CN111299386B - 一种缸套挤压成型装置及成型方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种缸套挤压成型装置及成型方法，包括涨顶装置、挤压装置以及夹持限位装置，所述涨顶装置通过所述连接部紧固安装在机床尾座上；所述挤压装置包括固定基体和转动设置在固定基体上的滚动轮，所述固定基体安装在机床滑板上，所述滚动轮能够随着机床滑板移动以挤压转动的缸套毛坯，所述固定基体上还设置有升降调节所述滚动轮的调节组件；所述夹持限位装置包括三块横截面为弧形的夹板，三块所述夹板能够围合成圆柱形的空腔，三块所述夹板固定于机床的三爪卡盘上。在本技术方案中，设置的涨顶装置能够将缸套毛坯长度方向上的材料直接外翻成喇叭状，而后通过滚动轮压平成大台，不需要通过切削的高度差形成大台，大大的节省了材料和加工时间。

Description

一种缸套挤压成型装置及成型方法

技术领域

本发明涉及内燃机加工技术领域，具体涉及一种缸套挤压成型装置及成型方法。

背景技术

内燃机是汽车的主要部件之一，而内燃机的心脏又是缸套和活塞，工作环境最恶劣，温度最高，极容易出现问题，缸套包括一个直筒部分和一个大台，传统的加工大台的方式，是用一件大直径的毛坯，要有足够的加工余量(如图 1)，然后分多次进刀进行切削，直至达到工艺要求的尺寸(如图2)，因为毛坯直径比较大，需要多次切削，费时费力，并且毛坯价格也很高，提高了加工成本。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种缸套挤压成型装置及成型方法，能够更加节省材料的加工出缸套的大台，且能够提供工作效率。

一方面，本发明提供一种缸套挤压成型装置，包括：

涨顶装置，所述涨顶装置包括作业部和连接部，所述作业部的端部呈圆锥形，所述涨顶装置通过所述连接部紧固安装在机床尾座上；

挤压装置，所述挤压装置包括固定基体和转动设置在固定基体上的滚动轮，所述固定基体安装在机床滑板上，所述滚动轮能够随着机床滑板移动以挤压转动的缸套毛坯，所述固定基体上还设置有升降调节所述滚动轮的调节组件；

夹持限位装置，所述夹持限位装置包括三块横截面为弧形的夹板，三块所述夹板能够围合成圆柱形的空腔，三块所述夹板固定于机床的三爪卡盘上。

在上述技术方案中，设置的涨顶装置能够将缸套毛坯长度方向上的材料直接外翻成喇叭状，而后通过滚动轮压平成大台，不需要通过切削的高度差形成大台，大大的节省了材料和加工时间，夹持限位装置能够限定缸套毛坯被顶涨的部位的长度，使得加工过程更加可控，保证符合后续的加工尺寸。

进一步，所述固定基体安装在刀塔上，所述刀塔滑动设置于所述机床滑板上。通过刀塔的移动能够带动滚动轮完成挤压，不用额外提供动力，能够直接在现有的数控机床上进行改装，成本更低。

进一步，所述固定基体包括用于安装所述滚动轮的圆柱段以及用于与刀塔连接的压紧段，所述压紧段的截面为正方形。截面为正方形的压紧段能够更加容易的被刀塔压紧，圆柱段方便安装滚动轮。

进一步，所述滚动轮为轴承。轴承的滚动摩擦小，且为标准件，易于得到和安装。

进一步，所述作业部的端部的顶角为100-130°。顶角为100-130°既能够有效的将缸套毛坯端部膨胀为喇叭状，还能够保证膨胀的角度是安全的，不会导致缸套毛坯被顶裂。

进一步，所述压紧段与所述圆柱段相互垂直，所述圆柱段包括外壳体和伸缩设置在所述外壳体中的安装杆，所述滚动轮固定安装于所述安装杆上，所述调节组件包括设置于所述外壳体内并驱动所述安装杆升降的齿轮，所述安装杆的下部安装有与所述齿轮相啮合的齿条，所述齿轮通过涡轮同轴驱动，所述外壳体的外部还设置有与所述涡轮相啮合的蜗杆。上述压紧段在以水平状态固定在刀塔上，使得圆柱段能够保持竖直状态。使得滚动轮能够与缸套毛坯的端部接触并滚动。通过齿轮齿条能够调整安装杆的高度以调节滚动轮的高度，而通过蜗轮蜗杆驱动齿轮能够实现自锁，避免调整后的安装杆发生移动。

