CN104014818B - 一种碗型塞的自动车外圆装置及自动车加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种工作效率高、生产成本低且加工误差小的碗型塞的自动车外圆装置及自动车加工方法。它包括碗型塞安装装置、碗型塞顶压装置、顶压气动气缸、旋转连接件、电动机、车刀安装装置和车刀推进气动气缸，电动机通过旋转连接件连接碗型塞安装装置，碗型塞顶压装置与顶压气动气缸连接，车刀安装装置与车刀推进气动气缸连接，碗型塞安装装置所在的轴线与碗型塞顶压装置所在的轴线重合，车刀安装装置安装在碗型塞安装装置所在的轴线侧边上，碗型塞安装装置上设有限位杆，车刀安装装置与限位杆滑动连接。本发明的有益效果是：提高生产工作效率；提高加工效率，减小生产成本；提高自动车加工精确，减小加工误差；降低车刀的磨损。

Description

一种碗型塞的自动车外圆装置及自动车加工方法
技术领域
本发明涉及机械零件加工相关技术领域，尤其是指一种碗型塞的自动车外圆装置及自动车加工方法。
背景技术
在碗型塞的机械加工工程中，需要对其外圆进行车加工操作，使其达到外径尺寸与表面粗糙度要求。目前，碗型塞的外圆车加工主要采用的还是传统车加工方法，通过人工装夹，手动进行进退刀具的方法进行切削。这种传统的车加工方法具有以下不足：(1)、需要多步操作，生产效率不高；(2)、消耗大量人工，生产成本较高；(3)、人为因素导致的加工误差较大；(4)、刀具进给速度不一，导致刀具磨损快，产品表面粗糙度差。
中国专利申请公告号：CN 102536507 A，申请公告日2012年7月4日，公开了一种高强化柴油机用的新型密封碗型塞，它采用不锈钢材质、外圆密封面采用微锥度设计，端面使用圆弧形状，其截面采用减薄的均匀壁厚。碗型塞外圆面直径增加，从而增大安装的径向过盈。该新型碗型塞通过涂胶和压力过盈方式装于柴油机和燃气机的缸盖水套堵口中。该发明的不足之处在于，该新型密封碗型塞的外圆车加工采用的还是传统车加工方法，通过人工装夹，手动进行进退刀具的方法进行切削，存在工作效率不高、生产成本较高、加工误差较大等不足。
发明内容
本发明是为了克服现有技术中存在上述的不足，提供了一种工作效率高、生产成本低且加工误差小的碗型塞的自动车外圆装置及自动车加工方法。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种碗型塞的自动车外圆装置，包括碗型塞安装装置、碗型塞顶压装置、顶压气动气缸、旋转连接件、电动机、车刀安装装置和车刀推进气动气缸，所述的电动机通过旋转连接件连接碗型塞安装装置，所述的碗型塞顶压装置与顶压气动气缸连接，所述的车刀安装装置与车刀推进气动气缸连接，所述碗型塞安装装置所在的轴线与碗型塞顶压装置所在的轴线重合，所述的车刀安装装置安装在碗型塞安装装置所在的轴线侧边上，所述的碗型塞安装装置上设有限位杆，所述的车刀安装装置上设有与限位杆相对应的限位孔，所述的车刀安装装置通过限位孔与限位杆滑动连接。
本发明中，将碗型塞工件置于碗型塞安装装置内，由顶压气动气缸推动碗型塞顶压装置压紧固定碗型塞工件，通过电动机带动旋转连接件驱动碗型塞安装装置使得碗型塞旋转360°，由车刀推进气动气缸推动车刀安装装置，使得车刀安装装置上的车刀接近碗型塞工件，同时车刀安装装置沿着碗型塞安装装置上的限位杆滑动，确保碗型塞外圆与车刀之间的距离满足对碗型塞外圆进行切削，从而进行自动车加工操作。这样设计只需要单人单步操作就能完成整个操作过程，大大提高了生产工作效率；通过碗型塞安装装置与车刀安装装置的配合使用，有效的提高了碗型塞的加工效率，减小了生产成本；通过车刀安装装置与碗型塞安装装置上的限位杆配合，使得自动车加工精确，减小了加工误差。
