凸輪軸vvt油孔加工專機的制作方法
【專利摘要】一種凸輪軸VVT油孔加工專機，解決現有技術存在的無法滿足凸輪軸VVT油孔需要較高加工精度、大批量生產以及穩定的產品質量等工藝要求的問題。包括床身，X軸行走機構，Z軸行走機構，C軸回轉機構，工件頂緊機構和電主軸，其技術要點是：所述X軸行走機構沿縱向布置在床身上，所述Z軸行走機構沿橫向布置在X軸行走機構上，所述C軸回轉機構和工件頂緊機構沿橫向布置在Z軸行走機構上，所述床身上一側并排設置有不少于兩臺軸向與C軸回轉機構軸向平行的電主軸，并且在床身后側設置有至少一臺軸向與C軸回轉機構軸向垂直的電主軸。其設計合理，結構緊湊，占用空間合理，使得該油孔加工專機能夠實現一次裝夾，完成凸輪軸VVT油孔的全部加工工作。
【專利說明】
凸輪軸VVT油孔加工專機
技術領域
[0001]本實用新型屬于凸輪軸制造加工技術領域，具體涉及一種凸輪軸鉆油孔的裝置，特別是一種通過凸輪軸一次裝夾完成全部油孔加工工作的凸輪軸VVT油孔加工專機。
【背景技術】
[0002]發動機可變氣門正時技術(VVT)原理是根據發動機的運行情況，調整進氣、排氣量，以及氣門的開合時間和角度，使進入的空氣量達到最佳，從而提高燃燒效率。該技術通過配備的控制及執行系統，對發動機凸輪的相位進行調節，從而使得氣門開啟、關閉的時間隨發動機轉速的變化而變化，以提高充氣效率，增加發動機功率，優點是省油，功升比大。在凸輪軸進氣端面和前軸頸表面不規則地布置有若干組油孔，VVT技術就是通過這些油孔來調整控制氣門的，所以這些油孔的加工精度要求較高。
[0003]目前，凸輪軸生產廠家一般使用鉆床進行油孔的加工，一次只能鉆一個油孔，由于凸輪軸上不但有軸頸表面的油孔，而且還有端面的油孔，并且油孔數量較多，因此，使用現有普通鉆床進行凸輪軸VVT油孔的加工作業需要對工件在多臺設備之間進行頻繁的轉序和裝夾，操作人員勞動強度大，工作效率低，加工出來的產品質量不穩定，費工費時，不適合大批量生產，嚴重影響企業的經濟效益。
[0004]現有技術對凸輪軸VVT油孔需要較高加工精度、大批量生產以及穩定的產品質量等工藝要求缺乏適應性，所以有必要對現有凸輪軸VVT油孔加工裝置技術進行改進。
【實用新型內容】
[0005]本實用新型就是針對上述問題，提供一種通過凸輪軸一次裝夾完成全部油孔加工工作的凸輪軸VVT油孔加工專機。
[0006]本實用新型所采用的技術方案是:該凸輪軸VVT油孔加工專機包括床身，X軸行走機構，Z軸行走機構，C軸回轉機構，工件頂緊機構和電主軸，其技術要點是:所述X軸行走機構沿縱向布置在床身上，所述Z軸行走機構沿橫向布置在X軸行走機構上，所述C軸回轉機構和工件頂緊機構沿橫向布置在Z軸行走機構上;所述床身上與C軸回轉機構相對的一側，通過支座并排設置有不少于兩臺軸向與C軸回轉機構軸向平行的電主軸，并且在床身后側通過支座設置有至少一臺軸向與C軸回轉機構軸向垂直的電主軸，各電主軸上安裝有刀具。
[0007]所述X軸行走機構由沿縱向設置在床身上的X軸直線導軌，設置在X軸直線導軌上的X軸滑板，設置在X軸直線導軌端部的X軸伺服電機以及一端與X軸伺服電機相連、另一端與X軸滑板底部的X軸絲杠螺母座相連的X軸傳動絲杠組成，以帶動X軸滑板及其上部連接的結構一起沿X軸直線導軌往復運動。