进一步，所述连接部为具有莫氏锥度的锥杆。使得涨顶装置能够紧固的连接在机床的尾座上。

另一方面，本发明还提供一种缸套成型方法，使用缸套挤压成型装置进行以下操作步骤：

S1、将缸套毛坯通过夹持限位装置夹持固定，并将缸套毛坯的一端伸出夹板3.5-4.5mm；

S2、启动机床，使得缸套毛坯在主轴的带动下转动，接着驱动尾座带动涨顶装置将缸套毛坯的伸出部分沿着夹板的端部涨为喇叭状；

S3、退回尾座，并通过刀塔进刀使得滚动轮逐渐压向缸套毛坯形成喇叭状的部位，在缓慢进刀的过程中将呈喇叭状的部分压平至与缸套毛坯垂直，压平后的部分为大台。

进一步，在步骤S2中，尾座以多次往复的方式对缸套毛坯进行涨顶。避免形变量一次性过大，造成对套管的损害。

进一步，在步骤S3中，所述刀塔采用多次进刀和退刀的方式逐步压平呈喇叭状的部分。多次进刀同样可以避免一次性形变量过大。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为现有技术中加工前的缸套毛坯尺寸；

图2为现有技术中加工出大台后的尺寸；

图3为本发明实施例中涨顶装置进行加工时的示意图；

图4为本发明实施例中挤压装置进行加工时的示意图；

图5为本发明实施例中挤压装置加工完成时的示意图；

图6为本发明实施例中夹板的结构示意图；

图7为本发明实施例中圆柱段的内部结构示意图。

附图标记：作业部100、连接部110、尾座200、主轴300、三爪卡盘400、夹板410、刀塔500、圆柱段600、滚动轮610、外壳体620、安装杆630、齿条631、齿轮640、涡轮650、蜗杆660、缸套毛坯700。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。

实施例1

如图3-7所示，本实施例提供一种缸套挤压成型装置，包括涨顶装置、挤压装置以及夹持限位装置，所述涨顶装置包括作业部100和连接部110，所述作业部100的端部呈圆锥形，所述涨顶装置通过所述连接部110紧固安装在机床尾座200上；所述挤压装置包括固定基体和转动设置在固定基体上的滚动轮 610，所述固定基体安装在机床滑板上，所述滚动轮610能够随着机床滑板移动以挤压转动的缸套毛坯700，所述固定基体上还设置有升降调节所述滚动轮610的调节组件；所述夹持限位装置包括三块横截面为弧形的夹板410，三块所述夹板410能够围合成圆柱形的空腔，三块所述夹板410固定于机床的三爪卡盘400上。本实施例所提及的机床为数控机床，其能够自动进刀，还能够自动驱动机床尾座200移动，使得顶涨和挤压的过程能够由数控机床在程序的控制下自动完成，既提高了效率，也使得加工质量得到统一控制。

设置的涨顶装置能够将缸套毛坯700长度方向上的材料直接外翻成喇叭状，而后通过滚动轮610压平成大台，不需要通过切削的高度差形成大台，大大的节省了材料和加工时间，夹持限位装置能够限定缸套毛坯700被顶涨的部位的长度，使得加工过程更加可控，保证符合后续的加工尺寸。

本实施例中缸套毛坯700的材质为钢，由于钢材具有良好的延展性，加上本实施例中缸套毛坯700外翻的长度仅为3.5-4.5mm，因此缸套毛坯700在被顶涨成喇叭状以及后续压成大台的过程中均不会发生撕裂等瑕疵，保证制成的缸套为合格品。

所述固定基体安装在刀塔500上，所述刀塔500滑动设置于所述机床滑板上。通过刀塔500的移动能够带动滚动轮610完成挤压，不用额外提供动力，能够直接在现有的数控机床上进行改装，成本更低。所述滚动轮610为轴承。轴承的滚动摩擦小，且为标准件，易于得到和安装。

所述固定基体包括用于安装所述滚动轮610的圆柱段600以及用于与刀塔 500连接的压紧段，所述压紧段的截面为正方形。由于切屑刀具的刀柄一般为长方体，所以刀塔500上安装刀具的空间一般也为长方体形的空间，且横截面多为正方形，因此将压紧段的横截面设置为正方形能够更好的适用于现有的机床。截面为正方形的压紧段能够更加容易的被刀塔500压紧，圆柱段600方便安装滚动轮610。

所述作业部100的端部的顶角为100-130°，且作业部100的端部的最大直径大于待加工的缸套毛坯700的直径，保证能够将缸套毛坯700的端部涨出喇叭状。顶角为100-130°既能够有效的将缸套毛坯700端部膨胀为喇叭状，还能够保证膨胀的角度是安全的，不会导致缸套毛坯700被顶裂。

所述压紧段与所述圆柱段600相互垂直，所述圆柱段包括外壳体620和伸缩设置在所述外壳体620中的安装杆630，所述滚动轮固定安装于所述安装杆 630上，所述调节组件包括设置于所述外壳体620内并驱动所述安装杆630升降的齿轮640，所述安装杆630的下部安装有与所述齿轮640相啮合的齿条 631，所述齿轮640通过涡轮650同轴驱动，所述外壳体620的外部还设置有与所述涡轮650相啮合的蜗杆660。上述压紧段在以水平状态固定在刀塔500 上，使得圆柱段600能够保持竖直状态。使得滚动轮610能够与缸套毛坯700 的端部接触并滚动。通过齿轮640齿条631能够调整安装杆630的高度以调节滚动轮的高度，而通过蜗轮蜗杆660驱动齿轮640能够实现自锁，避免调整后的安装杆630发生移动。