作为优选，所述的碗型塞安装装置包括用于安装在碗型塞的安装头、安装座和旋转轴，所述的旋转轴安装在安装座上，所述的旋转轴一端与安装头连接，所述的旋转轴另一端上设有第一传动轮，所述的电动机上设有第二传动轮，所述的第一传动轮通过旋转连接件与第二传动轮连接。结构简单，操作方便。
作为优选，所述的碗型塞顶压装置包括固定座和用于顶压碗型塞的活动顶压头，所述的固定座与顶压气动气缸连接，所述的活动顶压头与固定座活动连接。方便更换不同的活动顶压头，以满足不同型号的碗型塞自动车加工操作，有效地扩大了装置的使用范围。
作为优选，所述的车刀安装装置包括车刀座、车刀推进机构和车刀，所述的限位孔安装在车刀座上，所述的车刀座与车刀推进气动气缸连接，所述车刀的一端活动安装在车刀座上，所述的车刀通过车刀推进机构与车刀座连接，所述的车刀座上设有用于限制车刀位置的限位块。通过车刀推进机构能够使得车刀对碗型塞外圆进行分步操作，同时配合限位块的设置，能够对碗型塞外圆进行充分的切削操作，以便于提高碗型塞外圆的光滑程度。
作为优选，所述的车刀推进机构包括第一连接杆和第二连接杆，所述第一连接杆的一端与车刀活动连接，所述第一连接杆的另一端通过伸缩机构与第二连接杆的一端连接，所述第二连接杆的另一端与车刀座活动连接。通过伸缩机构能够确保第一连接杆和第二连接杆在车刀安装装置中自由伸缩，能够消除了车刀与车刀推进机构之间的干涉。
作为优选，所述的伸缩机构包括伸缩套和伸缩弹簧，所述的伸缩弹簧置于伸缩套内。通过伸缩套和伸缩弹簧的配合能够有效的消除第一连接杆与第二连接杆之间的干涉。
作为优选，所述的车刀包括刀身和刀刃，所述刀身的形状为长方形，所述刀身的一端与车刀座活动连接，所述刀身的另一端与刀刃连接，所述的刀身和刀刃是一体成型的，所述刀刃的左边部分为圆弧形刀刃，所述刀刃的右边部分为方形刀刃。圆弧形刀刃对碗型塞外表面的较大毛刺进行粗加工，方形刀刃与对碗型塞进行细加工，全面清除碗型塞的外圆毛刺，有效的提高了碗型塞外圆的光滑程度。
作为优选，还包括液压缓冲缸，所述的液压缓冲缸与车刀座连接，所述的液压缓冲缸和车刀推进气动气缸分别置于车刀座的两侧。当车刀安装装置上的车刀座接触液压缓冲缸时，液压缓冲缸能够使得车刀的推进速度减慢至车刀切削所需的正常进给速度进行自动车加工操作，有效的减缓了车刀的磨损，提高了碗型塞外圆表面的光滑度。
基于一种碗型塞的自动车外圆装置的自动车加工方法，通过车刀推进气动气缸和车刀推进机构的配合，自动精确车加工碗型塞的外圆，其具体步骤如下：
(1)将碗型塞固定安装到碗型塞安装装置的安装头上；
(2)通过顶压气动气缸推动碗型塞顶压装置使得碗型塞顶压装置上的活动顶压头压紧固定碗型塞；
(3)电动机通过旋转连接件驱动碗型塞安装装置上的旋转轴转动，来带动碗型塞安装装置上的安装头转动，使得安装头上的碗型塞360度旋转；
(4)车刀推进气动气缸推动车刀安装装置，车刀安装装置沿着碗型塞安装装置上的限位杆滑动，使得车刀安装装置上的车刀靠近碗型塞的外圆，同时确保碗型塞外圆与车刀之间的距离满足操作要求；
(5)车刀安装装置上的车刀接触碗型塞的外圆时，车刀的刀刃受车刀推进机构的作用，首先圆弧形刀刃对碗型塞外表面的较大毛刺进行粗加工，随着车刀推进机构的作用，使得方形刀刃与碗型塞的外圆充分接触，对碗型塞进行细加工，全面清除碗型塞的外圆毛刺。