[0008]所述Z軸行走機構由沿橫向設置在X軸滑板上的Z軸直線導軌，設置在Z軸直線導軌上的Z軸滑板，設置在Z軸直線導軌端部的Z軸伺服電機以及一端與Z軸伺服電機相連、另一端與Z軸滑板底部的Z軸絲杠螺母座相連的Z軸傳動絲杠組成，以帶動Z軸滑板及其上部連接的結構一起沿Z軸直線導軌往復運動。
[0009]所述C軸回轉機構由沿橫向設置在Z軸滑板一端的C軸伺服電機，以及與C軸伺服電機回轉軸相連的卡盤組成，用來夾持待加工工件并使工件沿C軸回轉機構的回轉中心旋轉任意角度。
[0010]所述工件頂緊機構由設置在Z軸滑板上與C軸伺服電機相對端的頂緊機構滑軌，設置在頂緊機構滑軌上的頂緊機構滑板，一端與Z軸滑板相連、另一端與頂緊機構滑板相連的頂緊氣缸，以及設置在頂緊機構滑板上的支撐座和頂尖組成，以便頂緊待加工工件，確保加工過程中工件回轉中心的穩定性。
[0011]所述通過支座并排設置在床身上與C軸回轉機構相對側的，軸向與C軸回轉機構軸向平行的電主軸數量為3臺；所述通過支座設置在床身后側的，軸向與C軸回轉機構軸向垂直的電主軸數量為I臺。
[0012]本實用新型的有益效果:由于本實用新型采用沿縱向布置在床身上的X軸行走機構，沿橫向布置在X軸行走機構上的Z軸行走機構，沿橫向布置在Z軸行走機構上的C軸回轉機構和工件頂緊機構，以及通過支座設置在床身上的電主軸和安裝在電主軸上的刀具的結構形式，所以其設計合理，結構緊湊，占用空間合理，使得該油孔加工專機能夠實現一次裝夾，完成凸輪軸VVT油孔的全部加工工作，減少以往多道工序加工所需相關設備的采購成本，減少設備的占地面積，同時減輕操作人員的勞動強度，能夠實現一人同時操作多臺加工設備，達到機械制造生產線減人提效和自動化生產的目的。
【附圖說明】
[0013]圖1是本實用新型的一種俯視結構不意圖。
[0014]圖2是圖1的A向視圖。
[0015]圖3是圖2中的工件頂緊機構的一種結構示意圖。
[0016]圖中序號說明:I床身、2X軸行走機構、3 Z軸行走機構、4 C軸回轉機構、5 Z軸伺服電機、6 Z軸傳動絲杠、7 C軸伺服電機、8 Z軸直線導軌、9 Z軸滑板、10 X軸直線導軌、11X軸滑板、12 X軸傳動絲杠、13 X軸伺服電機、14電主軸IV、15電主軸ΙΠ、16電主軸Π、17電主軸1、18支座、19工件頂緊機構、20待加工工件、21卡盤、22 Z軸絲杠螺母座、23 X軸絲杠螺母座、24頂緊機構滑軌、25頂緊機構滑板、26支撐座、27頂尖、28頂緊氣缸。
【具體實施方式】
[0017]根據圖1?3詳細說明本實用新型的具體結構。該凸輪軸VVT油孔加工專機包括底部的床身1，沿縱向布置在床身I上的X軸行走機構2，沿橫向布置在X軸行走機構2上的、并可隨X軸行走機構2移動的Z軸行走機構3，沿橫向布置在Z軸行走機構3上、并可隨Z軸行走機構3移動的C軸回轉機構4和工件頂緊機構19，以及電主軸等，其中與C軸回轉機構4相對一側的床身I上，通過支座18并排設置有不少于兩臺其軸向與C軸回轉機構4的軸向相平行的電主軸，并且在床身I后側中部偏左的位置，通過支座18設置有至少一臺其軸向與C軸回轉機構4的軸向相垂直的電主軸，各個電主軸上分別安裝有用來加工定位銷孔、端面VVT油孔、軸頸VVT油孔等的專用刀具。
