CN111992823B - 一种双工位薄片切割连杆裂解槽装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双工位薄片切割连杆裂解槽装置，包括平台、左工位加工装置和右工位加工装置、次竖直驱动装置和次水平驱动装置和控制器；左工位加工装置和右工位加工装置包括夹具、主水平驱动装置、主竖直往复驱动装置和加工电极组件；加工电极组件包括固定安装于主竖直往复驱动装置上的连接架，可旋转安装于连接架上的卷盘，绕接在卷盘上的薄片，以及用于夹持薄片的夹持脚，夹持脚上开有竖直通孔，薄片套设于竖直通孔内且伸出竖直通孔的下端。薄片在夹持脚夹持张紧下做竖直方向持续往复运动的同时和向水平方向的切槽加工形成复合加工，竖直方向的持续往复是切槽加工的辅助运动，便于放电和排屑。

Description

一种双工位薄片切割连杆裂解槽装置

技术领域

本发明涉及一种切割连杆裂解槽装置，尤其是指一种双工位薄片切割连杆裂解槽装置。

背景技术

在燃油汽车中，发动机是汽车的心脏，而连杆是发动机中不可或缺的高精密零件。在连杆加工中有一道重要的加工工序连杆裂解槽的加工。裂解槽的好坏很大程度上会最终影响连杆的成品率。因此如何能够低成本、高质量、高效率的切槽成为最终决定连杆加工质量的关键问题。

市面上现有的很多设备都能进行连杆裂解槽的加工。机械加工裂解槽主要是以拉销加工为主，也有利用高速旋转切刀切削加工。目前应用最广的是激光切割，无论是单头的旋转式切割，还是交叉式的两侧同步切割其主要核心还是激光发射器，也因此大部分机床厂家都在致力于机床结构和激光器的研究。线切割加工机床是一种利用电极丝进行切割的加工设备。现有的一些线切割加工机床在对于一些密封孔径零件的切割加工时必须采用重新穿丝，而在某些切直槽且内径较大的应用场合，频繁的穿丝加工将费时费力。

专利CN110385491A公开了一种双工位流水线式免穿丝连杆裂解槽加工的设备。设备利用电火花切割技术双向加工连杆裂解槽，导轮、支杆与电极丝形成两个突出的“U”型结构，该装置无需频繁穿丝、空行程短、能够同时双向径向进给，一次加工出裂解连杆内孔表面的两条对称槽，加工质量高，一致性好。并且机床能同时进行两个工位的加工。但是，由于电极丝绕丝复杂，行程较大，储丝桶换向也极易造成电极丝抖动，导致加工精度和稳定性较差，降低了成品率的质量。

发明内容

本发明的目的在于针对上述问题，提供一种双工位薄片切割连杆裂解槽装置。本装置利用电机在规定的距离中产生一定的上下往复切割的频率运动并加持有金属薄片形成向外扩张的刀结构，同时向左右方向进行切割连杆裂解槽。设备往复的频率在一定范围内可以根据实际加工过程中金属薄片损耗的程度在上位机中进行更改，避免在薄片的一个地方持续放电。储存薄片的卷盘可根据实际加工损耗情况进行拉出剪掉更换，工位能单个或同时双工位进行加工互不影响。

本发明的目的可采用以下技术方案来达到：

一种双工位薄片切割连杆裂解槽装置，包括平台，安装于平台上的左工位加工装置和右工位加工装置，用于分别驱动左工位加工装置和右工位加工装置在竖直和水平方向滑动的次竖直驱动装置和次水平驱动装置，以及用于控制左工位加工装置、右工位加工装置、次竖直驱动装置和次水平驱动装置的控制器；所述次水平驱动装置安装于次竖直驱动装置的动力输出端上，所述左工位加工装置和右工位加工装置安装于次水平驱动装置的动力输出端上；所述左工位加工装置和右工位加工装置包括固定安装于平台上表面的夹具，设于夹具的上方且可滑动安装于次水平驱动装置上的主水平驱动装置，可滑动安装于主水平驱动装置的主竖直往复驱动装置，以及安装于主竖直往复驱动装置上的加工电极组件；所述加工电极组件包括固定安装于主竖直往复驱动装置上的连接架，可旋转安装于连接架上的卷盘，绕接在卷盘上的薄片，以及用于夹持薄片的夹持脚，所述夹持脚上开有竖直通孔，所述薄片从上到下可滑动套设于竖直通孔内，所述薄片伸出竖直通孔的下端，且夹持脚上设有用于将薄片固定在夹持脚上的锁定件，所述薄片为导电金属材料。