本方法中，只需要单人单步操作就能完成整个碗型塞外圆的车加工操作过程，大大提高了碗型塞的生产工作效率；通过碗型塞安装装置与车刀安装装置的配合使用，即在推进车刀安装装置的同时，碗型塞安装装置上的碗型塞进行360度旋转被车刀切削，有效的提高了碗型塞的加工效率，减小了生产成本；通过车刀安装装置与碗型塞安装装置上的限位杆配合，确保碗型塞外圆与车刀之间的距离能够满足对碗型塞外圆进行切削，同时满足碗型塞的规格标准，使得自动车加工更为精确，减小了加工误差。
作为优选，在步骤(5)中，在车刀安装装置上的车刀接触碗型塞的外圆同时，车刀安装装置上的车刀座接触液压缓冲缸，使得车刀的推进速度减慢至车刀切削所需的正常进给速度进行自动车加工操作。有效的减缓了车刀的磨损，提高了碗型塞外圆表面的光滑度。
本发明的有益效果是：只需要单人单步操作，提高了生产工作效率；通过碗型塞安装装置与碗型塞顶压装置来装夹碗型塞，提高了加工效率，减小了生产成本；通过车刀安装装置与碗型塞安装装置配合，提高自动车加工精确，减小了加工误差；通过液压缓冲缸使得刀具进给速度正常，降低了车刀的磨损，提高了碗型塞外圆表面的光滑度。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是车刀安装装置的结构示意图。
图中：1.碗型塞安装装置，11.安装头，12.安装座，13.旋转轴，14.第一传动轮，15.限位杆，2.碗型塞顶压装置，21.固定座，22.活动顶压头，3.顶压气动气缸，4.旋转连接件，5.电动机，51.第二传动轮，6.车刀安装装置，61.车刀座，62.车刀推进机构，621.第一连接杆，622.第二连接杆，623.伸缩套，624.伸缩弹簧，63.车刀，631.刀身，632.圆弧形刀刃，633.方形刀刃，64.限位块，65.限位孔，7.车刀推进气动气缸，8.液压缓冲缸，9.碗型塞工件。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的描述。
如图1所述的实施例中，一种碗型塞的自动车外圆装置，包括碗型塞安装装置1、碗型塞顶压装置2、顶压气动气缸3、旋转连接件4、电动机5、车刀安装装置6、车刀推进气动气缸7和液压缓冲缸8，电动机5通过旋转连接件4连接碗型塞安装装置1，碗型塞顶压装置2与顶压气动气缸3连接，车刀安装装置6与车刀推进气动气缸7连接，碗型塞安装装置1所在的轴线与碗型塞顶压装置2所在的轴线重合，车刀安装装置6安装在碗型塞安装装置1所在的轴线侧边上，碗型塞安装装置1上设有限位杆15，车刀安装装置6上设有与限位杆15相对应的限位孔65，车刀安装装置6通过限位孔65与限位杆15滑动连接，液压缓冲缸8与车刀安装装置6连接，液压缓冲缸8和车刀推进气动气缸7分别置于车刀安装装置6的两侧。其中：碗型塞安装装置1包括用于安装在碗型塞的安装头11、安装座12和旋转轴13，旋转轴13安装在安装座12上，旋转轴13一端与安装头11连接，旋转轴13另一端上设有第一传动轮14，电动机5上设有第二传动轮51，第一传动轮14通过旋转连接件4与第二传动轮51连接。碗型塞顶压装置2包括固定座21和用于顶压碗型塞的活动顶压头22，固定座21与顶压气动气缸3连接，活动顶压头22与固定座21活动连接。