[0018]為了帶動X軸滑板11及其上部連接的Z軸行走機構3在加工過程中一起沿X軸直線導軌10進行往復運動，X軸行走機構2由沿縱向設置在床身I上的兩條平行布置的X軸直線導軌10，通過底部設置的與直線導軌配套的滑座設置在X軸直線導軌10上的X軸滑板11，設置在X軸直線導軌10端部、床體上的X軸伺服電機13以及一端與X軸伺服電機13主軸相連接，另一端與X軸滑板11底部中間設置的X軸絲杠螺母座23相連接的X軸傳動絲杠12組成，通過X軸伺服電機13驅動X軸傳動絲杠12旋轉，進而驅動X軸絲杠螺母座23帶動X軸滑板11 一起沿直線往復運動。
[0019]為了帶動Z軸滑板9及其上部連接的C軸回轉機構4和工件頂緊機構19在整個加工過程中一起沿Z軸直線導軌8進行往復運動，Z軸行走機構3由沿橫向設置在X軸滑板11上的兩條平行布置的Z軸直線導軌8，通過底部設置的與直線導軌配套的滑座設置在Z軸直線導軌8上的Z軸滑板9，設置在Z軸直線導軌8端部、X軸滑板11上的的Z軸伺服電機5以及一端與Z軸伺服電機5主軸相連接、另一端與Z軸滑板9底部中間設置的的Z軸絲杠螺母座22相連的Z軸傳動絲杠6組成，通過Z軸伺服電機5驅動Z軸傳動絲杠6旋轉，進而驅動Z軸絲杠螺母座22帶動Z軸滑板9 一起沿直線往復運動。
[0020]出于夾持待加工工件20，使工件能夠沿機床的回轉中心旋轉任意角度的目的，C軸回轉機構4由沿橫向設置在Z軸滑板9端部的C軸伺服電機7，以及與C軸伺服電機7回轉軸相連的卡盤21等組成，在加工過程中，通過C軸伺服電機7的旋轉帶動待加工工件20的旋轉。
[0021]為便于待加工工件20的安裝和頂緊，確保加工過程中待加工工件20回轉中心的穩定性，并保證工件的加工質量，工件頂緊機構19由設置在Z軸滑板9上與C軸伺服電機7相對一側的頂緊機構滑軌24，通過底部設置的與頂緊機構滑軌24相配套的滑座設置在頂緊機構滑軌24上的頂緊機構滑板25，一端與Z軸滑板9的中部相連、另一端與頂緊機構滑板25相連的頂緊氣缸28，以及設置在頂緊機構滑板25上的用于固定頂尖27以及工件端部的支撐座26組成，通過頂緊氣缸28的伸縮，來調整工件的夾緊程度，以滿足加工過程中對工件的穩定性要求。
[0022]通過支座18并排設置在與C軸回轉機構4相對一側的床身I上的，軸向與C軸回轉機構4的軸向相平行的電主軸的數量為3臺；并且通過支座18設置在床身I后側中部偏左位置的，軸向與C軸回轉機構4的軸向相垂直的電主軸的數量為I臺。
[0023]使用時，將凸輪軸(待加工工件20)的一端用卡接在與C軸伺服電機7相連卡盤21內的頂尖頂住，另一端通過頂緊機構滑板25上部的連接有頂尖27的支撐座26支撐，然后調整頂緊氣缸28的伸縮，從而帶動頂緊機構滑板25及其上的支撐座26結構沿頂緊機構滑軌24移動，達到頂緊凸輪軸的目的。在設置在床身I一側的電主軸117前端的內錐孔和端面安裝專用定心刀具，用來加工凸輪軸端面各孔的定位，以及定位銷孔及其底孔，并控制各孔倒角的尺寸大小;在與電主軸117并排布置的電主軸Π 16的前端安裝鉸刀，用來完成凸輪軸端面定位銷孔的鉸孔;在與電主軸Π 16并排布置的電主軸ΙΠ15的前端安裝專用鉆頭，加工凸輪軸端面的VVT油孔;設置在床身I后側中部偏左位置的電主軸IV14的前端安裝專用鉆頭，用來加工凸輪軸軸頸上的VVT油孔。
