一種活塞環(huán)內(nèi)外圓加工裝置，由機床、伺服刀架組件和數(shù)控組件三部分構(gòu)成，其中伺服刀架組件為本實用新型專利技術(shù)的發(fā)明專利技術(shù)特征，伺服刀架組件包括偏心機構(gòu)、柔性傳動鏈、活動平臺、傳動比調(diào)整機構(gòu)、直線滾動導軌和小刀架，控制電機轉(zhuǎn)軸與偏心軸一端固連，偏心機構(gòu)連接柔性傳動鏈，并通過柔性傳動鏈的傳動件傳動活動平臺，小刀架及刀桿固定在活動平臺的上蓋上。本實用新型專利技術(shù)利用現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)，其控制精度和加工效率高，技術(shù)先進，性能優(yōu)良。（*該技術(shù)在2008年保護過期，可自由使用*）
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本技術(shù)涉及一種機械加工裝置，特別是涉及一種活塞環(huán)內(nèi)外圓車削加工裝置。活塞環(huán)是內(nèi)燃機的重要零件，為了保證活塞環(huán)工作時的性能，要求它的自由形狀必須符合特定的函數(shù)關(guān)系，這就使其自由形狀變得極為復雜，且難以加工。為了加工這種活塞環(huán)的內(nèi)外圓，目前應用最多、設(shè)備較為先進的仍然是傳統(tǒng)的凸輪仿形裝置。凸形仿形裝置其共同特點是首先根據(jù)活塞環(huán)的自由形狀要求，制造出高精度的凸輪，對應于每一型號的活塞環(huán)需要制造一種凸輪，或者將活塞環(huán)按其形狀特征分類，制造出少數(shù)幾種凸輪，該凸輪與變比例機構(gòu)配合，可以加工出各種型號的活塞環(huán)產(chǎn)品，用上述方法加工活塞環(huán)存在以下缺點凸輪加工要求精度高，加工周期長，費用昂貴；凸輪與傳動裝置之間存在摩擦損耗，致使活塞環(huán)的加工精度降低，再次修復凸輪是一件復雜而周期長的事情；此外，傳動機構(gòu)間的間隙摩擦也是造成降低加工精度的另一個重要原因。近年來曾有人設(shè)想用普通數(shù)控(計算機——步進電機——滾珠絲杠——刀架)方法來加工活塞環(huán)，但由于步進電機難以適應快速往返轉(zhuǎn)動的要求，而沒有取得預想的效果。此外，用于加工鋁活塞異形外圓的直線式電機(U S4,653,360)可直接控制刀具做快速往復運動，但由于其所提供的輸出力和往復位移量都很小，因而不能滿足加工活塞環(huán)的要求。本技術(shù)之目的旨在提供一種擺脫傳統(tǒng)凸輪仿形加工方法、利用現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)、加工效率和控制精度高、傳動機構(gòu)柔性連接、壽命長、函數(shù)關(guān)系在計算機中設(shè)定容易、簡化活塞環(huán)加工工藝的活塞環(huán)內(nèi)外圓加工裝置。本技術(shù)的技術(shù)解決方案是這種活塞環(huán)內(nèi)外圓加工裝置由機床、伺服刀架組件和數(shù)控組件三部分構(gòu)成，其中伺服刀架組件為本技術(shù)的專利技術(shù)特征，伺服刀架組件包括偏心機構(gòu)、柔性傳動鏈、活動平臺、傳動比調(diào)整機構(gòu)、直線滾動導軌和小刀架，偏心機構(gòu)的偏心軸外圓與軸承內(nèi)圈相連，偏心軸一端與控制電機轉(zhuǎn)軸固連，軸承安裝在軸承座內(nèi)，柔性傳動鏈包括偏擺件、變比桿和傳動件，偏擺件為軸承座、板簧、套筒依次連接的整體，套筒套在變比桿右端，變比桿的左端為一鉸支座，鉸支座左端固定在伺服刀架的底座上，傳動件為套筒、簧片、套筒依次連接的一體結(jié)構(gòu)，兩套筒分別與變比桿和連桿組成滑動連接副或固連，活動平臺的兩側(cè)通過直線滾動導軌副與伺服刀架底座相連，連桿的兩端通過固定支座與活動平臺連接，傳動比調(diào)整機構(gòu)為螺桿兩端分別通過軸承座和支座與活動平臺相連，螺桿穿過傳動件的螺桿孔，形成螺紋副，小刀架固定在活動平臺的上蓋上，小刀架上裝有分別車削活塞環(huán)內(nèi)外圓的刀桿。