如图2所示，车刀安装装置6包括车刀座61、车刀推进机构62和车刀63，限位孔65安装在车刀座61上，车刀座61与车刀推进气动气缸7连接，车刀63的一端活动安装在车刀座61上，车刀63通过车刀推进机构62与车刀座61连接，车刀座61上设有用于限制车刀63位置的限位块64。其中：车刀推进机构62包括第一连接杆621和第二连接杆622，第一连接杆621的一端与车刀63活动连接，第一连接杆621的另一端通过伸缩机构与第二连接杆622的一端连接，第二连接杆622的另一端与车刀座61活动连接，伸缩机构包括伸缩套623和伸缩弹簧624，伸缩弹簧624置于伸缩套623内。车刀63包括刀身631和刀刃，刀身631的形状为长方形，刀身631的一端与车刀座61活动连接，刀身631的另一端与刀刃连接，刀身631和刀刃是一体成型的，刀刃的左边部分为圆弧形刀刃632，刀刃的右边部分为方形刀刃633。
使用该装置进行自动车加工操作时，将碗型塞工件9置于碗型塞安装装置1的安装头11上，通过顶压气动气缸3推动碗型塞顶压装置2使得碗型塞顶压装置2上的活动顶压头22压紧固定碗型塞工件9。压紧后，打开电动机5通过第二传动轮51带动旋转连接件4旋转，旋转连接件4通过第一传动轮14与碗型塞安装装置1的旋转轴13相连，旋转轴13带动安装头11进行360度旋转，同时带动碗型塞工件9和碗型塞顶压装置2上的活动顶压头22旋转。此时，打开车刀推进气动气缸7推动车刀安装装置6，车刀安装装置6沿着碗型塞安装装置1上的限位杆15滑动，使得车刀安装装置6上的车刀63靠近碗型塞的外圆，同时也确保碗型塞外圆与车刀63之间的距离满足操作要求。当车刀安装装置6上的车刀63接触碗型塞的外圆时，车刀63的刀刃受车刀推进机构62的作用，首先圆弧形刀刃632对碗型塞外表面的较大毛刺进行粗加工，随着车刀推进机构62的作用，直到车刀63与车刀座61上的限位块64相接触之后，使得方形刀刃633与碗型塞的外圆相互垂直且充分接触，对碗型塞进行细加工，全面清除碗型塞的外圆毛刺；在车刀安装装置6上的车刀63接触碗型塞的外圆同时，车刀安装装置6上的车刀座61接触液压缓冲缸8，液压缓冲缸8起到控制平衡车刀63切削碗型塞时的推进速度，使得车刀63的推进速度减慢至车刀63切削所需的正常进给速度进行自动车加工操作。在切削完成后，碗型塞安装装置1和碗型塞顶压装置2分离，从碗型塞安装装置1的安装头11上取出碗型塞工件9。

Claims (8)

1.一种碗型塞的自动车外圆装置，其特征是，包括碗型塞安装装置(1)、碗型塞顶压装置(2)、顶压气动气缸(3)、旋转连接件(4)、电动机(5)、车刀安装装置(6)和车刀推进气动气缸(7)，所述的电动机(5)通过旋转连接件(4)连接碗型塞安装装置(1)，所述的碗型塞顶压装置(2)与顶压气动气缸(3)连接，所述的车刀安装装置(6)与车刀推进气动气缸(7)连接，所述碗型塞安装装置(1)所在的轴线与碗型塞顶压装置(2)所在的轴线重合，所述的车刀安装装置(6)安装在碗型塞安装装置(1)所在的轴线侧边上，所述的碗型塞安装装置(1)上设有限位杆(15)，所述的车刀安装装置(6)上设有与限位杆(15)相对应的限位孔(65)，所述的车刀安装装置(6)通过限位孔(65)与限位杆(15)滑动连接，所述的碗型塞顶压装置(2)包括固定座(21)和用于顶压碗型塞的活动顶压头(22)，所述的固定座(21)与顶压气动气缸(3)连接，所述的活动顶压头(22)与固定座(21)活动连接，所述的车刀安装装置(6)包括车刀座(61)、车刀推进机构(62)和车刀(63)，所述的限位孔(65)安装在车刀座(61)上，所述的车刀座(61)与车刀推进气动气缸(7)连接，所述车刀(63)的一端活动安装在车刀座(61)上，所述车刀(63)的另一端通过车刀推进机构(62)与车刀座(61)连接，所述的车刀座(61)上设有用于限制车刀(63)位置的限位块(64)。