所述连接部110为具有莫氏锥度的锥杆。使得涨顶装置能够紧固的连接在机床的尾座200上。

实施例2

本实施例提供一种缸套成型方法，使用实施例1中的缸套挤压成型装置进行以下操作步骤：

S1、将缸套毛坯700通过夹持限位装置夹持固定，并将缸套毛坯700的一端伸出夹板4103.5-4.5mm；

S2、启动机床，使得缸套毛坯700在主轴300的带动下转动，接着驱动尾座200带动涨顶装置将缸套毛坯700的伸出部分沿着夹板410的端部涨为喇叭状；

S3、退回尾座200，并通过刀塔500进刀使得滚动轮逐渐压向缸套毛坯700 形成喇叭状的部位，在缓慢进刀的过程中将呈喇叭状的部分压平至与缸套毛坯 700垂直，压平后的部分为大台。

在步骤S2中，尾座200以多次往复的方式对缸套毛坯700进行涨顶。避免形变量一次性过大，造成对套管的损害。

在步骤S3中，所述刀塔500采用多次进刀和退刀的方式逐步压平呈喇叭状的部分。多次进刀同样可以避免一次性形变量过大。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (7)

1.一种缸套挤压成型装置，其特征在于，包括：

涨顶装置，所述涨顶装置包括作业部(100)和连接部(110)，所述作业部(100)的端部呈圆锥形，所述涨顶装置通过所述连接部(110)紧固安装在机床尾座(200)上；

挤压装置，所述挤压装置包括固定基体和转动设置在固定基体上的滚动轮(610)，所述固定基体安装在机床滑板上，所述滚动轮(610)能够随着机床滑板移动以挤压转动的缸套毛坯(700)，所述固定基体上还设置有升降调节所述滚动轮(610)的调节组件；

夹持限位装置，所述夹持限位装置包括三块横截面为弧形的夹板(410)，三块所述夹板(410)能够围合成圆柱形的空腔，三块所述夹板(410)固定于机床的三爪卡盘(400)上；

所述固定基体安装在刀塔(500)上，所述刀塔(500)滑动设置于所述机床滑板上；

所述固定基体包括用于安装所述滚动轮(610)的圆柱段(600)以及用于与刀塔(500)连接的压紧段，所述压紧段的截面为正方形；

所述压紧段与所述圆柱段(600)相互垂直，所述圆柱段(600)包括外壳体(620)和伸缩设置在所述外壳体(620)中的安装杆(630)，所述滚动轮(610)固定安装于所述安装杆(630)上，所述调节组件包括设置于所述外壳体(620)内并驱动所述安装杆(630)升降的齿轮(640)，所述安装杆(630)的下部安装有与所述齿轮(640)相啮合的齿条(631)，所述齿轮(640)通过涡轮(650)同轴驱动，所述外壳体(620)的外部还设置有与所述涡轮(650)相啮合的蜗杆(660)。

2.根据权利要求1所述的一种缸套挤压成型装置，其特征在于，所述滚动轮(610)为轴承。

3.根据权利要求1所述的一种缸套挤压成型装置，其特征在于，所述作业部(100)的端部的顶角为100-130°。

4.根据权利要求1所述的一种缸套挤压成型装置，其特征在于，所述连接部(110)为具有莫氏锥度的锥杆。

5.一种缸套成型方法，其特征在于，使用权利要求1-4任一项所述的缸套挤压成型装置进行以下操作步骤：

S1、将缸套毛坯(700)通过夹持限位装置夹持固定，并将缸套毛坯(700)的一端伸出夹板(410)3.5-4.5mm；

S2、启动机床，使得缸套毛坯(700)在主轴(300)的带动下转动，接着驱动尾座(200)带动涨顶装置将缸套毛坯(700)的伸出部分沿着夹板(410)的端部涨为喇叭状；

S3、退回尾座(200)，并通过刀塔(500)进刀使得滚动轮逐渐压向缸套毛坯(700)形成喇叭状的部位，在缓慢进刀的过程中将呈喇叭状的部分压平至与缸套毛坯(700)垂直，压平后的部分为大台。

6.根据权利要求5所述的一种缸套成型方法，其特征在于，在步骤S2中，尾座(200)以多次往复的方式对缸套毛坯(700)进行涨顶。

7.根据权利要求5所述的一种缸套成型方法，其特征在于，在步骤S3中，所述刀塔(500)采用多次进刀和退刀的方式逐步压平呈喇叭状的部分。

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