[0024]驅動X軸伺服電機13帶動凸輪軸移動到電主軸117相應的加工工位，同時驅動C軸伺服電機7使凸輪軸開始轉動，按照工藝要求旋轉到端面的第一處VVT油孔加工位置，啟動電主軸117，驅動Z軸伺服電機5帶動Z軸滑板9及其上固定的凸輪軸向左側移動，進而加工定位中心孔，中心孔加工完畢后驅動Z軸伺服電機5反轉，使凸輪軸向右側后退到初始位置;驅動C軸伺服電機7使凸輪軸旋轉到端面的第二處VVT油孔加工位置，再次啟動電主軸117，驅動Z軸伺服電機5帶動Z軸滑板9及其上固定的凸輪軸向左側移動，來加工第二個定位中心孔，加工完畢后驅動Z軸伺服電機5反轉，使凸輪軸向右側后退到初始位置;重復以上動作加工完全部的端面定位中心孔之后，加工定位銷孔，同時加工銷孔底孔，定位銷孔加工完畢后驅動Z軸伺服電機5反轉，使凸輪軸向右側后退到初始位置。
[0025]然后，驅動X軸伺服電機13帶動凸輪軸移動到電主軸Π16相應的加工工位，啟動電主軸Π 16，驅動Z軸伺服電機5帶動Z軸滑板9及其上固定的凸輪軸向左側移動，進而完成定位銷孔的鉸孔工作，完成后驅動Z軸伺服電機5反轉，使凸輪軸向右側后退到初始位置。
[0026]驅動X軸伺服電機13帶動凸輪軸移動到電主軸ΙΠ15相應的加工工位，通過驅動C軸伺服電機7使凸輪軸旋轉到端面相應的VVT油孔定位孔處，啟動電主軸ΙΠ15，驅動Z軸伺服電機5帶動Z軸滑板9及其上固定的凸輪軸向左側移動，來完成凸輪軸端面的VVT油孔的加工，并依靠Z軸伺服電機5的進給量來控制油孔深度。全部的端面VVT油孔加工完成后，Z軸伺服電機5反轉，使凸輪軸向右側后退到初始位置。
[0027]驅動Z軸伺服電機5帶動凸輪軸移動到電主軸IV14相應的加工工位，然后驅動C軸伺服電機7使凸輪軸開始轉動，按照工藝要求旋轉到凸輪軸徑向的第一處VVT油孔加工位置，啟動電主軸IV14，驅動X軸伺服電機13帶動X軸滑板11及其上固定的Z軸滑板9和凸輪軸向機床內側移動，來進行凸輪軸徑向的VVT油孔的加工，完成后驅動X軸伺服電機13反轉，使凸輪軸向機床外側后退到初始位置。重復這種驅動Z軸伺服電機5和C軸伺服電機7，帶動凸輪軸左右移動、調整旋轉角度，使電主軸IV14定位到待加工的凸輪軸各徑向VVT油孔的位置，然后驅動X軸伺服電機13帶動凸輪軸向機床內側移動，來進行凸輪軸徑向的VVT油孔加工的方式，依次完成凸輪軸各徑向VVT油孔的加工。凸輪軸全部VVT油孔加工完成后，驅動X軸伺服電機13和Z軸伺服電機5，使工件回到原點位置，松開工件頂緊機構19的頂緊氣缸28，卸下加工完成的凸輪軸。
[0028]重復上述夾緊工件，驅動X軸、Z軸、C軸伺服電機移動定位，加工定位中心孔，加工端面VVT油孔，加工徑向VVT油孔等的步驟，循環進行下一個凸輪軸VVT油孔的加工。