本技術(shù)的機床和數(shù)控組件均可采用現(xiàn)有技術(shù)及設(shè)備，與伺服刀架組件有機地結(jié)合在一起，因此，本技術(shù)和現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點和顯著效果1、伺服刀架的輸入是電機的轉(zhuǎn)角，而不是凸輪的徑向位移，這就擺脫了傳統(tǒng)的凸輪仿形加工方法，而為活塞環(huán)加工打通了利用現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)的道路；2、加工不同型號活塞環(huán)只要求控制電機沿一個方向按不同規(guī)律不斷改變運轉(zhuǎn)速度，從而克服了通用數(shù)控方案要求電機快速往復旋轉(zhuǎn)的弊病，提高了加工效率；3、由于不用凸輪，從而提高了控制精度，縮短了加工周期；4、傳動機構(gòu)使用柔性連接，消除了間隙，減小摩擦，傳動精度大大提高，傳動機構(gòu)壽命長；5、傳動機構(gòu)從電機轉(zhuǎn)角到刀尖位移是非線性變換，它們的函數(shù)關(guān)系極易在計算機系統(tǒng)中設(shè)定，不會造成控制的復雜性。附圖說明圖1為本技術(shù)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本技術(shù)工作原理示意圖；圖3為本技術(shù)鉸支點實施例示意以下結(jié)合附圖對本技術(shù)的技術(shù)方案作進一步的詳細說明參見圖1，本技術(shù)由機床、伺服刀架組件和數(shù)控組件三部分構(gòu)成，其中伺服刀架組件為本技術(shù)的專利技術(shù)核心。伺服刀架組件包括偏心機構(gòu)、柔性傳動鏈、活動平臺、傳動比調(diào)整機構(gòu)、直線滾動導軌和小刀架等部分。偏心機構(gòu)主要是一個偏心軸2，其一端與控制電機的轉(zhuǎn)軸1固連，外圓與軸承3的內(nèi)圈相連。控制電機旋轉(zhuǎn)時，偏心軸2的幾何中心的軌跡是一個半徑為e的圓，e是電機軸心與偏心軸幾何中心的距離(偏心軸的偏心量)。柔性傳動鏈由偏擺件4、變比桿6和傳動件10組成。偏擺件包括軸承座5、板簧7和套筒9等部分。軸承座5內(nèi)安裝軸承3，板簧上端與軸承座固連，下端與套筒固連。套筒9套在變比桿6上，并通過螺釘40緊固在變比桿上。偏擺件的作用是將偏心軸2幾何中心的圓運動轉(zhuǎn)換為變比桿的擺動。變化桿6的左端為一鉸支座，由兩個圓孔和開口槽形成鉸支點11，通過螺釘13將鉸支座的左端固定在伺服刀架的底座20上。當變比桿6的右端受垂直于其軸線的作用力時，變比桿將以鉸支點11為圓心產(chǎn)生擺動(角位移)。必要時，鉸支點11也可以改為簧片，如圖3所示。傳動件10由簧片12、可調(diào)整的套筒42、43、螺釘15、14和螺栓孔44等組成。簧片12是長方形板簧，其作用是傳遞變比桿的Y向位移。套筒42、43與簧片12為一體結(jié)構(gòu)，分別與變比桿6和連桿16組成滑動連接副。螺釘15，14擰緊時，傳動件分別與變比桿6和連桿16形成固連狀態(tài)。活動平臺41的兩側(cè)通過直線滾動導軌副22和23與伺服刀架底座20相連。因而活動平臺41只能相對底座20沿Y向運動。連桿16的兩端通過固定支座24和25與活動平臺連接。傳動比調(diào)整機構(gòu)螺桿17的軸線與連桿16的軸線平行。其兩端通過軸承座18、和支座25與活動平臺相連。軸承座18限制螺桿17沿其軸向運動。螺桿穿過傳動件的螺桿孔44形成螺紋副。當松開螺釘15和14時，轉(zhuǎn)動螺桿右端的手柄21將迫使傳動件10沿螺桿的軸向移動。小刀架26固定在活動平臺的上蓋36上，隨活動平臺沿Y向作往復運動。