專利名稱：鏜刀桿誤差補償裝置的制作方法
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償裝置，適用于精鏜孔工藝中的誤差補償。
背景技術(shù)：
缸體是發(fā)動機中關(guān)鍵部件之一，其加工質(zhì)量的好壞，將直接影響發(fā)動機的性能。精鏜缸孔是汽車發(fā)動機生產(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)有的鏜刀桿誤差補償裝置一般是采用斜塊推動刀夾產(chǎn)生彈性變形，從而實現(xiàn)刀尖的徑向補償。由于是刀夾的彈性變形，因此，不僅補償線性較好，而且所需的驅(qū)動力相對于刀桿變形要小得多，可減小整個傳動環(huán)節(jié)的不必要變形。但由于受原理和方法的限制，鏜刀的微量進給精度只能達到微米級，且微量變形的驅(qū)動機構(gòu)不可避免地存在間隙以及彈性變形，不能實現(xiàn)交替正負方向的微米級微量進給，使得此類裝置僅適用于間斷進給，如果斜塊過長會影響鏜刀桿的剛度，從而導(dǎo)致補償精度下降，因此這種方法的補償范圍較小。

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償裝置，通過軸上凸輪能夠精確、連續(xù)地實現(xiàn)精鏜刀具交替正負方向的微量進給，因此補償精度高、補償范圍大。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種鏜刀桿誤差補償裝置，包括凸輪軸、移動傳動部分和轉(zhuǎn)動傳動部分，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傳動部分和轉(zhuǎn)動傳動部分連接，在檢測到精鏜刀磨損或孔的圓柱度出現(xiàn)腰鼓形狀后，所述移動傳動部分帶動凸輪軸在鏜刀桿中心孔中軸向移動，直至所述凸輪移至精鏜刀臺所在位置，所述轉(zhuǎn)動傳動部分再帶動凸輪軸旋轉(zhuǎn)一定角度，驅(qū)動軸上的凸輪偏轉(zhuǎn)，從而推動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行精鏜加工，從而實現(xiàn)誤差補償。本發(fā)明所述的凸輪軸另一端包括有絲杠軸段，所述移動傳動部分包括一絲杠螺母，該絲杠螺母套在所述絲杠軸段上，動力傳遞到所述移動傳動部分的絲杠螺母上，驅(qū)動絲杠移動，實現(xiàn)凸輪軸上凸輪的軸向移動。本發(fā)明所述的移動傳動部分還包括移動伺服補償電機、移動傳動軸、小皮帶輪、皮帶和大皮帶輪，移動傳動軸與移動伺服補償電機的輸出軸聯(lián)接，小皮帶輪設(shè)置在移動傳動軸上，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，移動伺服補償電機的動力通過所述移動傳動軸帶動小皮帶輪轉(zhuǎn)動，進而驅(qū)動大皮帶輪和絲杠螺母轉(zhuǎn)動。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，不隨軸移動只相對于軸轉(zhuǎn)動。本發(fā)明所述的凸輪軸另一端包括有齒輪軸段，所述轉(zhuǎn)動傳動部分包括一傳動齒輪，該傳動齒輪套裝在該齒輪軸段上，動力傳遞到所述轉(zhuǎn)動傳動部分的傳動齒輪上，驅(qū)動凸輪軸轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)凸輪偏轉(zhuǎn)。本發(fā)明所述的轉(zhuǎn)動傳動部分還包括轉(zhuǎn)動伺服補償電機、轉(zhuǎn)動傳動軸和厚齒輪，轉(zhuǎn)動傳動軸與轉(zhuǎn)動伺服補償電機輸出軸聯(lián)接，所述厚齒輪安裝在轉(zhuǎn)動傳動軸上，并與傳動齒輪外嚙合，轉(zhuǎn)動伺服補償電機的動力通過轉(zhuǎn)動傳動軸驅(qū)動厚齒輪，帶動與其嚙合的傳動齒輪轉(zhuǎn)動，進行驅(qū)動凸輪軸轉(zhuǎn)動。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距離，在凸輪軸移動的時候厚齒輪與傳動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)明的移動傳動部分實現(xiàn)凸輪軸的軸向進給，使軸上凸輪準確移動到精鏜刀臺所在位置。本發(fā)明的轉(zhuǎn)動傳動部分實現(xiàn)凸輪軸的轉(zhuǎn)動，通過凸輪的輪廓來精確、連續(xù)地實現(xiàn)精鏜刀具交替正負方向的微量進給。本發(fā)明所述鏜刀桿為可移動可轉(zhuǎn)動的凸輪軸鏜刀桿，鏜刀桿的前端安裝有5個刀片的鏜刀盤，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，可對氣缸實施快速半精鏜加工；鏜刀桿上行時，可對氣缸實施精鏜加工，主軸箱完成鏜刀桿的上行和下行及切屑運動。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，精確實現(xiàn)了刀具磨損補償和氣缸孔圓柱度誤差補償。


圖1是凸輪軸鏜刀桿誤差補償裝置結(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.移動傳動軸， 13.厚齒輪，14.轉(zhuǎn)動傳動軸，15.移動伺服補償電機，16.轉(zhuǎn)動伺服補償電機，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。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細地說明。如圖1所示，本設(shè)備可分為三大部分鏜刀桿1、移動傳動部分和轉(zhuǎn)動傳動部分。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位于移動傳動部分， 絲杠軸段23、皮帶輪軸段M位于轉(zhuǎn)動傳動部分。移動伺服補償電機15、轉(zhuǎn)動伺服補償電機 16分別驅(qū)動凸輪軸2移動和轉(zhuǎn)動到相應(yīng)位置，通過凸輪軸2上的凸輪推動球頭銷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。移動傳動部分包括移動伺服補償電機15、移動傳動軸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，不隨軸移動只相對于軸轉(zhuǎn)動。