作为一种优选的方案，所述次竖直驱动装置包括第一电机、第一丝杆、第一螺母、第一导轨和第一滑块，所述第一丝杆竖直设置，所述第一螺母与第一丝杆传动连接，所述第一滑块可滑动安装于第一导轨上，且第一滑块固定安装于次水平驱动装置上，所述第一丝杆与第一电机的转轴连接。

作为一种优选的方案，所述次水平驱动装置包括支撑板、第二电机、第二丝杆、第二螺母、第二导轨和第二滑块，所述第二丝杆水平设置，所述第二电机固定安装于支撑板上，所述第二螺母与第二丝杆传动连接，所述第二滑块可滑动安装于第二导轨上，且第二滑块固定安装于主水平驱动装置上，所述第二丝杆与第二电机的转轴连接。

作为一种优选的方案，所述主水平驱动装置包括底板、第三电机、第三丝杆、第三螺母、第三导轨和第三滑块，所述第三丝杆水平设置，所述第三电机固定安装于底板上，所述第三螺母与第三丝杆传动连接，所述第三滑块可滑动安装于第三导轨上，且第在第三滑块固定安装于主竖直往复驱动装置上，所述第三丝杆与第三电机的转轴连接。

作为一种优选的方案，所述主竖直往复驱动装置包括安装板、第四电机、第四丝杆、第四螺母、第四导轨和第四滑块，所述第四丝杆竖直设置，所述第四电机固定安装于安装板上，所述第四螺母与第四丝杆传动连接，所述第四滑块可滑动安装于第四导轨上，且第四滑块固定安装于连接架上，所述第四丝杆与第四电机的转轴连接。

作为一种优选的方案，所述锁定件为螺纹连接件，所述夹持脚的底部开有与螺纹连接件螺纹连接的螺纹孔；在锁定件锁定薄片时，所述螺纹连接件顶压薄片。

作为一种优选的方案，所述控制器与上位机通信连接，通过上位机控制左工位加工装置、右工位加工装置、次竖直驱动装置和次水平驱动装置的工作状态而实现远程控制。

作为一种优选的方案，所述夹具包括固定座，可滑动安装于固定座上的顶块，与顶块连接的销钉，以及套设于销钉上且与两端分别顶压顶块和固定座的弹性件，在连杆安装于固定座上时，所述弹性件将顶块顶压于连杆上。

作为一种优选的方案，所述次竖直驱动装置通过滑轮与配重块连接。

作为一种优选的方案，所述控制器为单片机或PLC。

实施本发明，具有如下有益效果：

1、本发明本发明不再采用电极丝加工，避免了复杂的绕丝，提高了加工的效率，也改变了由于换向带来的电极丝抖动影响加工的精度。

2、由于采用薄片带状金属，其可以承受更大的张紧力，避免了冲液及运动带来的震动，提高切槽加工质量，并且由于薄片可以承受更大的电流，提高了切槽的效率。

3、本发明设备成本较低，薄片加持脚伸入到连杆大头孔内一次成型，并且双工位互不影响，加工效率较高。

4、本发明在往复的复合运动中采用了电机和丝杠组合，便于控制往复的速度和位置，避免加持脚的碰撞，提高加工的安全系数。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明双工位薄片切割连杆裂解槽装置的结构示意图。

