述轉(zhuǎn)動(dòng)傳動(dòng)部分包括一傳動(dòng)齒輪(7)，該傳動(dòng)齒輪(7)套裝在該齒輪軸段0 上，動(dòng)力傳遞到所述轉(zhuǎn)動(dòng)傳動(dòng)部分的傳動(dòng)齒輪(7)上，驅(qū)動(dòng)凸輪軸(2) 轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)凸輪偏轉(zhuǎn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鏜刀桿誤差補(bǔ)償裝置，其特征在于，所述的轉(zhuǎn)動(dòng)傳動(dòng)部分還包括轉(zhuǎn)動(dòng)伺服補(bǔ)償電機(jī)(16)、轉(zhuǎn)動(dòng)傳動(dòng)軸(14)和厚齒輪(13)，該轉(zhuǎn)動(dòng)傳動(dòng)軸(14)與轉(zhuǎn)動(dòng)伺服補(bǔ)償電機(jī)(16)輸出軸聯(lián)接，所述厚齒輪(1 安裝在轉(zhuǎn)動(dòng)傳動(dòng)軸(14)上，并與傳動(dòng)齒輪(7)外嚙合，轉(zhuǎn)動(dòng)伺服補(bǔ)償電機(jī)(16)的動(dòng)力通過轉(zhuǎn)動(dòng)傳動(dòng)軸(14)驅(qū)動(dòng)厚齒輪(13)，帶動(dòng)與其嚙合的傳動(dòng)齒輪(7)轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)行驅(qū)動(dòng)凸輪軸( 轉(zhuǎn)動(dòng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鏜刀桿誤差補(bǔ)償裝置，其特征在于，所述的厚齒輪(1 在軸向上的厚度大于凸輪軸( 的移動(dòng)距離，保證在凸輪軸( 軸向移動(dòng)時(shí)所述厚齒輪(13)與傳動(dòng)齒輪(7)始終處于嚙合狀態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鏜刀桿誤差補(bǔ)償裝置，包括凸輪軸、移動(dòng)傳動(dòng)部分和轉(zhuǎn)動(dòng)傳動(dòng)部分，凸輪軸一端伸入鏜刀桿中心通孔，該伸入端的軸桿上設(shè)置有凸輪，凸輪軸另一端與移動(dòng)傳動(dòng)部分和轉(zhuǎn)動(dòng)傳動(dòng)部分連接，移動(dòng)傳動(dòng)部分帶動(dòng)凸輪軸在鏜刀桿中心孔中軸向移動(dòng)，至凸輪移至精鏜刀臺所在位置，轉(zhuǎn)動(dòng)傳動(dòng)部分再帶動(dòng)凸輪軸旋轉(zhuǎn)一定角度，驅(qū)動(dòng)軸上的凸輪偏轉(zhuǎn)，推動(dòng)鏜刀桿上的精鏜刀臺彈性外伸，使精鏜刀至精鏜尺寸的工作位置以進(jìn)行精鏜加工。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)刀具磨損補(bǔ)償和氣缸孔圓柱度誤差補(bǔ)償，避免了在退刀過程中刀具在加工表面上留下退刀痕，最大限度地減少了對刀、換刀所占用的輔助時(shí)間，增加了刀桿的剛性，提高了氣缸孔的圓柱度，減少加工的誤差反復(fù)。
文檔編號B23Q15/16GK102528557SQ201210007369
公開日2012年7月4日 申請日期2012年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月11日
發(fā)明者樂勝年, 吳勝, 周伯華, 喻道遠(yuǎn), 崔海斌, 李培根, 沈大為, 邵新宇, 鄭金來, 龔文明 申請人:江蘇高精機(jī)電裝備有限公司