2.根据权利要求1所述的一种碗型塞的自动车外圆装置，其特征是，所述的碗型塞安装装置(1)包括用于安装碗型塞的安装头(11)、安装座(12)和旋转轴(13)，所述的旋转轴(13)安装在安装座(12)上，所述的旋转轴(13)一端与安装头(11)连接，所述的旋转轴(13)另一端上设有第一传动轮(14)，所述的电动机(5)上设有第二传动轮(51)，所述的第一传动轮(14)通过旋转连接件(4)与第二传动轮(51)连接。
3.根据权利要求1所述的一种碗型塞的自动车外圆装置，其特征是，所述的车刀推进机构(62)包括第一连接杆(621)和第二连接杆(622)，所述第一连接杆(621)的一端与车刀(63)活动连接，所述第一连接杆(621)的另一端通过伸缩机构与第二连接杆(622)的一端连接，所述第二连接杆(622)的另一端与车刀座(61)活动连接。
4.根据权利要求3所述的一种碗型塞的自动车外圆装置，其特征是，所述的伸缩机构包括伸缩套(623)和伸缩弹簧(624)，所述的伸缩弹簧(624)置于伸缩套(623)内。
5.根据权利要求1所述的一种碗型塞的自动车外圆装置，其特征是，所述的车刀(63)包括刀身(631)和刀刃，所述刀身(631)的形状为长方形，所述刀身(631)的一端与车刀座(61)活动连接，所述刀身(631)的另一端与刀刃连接，所述的刀身(631)和刀刃是一体成型的，所述刀刃的左边部分为圆弧形刀刃(632)，所述刀刃的右边部分为方形刀刃(633)。
6.根据权利要求1所述的一种碗型塞的自动车外圆装置，其特征是，还包括液压缓冲缸(8)，所述的液压缓冲缸(8)与车刀座(61)连接，所述的液压缓冲缸(8)和车刀推进气动气缸(7)分别置于车刀座(61)的两侧。
7.基于一种碗型塞的自动车外圆装置的自动车加工方法，其特征是，通过车刀推进气动气缸(7)和车刀推进机构(62)的配合，自动精确车加工碗型塞的外圆，其具体步骤如下：
(1)将碗型塞固定安装到碗型塞安装装置(1)的安装头(11)上；
(2)通过顶压气动气缸(3)推动碗型塞顶压装置(2)使得碗型塞顶压装置(2)上的活动顶压头(22)压紧固定碗型塞；
(3)电动机(5)通过旋转连接件(4)驱动碗型塞安装装置(1)上的旋转轴(13)转动，来带动碗型塞安装装置(1)上的安装头(11)转动，使得安装头(11)上的碗型塞360度旋转；
(4)车刀推进气动气缸(7)推动车刀安装装置(6)，车刀安装装置(6)沿着碗型塞安装装置(1)上的限位杆(15)滑动，使得车刀安装装置(6)上的车刀(63)靠近碗型塞的外圆，同时确保碗型塞外圆与车刀(63)之间的距离满足操作要求；
(5)车刀安装装置(6)上的车刀(63)接触碗型塞的外圆时，车刀(63)的刀刃受车刀推进机构(62)的作用，首先圆弧形刀刃(632)对碗型塞外表面的较大毛刺进行粗加工，随着车刀推进机构(62)的作用，使得方形刀刃(633)与碗型塞的外圆充分接触，对碗型塞进行细加工，全面清除碗型塞的外圆毛刺。
8.根据权利要求7所述的基于一种碗型塞的自动车外圆装置的自动车加工方法，其特征是，在步骤(5)中，在车刀安装装置(6)上的车刀(63)接触碗型塞的外圆同时，车刀安装装置(6)上的车刀座(61)接触液压缓冲缸(8)，使得车刀(63)的推进速度减慢至车刀(63)切削所需的正常进给速度进行自动车加工操作。
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