图2是图1在拆卸下次竖直驱动装置后的内部结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例

参照图1和图2，本实施例涉及双工位薄片切割连杆裂解槽装置，包括平台1，安装于平台1上的左工位加工装置2和右工位加工装置3，用于分别驱动左工位加工装置2和右工位加工装置3在竖直和水平方向滑动的次竖直驱动装置4和次水平驱动装置5，以及用于控制左工位加工装置2、右工位加工装置3、次竖直驱动装置4和次水平驱动装置5的控制器；所述次水平驱动装置5安装于次竖直驱动装置4的动力输出端上，所述左工位加工装置2和右工位加工装置3安装于次水平驱动装置5的动力输出端上；所述左工位加工装置2和右工位加工装置3均包括固定安装于平台1上表面的夹具6，设于夹具6的上方且可滑动安装于次水平驱动装置5上的主水平驱动装置7，可滑动安装于主水平驱动装置7的主竖直往复驱动装置8，以及安装于主竖直往复驱动装置8上的加工电极组件9；所述加工电极组件9包括固定安装于主竖直往复驱动装置8上的连接架10，可旋转安装于连接架10上的卷盘11，绕接在卷盘11上的薄片12，以及用于夹持薄片12的夹持脚13，所述夹持脚13上开有竖直通孔，所述薄片12从上到下可滑动套设于竖直通孔内，所述薄片12伸出竖直通孔的下端，且夹持脚13上设有用于将薄片12固定在夹持脚13上的锁定件，所述薄片12为导电金属材料。

发动机连杆10安装在夹具6上，能提供连杆的快速安装与定位，操作方便，也便于后续切槽加工。左工位加工装置2和右工位加工装置3上都有卷盘11用于储存带状的薄片12。每个卷盘11通过连接架10与相应的夹持脚13固定连结。带状的薄片12通过夹持脚13上的竖直通孔穿过并伸出夹持脚13的下端，然后可以通过锁定件将薄片12锁紧固定在夹持脚13上。

在机器运作前查看薄片12的损耗情况，如果已经不能达到加工精度要求时，可把夹持脚13下部的锁定件松开，抽出损耗过的金属带状薄片12，直到拉出损耗的部分，然后锁定锁定件，再剪断损耗过的薄片12带，工位能单个或同时双工位进行加工互不影响，即本发明的卷盘11不仅能够储存带状薄片12还能在夹持脚13下端抽出损耗的薄片12进行更换，告别传统的穿丝的方式，本发明的夹持脚13伸入到发动机连杆大头孔切槽加工一次成型，加工更加快速，加工效率高。

本结构采用夹持脚13夹持并张紧带状金属薄片12作为电火花加工的阴极，摆脱了传统的电极丝加工，不再使用储丝桶，结构更加简单，制造成本低。在加工时，控制器控制主竖直往复驱动装置8带动加工电极组件9在竖直方向做变速度的持续往复运动。薄片12在夹持脚13夹持张紧下做竖直方向持续往复运动的同时和向水平方向的切槽加工形成复合加工，竖直方向的持续往复是切槽加工的辅助运动，便于放电和排屑。往复的频率在一定范围内可以根据实际加工过程中金属薄片12损耗的程度在控制器中进行更改，避免在薄片12的一个地方持续放电。

所述次竖直驱动装置4包括第一电机14、第一丝杆15、第一螺母、第一导轨16和第一滑块161，所述第一丝杆15竖直设置，所述第一螺母与第一丝杆15传动连接，所述第一滑块161可滑动安装于第一导轨16上，且第一滑块161固定安装于次水平驱动装置5上，所述第一丝杆15与第一电机14的转轴连接。工作时，第一电机14驱动第一丝杆15带动第一螺母滑动，从而带动次水平驱动装置5在竖直方向上滑动。

所述次水平驱动装置5包括支撑板17、第二电机18、第二丝杆181、第二螺母、第二导轨19和第二滑块，所述第二丝杆181水平设置，所述第二电机18固定安装于支撑板17上，所述第二螺母与第二丝杆181传动连接，所述第二滑块可滑动安装于第二导轨19上，且第二滑块固定安装于主水平驱动装置7上，所述第二丝杆181与第二电机18的转轴连接。在工作时，第二电机18驱动第二丝杆181带动第二螺母滑动，从而带动主水平驱动装置7在水平方向上滑动。