【主權項】
1.一種凸輪軸VVT油孔加工專機，包括床身(I)，X軸行走機構(2)，Z軸行走機構(3)，C軸回轉機構(4)，工件頂緊機構(19)和電主軸，其特征在于:所述X軸行走機構(2)沿縱向布置在床身(I)上，所述Z軸行走機構(3)沿橫向布置在X軸行走機構(2)上，所述C軸回轉機構(4)和工件頂緊機構(19)沿橫向布置在Z軸行走機構(3)上;所述床身(I)上與C軸回轉機構(4)相對的一側，通過支座(18)并排設置有不少于兩臺軸向與C軸回轉機構(4)軸向平行的電主軸，并且在床身(I)后側通過支座(18)設置有至少一臺軸向與C軸回轉機構(4)軸向垂直的電主軸，各電主軸上安裝有刀具。2.根據權利要求1所述的凸輪軸VVT油孔加工專機，其特征在于:所述X軸行走機構(2)由沿縱向設置在床身(I)上的X軸直線導軌(10)，設置在X軸直線導軌(10)上的X軸滑板(11)，設置在X軸直線導軌(10)端部的X軸伺服電機(13)以及一端與X軸伺服電機(13)相連、另一端與X軸滑板(11)底部的X軸絲杠螺母座(23)相連的X軸傳動絲杠(12)組成。3.根據權利要求2所述的凸輪軸VVT油孔加工專機，其特征在于:所述Z軸行走機構(3)由沿橫向設置在X軸滑板(11)上的Z軸直線導軌(8)，設置在Z軸直線導軌(8)上的Z軸滑板(9)，設置在Z軸直線導軌(8)端部的Z軸伺服電機(5)以及一端與Z軸伺服電機(5)相連、另一端與Z軸滑板(9)底部的Z軸絲杠螺母座(22)相連的Z軸傳動絲杠(6)組成。4.根據權利要求3所述的凸輪軸VVT油孔加工專機，其特征在于:所述C軸回轉機構(4)由沿橫向設置在Z軸滑板(9)一端的C軸伺服電機(7)，以及與C軸伺服電機(7)回轉軸相連的卡盤(21)組成。5.根據權利要求4所述的凸輪軸VVT油孔加工專機，其特征在于:所述工件頂緊機構(19)由設置在Z軸滑板(9)上與C軸伺服電機(7)相對端的頂緊機構滑軌(24)，設置在頂緊機構滑軌(24)上的頂緊機構滑板(25)，一端與Z軸滑板(9)相連、另一端與頂緊機構滑板(25)相連的頂緊氣缸(28)，以及設置在頂緊機構滑板(25)上的支撐座(26)和頂尖(27)組成。6.根據權利要求1所述的凸輪軸VVT油孔加工專機，其特征在于:所述通過支座(18)并排設置在床身(I)上與C軸回轉機構(4)相對側的，軸向與C軸回轉機構(4)軸向平行的電主軸數量為3臺；所述通過支座(18)設置在床身(I)后側的，軸向與C軸回轉機構(4)軸向垂直的電主軸數量為I臺。
【文檔編號】B23P23/02GK205685007SQ201620529883
【公開日】2016年11月16日
【申請日】2016年6月3日 公開號201620529883.X, CN 201620529883, CN 205685007 U, CN 205685007U, CN-U-205685007, CN201620529883, CN201620529883.X, CN205685007 U, CN205685007U
【發明人】韓小寧, 趙志國, 韓旭, 鄧勇
【申請人】沈陽德文特動力機械制造有限公司