移動伺服補償電機15得到補償指令，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為滾動體，將轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換為絲杠軸段的軸向移動，精確定位凸輪軸2的移動量，移動到相應(yīng)精鏜刀臺的位置。轉(zhuǎn)動傳動部分由轉(zhuǎn)動伺服補償電機16、轉(zhuǎn)動傳動軸14、厚齒輪13和傳動齒輪7組成。轉(zhuǎn)動伺服補償電機16得到指令，通過厚齒輪13和傳動齒輪7傳動精確控制移動轉(zhuǎn)動凸輪軸2的轉(zhuǎn)動量，通過移動轉(zhuǎn)動凸輪軸2上的凸輪推動球頭銷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的移動范圍，保證在凸輪軸2移動的時候厚齒輪13與傳動齒輪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個刀片(半精鏜3片、精鏜2片)的鏜刀盤。鏜刀桿下行時，可對氣缸實施快速半精鏜加工，鏜刀桿上行進行精鏜加工時，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償?shù)牧?，然后轉(zhuǎn)化為控制電機的移動指令和轉(zhuǎn)動指令，移動伺服補償電機15得到移動指令，通過帶傳動、絲杠螺母傳動精確定位凸輪軸2的移動量，移動到精鏜刀臺4的位置；然后轉(zhuǎn)動伺服補償電機16得到轉(zhuǎn)動指令，通過齒輪傳動精確控制凸輪軸2的轉(zhuǎn)動角度，凸輪軸2上的凸輪推動精鏜刀臺4彈性外伸，使精鏜刀5至精鏜尺寸的工作位置，對氣缸實施精鏜加工，主軸箱完成鏜刀桿的上行和下行及切屑運動。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)粗、精加工一次完成，實現(xiàn)了刀具磨損補償和氣缸孔圓柱度誤差補償。
權(quán)利要求
1.一種鏜刀桿誤差補償裝置，包括凸輪軸O)、移動傳動部分和轉(zhuǎn)動傳動部分，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)另一端與所述移動傳動部分和轉(zhuǎn)動傳動部分連接，進行精度補償時，所述移動傳動部分帶動凸輪軸( 在鏜刀桿中心孔中軸向移動，直至所述凸輪移至精鏜刀臺(4)所在位置，然后所述轉(zhuǎn)動傳動部分再帶動凸輪軸( 旋轉(zhuǎn)一定角度，驅(qū)動軸上的所述凸輪偏轉(zhuǎn)，進而推動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，實現(xiàn)誤差補 mte ο
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鏜刀桿誤差補償裝置，其特征在于，所述的凸輪軸( 另一端包括有絲杠軸段(23)，所述移動傳動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，動力傳遞到所述移動傳動部分的絲杠螺母(8)上，驅(qū)動絲杠移動，實現(xiàn)凸輪軸(2)上凸輪的軸向移動。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鏜刀桿誤差補償裝置，其特征在于，所述的移動傳動部分還包括移動伺服補償電機(15)、移動傳動軸(12)、小皮帶輪(11)、皮帶(10)和大皮帶輪 (9)，移動傳動軸(1 與移動伺服補償電機(1 的輸出軸聯(lián)接，小皮帶輪(11)設(shè)置在移動傳動軸(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，移動伺服補償電機(1 的動力通過所述移動傳動軸(1 帶動小皮帶輪 (11)轉(zhuǎn)動，進而驅(qū)動大皮帶輪(9)和絲杠螺母(8)轉(zhuǎn)動。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鏜刀桿誤差補償裝置，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)動傳動部分包括一傳動齒輪(7)，該傳動齒輪(7)套裝在該齒輪軸段0 上，動力傳遞到所述轉(zhuǎn)動傳動部分的傳動齒輪(7)上，驅(qū)動凸輪軸(2) 轉(zhuǎn)動，實現(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償裝置，其特征在于，所述的轉(zhuǎn)動傳動部分還包括轉(zhuǎn)動伺服補償電機(16)、轉(zhuǎn)動傳動軸(14)和厚齒輪(13)，該轉(zhuǎn)動傳動軸(14)與轉(zhuǎn)動伺服補償電機(16)輸出軸聯(lián)接，所述厚齒輪(1 安裝在轉(zhuǎn)動傳動軸(14)上，并與傳動齒輪(7)外嚙合，轉(zhuǎn)動伺服補償電機(16)的動力通過轉(zhuǎn)動傳動軸(14)驅(qū)動厚齒輪(13)，帶動與其嚙合的傳動齒輪(7)轉(zhuǎn)動，進行驅(qū)動凸輪軸( 轉(zhuǎn)動。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鏜刀桿誤差補償裝置，其特征在于，所述的厚齒輪(1 在軸向上的厚度大于凸輪軸( 的移動距離，保證在凸輪軸( 軸向移動時所述厚齒輪(13)與傳動齒輪(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償裝置，包括凸輪軸、移動傳動部分和轉(zhuǎn)動傳動部分，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傳動部分和轉(zhuǎn)動傳動部分連接，移動傳動部分帶動凸輪軸在鏜刀桿中心孔中軸向移動，至凸輪移至精鏜刀臺所在位置，轉(zhuǎn)動傳動部分再帶動凸輪軸旋轉(zhuǎn)一定角度，驅(qū)動軸上的凸輪偏轉(zhuǎn)，推動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行精鏜加工。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)刀具磨損補償和氣缸孔圓柱度誤差補償，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, 崔海斌, 李培根, 沈大為, 邵新宇, 鄭金來, 龔文明 申請人:江蘇高精機電裝備有限公司