在小刀架上裝有兩付刀桿55和54，其上各裝有粗、精車刀57和58，分別車削活塞環(huán)的內(nèi)外圓。伺服刀架的工作過程如下述電機27固定在底座20的頂蓋35上。當電機27轉(zhuǎn)動時，帶動偏心軸2轉(zhuǎn)動，偏心軸2的幾何中心運動軌跡是一個圓，通過軸承3又將這種運動傳遞到偏擺件4。就是說，電機旋轉(zhuǎn)時迫使偏擺件4的上端做圓運動，圓半徑就是偏心軸的偏心量e。將偏擺件上端的圓運動分解為垂直分量Y和水平分量X，其中水平分量X將造成簧片7的彎曲，而垂直分量Y則迫使變比桿6繞其鉸支點11往復擺動。傳動件簧片12的上端點8隨變比桿6的擺動而沿Y向產(chǎn)生往復運動，此外，點8沿X向尚有微小運動。X向的運動變?yōu)榛善?2的彎曲，Y向運動將會推動連桿16運動，這種運動又通過活動平臺41，上蓋板36，小刀架26傳遞給車刀57、58。概括起來說，控制電機27的旋轉(zhuǎn)運動最終造成車刀57、58的進退刀運動。電機旋轉(zhuǎn)一周，車刀往返一次且有嚴格的位置對應關(guān)系。由于活塞環(huán)內(nèi)外圓的自由形狀加工主要是通過改變車刀的位置來實現(xiàn)，根據(jù)上述對應關(guān)系，一定的活塞環(huán)自由形狀將會對應一定的電機轉(zhuǎn)角。就是說，控制電機的轉(zhuǎn)角規(guī)律，就能加工出不同的活塞環(huán)自由形狀。傳動件10的主要作用有兩個，一是將變比桿6的擺動轉(zhuǎn)換為活動平臺41沿Y向的往復運動，另一個作用是改變這兩種運動的比例。調(diào)整比例的步驟是先松開螺母15和14。旋轉(zhuǎn)手柄21使傳動件10沿變比桿6和連桿16的軸向運動。傳動件靠近偏擺件4時，比例增大，即車刀的往復運動幅度增大；反之，車刀的往復運動幅度減小。車刀運動的最大幅度取決于偏心軸2的偏心量e。調(diào)整完畢后應擰緊螺釘15和14。圖2為活塞環(huán)內(nèi)外圓加工裝置的典型系統(tǒng)方案車床部分可根據(jù)需要選用普通車床或通用數(shù)控車床進行改造，也本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
一種活塞環(huán)內(nèi)外圓加工裝置，具有機床、數(shù)控組件，其特征在于還具有伺服刀架組件，伺服刀架組件包括偏心機構(gòu)、柔性傳動鏈、活動平臺、傳動比調(diào)整機構(gòu)、直線滾動導軌和小刀架，偏心機構(gòu)的偏心軸（２）外圓與軸承（３）內(nèi)圈相連，偏心軸（２）一端與控制電機（２７）轉(zhuǎn)軸（１）固連，軸承（３）安裝在軸承座（５）內(nèi)，柔性傳動鏈包括偏擺件（４）、變比桿（６）和傳動件（１０），偏擺件（４）為軸承座（５）、板簧（７）、套筒（９）依次連接的整體，套筒（９）套在變比桿（６）右端，變比桿（６）的左端為一鉸支座，鉸支座左端固定在伺服刀架的底座（２０）上，傳動件（１０）為套筒（４２）、簧片（１２）、套筒（４３）依次連接的一體結(jié)構(gòu)，兩套筒（４２、４３）分別與變比桿（６）和連桿（１６）組成滑動連接副或固連，活動平臺（４１）的兩側(cè)通過直線滾動導軌副（２２、２３）與伺服刀架底座（２０）相連，連桿（１６）的兩端通過固定支座（２４、２５）與活動平臺（４１）連接，傳動比調(diào)整機構(gòu)為螺桿（１７）兩端分別通過軸承座（１８）和支座（２５）與活動平臺（４１）相連，螺桿（１７）穿過傳動件（１０）的螺桿孔（４４），形成螺紋副，小刀架（２６）固定在活動平臺（４１）的上蓋（３６）上，小刀架（２６）上裝有分別車削活塞環(huán)內(nèi)外圓的刀桿（５４、５５）。...
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：諶國權(quán)，
申請(專利權(quán))人：諶國權(quán)，
類型：實用新型
國別省市：43[中國|湖南]
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