所述主水平驱动装置7包括底板20、第三电机21、第三丝杆211、第三螺母、第三导轨22和第三滑块，所述第三丝杆211水平设置，所述第三电机21固定安装于底板20上，所述第三螺母与第三丝杆211传动连接，所述第三滑块可滑动安装于第三导轨22上，且第在第三滑块固定安装于主竖直往复驱动装置8上，所述第三丝杆211与第三电机21的转轴连接。在工作时，第三电机21驱动第三丝杆211带动第三螺母滑动，从而带动主竖直往复驱动装置8在水平方向上滑动。

所述主竖直往复驱动装置8包括安装板221、第四电机23、第四丝杆、第四螺母、第四导轨24和第四滑块，所述第四丝杆竖直设置，所述第四电机23固定安装于安装板221上，所述第四螺母与第四丝杆传动连接，所述第四滑块可滑动安装于第四导轨24上，且第四滑块固定安装于连接架10上，所述第四丝杆与第四电机23的转轴连接。在工作时，第四电机23驱动第四丝杆带动第四螺母滑动，从而带动加工电极组件9在竖直方向上滑动。

所述锁定件为螺纹连接件，所述夹持脚13的底部开有与螺纹连接件螺纹连接的螺纹孔；在锁定件锁定薄片12时，所述螺纹连接件顶压薄片12。通过拧紧螺纹连接件可以将薄片12紧固在夹持脚13上，而反向拧转螺纹连接件则可以将薄片12从夹持脚13上松开。

所述控制器与上位机通信连接，通过上位机控制左工位加工装置2、右工位加工装置3、次竖直驱动装置4和次水平驱动装置5的工作状态而实现远程控制。所述控制器为单片机或PLC。

所述夹具6包括固定座25，可滑动安装于固定座25上的顶块26，与顶块26连接的销钉27，以及套设于销钉27上且与两端分别顶压顶块26和固定座25的弹性件，在连杆安装于固定座25上时，所述弹性件将顶块26顶压于连杆上。顶块26为V型形状。用手拉着销钉27，然后把发动机连杆放在固定座25上，连杆大头孔与前面的连杆大头定位件271定位安装，然后手松掉销钉27。在弹性件的作用下，顶块26的V型槽向前压紧连杆。

所述次竖直驱动装置4通过滑轮28与配重块连接，以减轻第一丝杆15所承受的重力，从而减轻磨损，增加安全系数。

本发明的工作原理：

当加工机器，设备环境等外在条件都准备就绪时可进行设备的加工操作。首先是发动机连杆的安装，用手拉着销钉，把发动机连杆放在夹具上，连杆大头孔与前面的连杆大头定位件271定位安装，手松掉销钉。在弹性件的作用下，顶块就会往前压紧连杆10，从而利用V型槽定位压紧连杆10。

在机器运作前查看薄片的损耗情况，如果已经不能达到加工精度要求时，需要把加持脚下面的张紧螺丝松开，从底下抽出损耗过的金属带状薄片，直到拉出损耗的部分，然后上紧张紧螺丝，剪断损耗过的薄片带。

对于加工前应该先对中，使工位横向方位即一个工位的一对夹持脚左右方位应该先处于连杆大头孔的左右方位正中间。通过上位机控制次水平驱动装置动作而实现夹持脚的对中。然后通过上位机控制主竖直往复驱动装置工作，使夹持脚能够实现在规定的距离下以一定的速度上下往复的运动。然后通过上位机控制的次竖直驱动装置工作，以升降到合适的距离。最后通过上位机打开冲液水泵和控制主水平驱动装置工作，实现夹持脚能够同时向左右方向运动切槽加工。

以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (6)

1.一种双工位薄片切割连杆裂解槽装置，其特征在于，包括平台，安装于平台上的左工位加工装置和右工位加工装置，用于分别驱动左工位加工装置和右工位加工装置在竖直和水平方向滑动的次竖直驱动装置和次水平驱动装置，以及用于控制左工位加工装置、右工位加工装置、次竖直驱动装置和次水平驱动装置的控制器；所述次水平驱动装置安装于次竖直驱动装置的动力输出端上，所述左工位加工装置和右工位加工装置安装于次水平驱动装置的动力输出端上；所述左工位加工装置和右工位加工装置包括固定安装于平台上表面的夹具，设于夹具的上方且可滑动安装于次水平驱动装置上的主水平驱动装置，可滑动安装于主水平驱动装置的主竖直往复驱动装置，以及安装于主竖直往复驱动装置上的加工电极组件；所述加工电极组件包括固定安装于主竖直往复驱动装置上的连接架，可旋转安装于连接架上的卷盘，绕接在卷盘上的薄片，以及用于夹持薄片的夹持脚，所述夹持脚上开有竖直通孔，所述薄片从上到下可滑动套设于竖直通孔内，所述薄片伸出竖直通孔的下端，且夹持脚上设有用于将薄片固定在夹持脚上的锁定件，所述薄片为导电金属材料；

所述次竖直驱动装置包括第一电机、第一丝杆、第一螺母、第一导轨和第一滑块，所述第一丝杆竖直设置，所述第一螺母与第一丝杆传动连接，所述第一滑块可滑动安装于第一导轨上，且第一滑块固定安装于次水平驱动装置上，所述第一丝杆与第一电机的转轴连接；

所述次水平驱动装置包括支撑板、第二电机、第二丝杆、第二螺母、第二导轨和第二滑块，所述第二丝杆水平设置，所述第二电机固定安装于支撑板上，所述第二螺母与第二丝杆传动连接，所述第二滑块可滑动安装于第二导轨上，且第二滑块固定安装于主水平驱动装置上，所述第二丝杆与第二电机的转轴连接；

所述主水平驱动装置包括底板、第三电机、第三丝杆、第三螺母、第三导轨和第三滑块，所述第三丝杆水平设置，所述第三电机固定安装于底板上，所述第三螺母与第三丝杆传动连接，所述第三滑块可滑动安装于第三导轨上，且第三滑块固定安装于主竖直往复驱动装置上，所述第三丝杆与第三电机的转轴连接；

所述主竖直往复驱动装置包括安装板、第四电机、第四丝杆、第四螺母、第四导轨和第四滑块，所述第四丝杆竖直设置，所述第四电机固定安装于安装板上，所述第四螺母与第四丝杆传动连接，所述第四滑块可滑动安装于第四导轨上，且第四滑块固定安装于连接架上，所述第四丝杆与第四电机的转轴连接。

2.根据权利要求1所述的一种双工位薄片切割连杆裂解槽装置，其特征在于，所述锁定件为螺纹连接件，所述夹持脚的底部开有与螺纹连接件螺纹连接的螺纹孔；在锁定件锁定薄片时，所述螺纹连接件顶压薄片。

3.根据权利要求1所述的一种双工位薄片切割连杆裂解槽装置，其特征在于，所述控制器与上位机通信连接，通过上位机控制左工位加工装置、右工位加工装置、次竖直驱动装置和次水平驱动装置的工作状态而实现远程控制。

4.根据权利要求1所述的一种双工位薄片切割连杆裂解槽装置，其特征在于，所述夹具包括固定座，可滑动安装于固定座上的顶块，与顶块连接的销钉，以及套设于销钉上且与两端分别顶压顶块和固定座的弹性件，在连杆安装于固定座上时，所述弹性件将顶块顶压于连杆上。

5.根据权利要求1所述的一种双工位薄片切割连杆裂解槽装置，其特征在于，所述次竖直驱动装置通过滑轮与配重块连接。

6.根据权利要求1或3所述的一种双工位薄片切割连杆裂解槽装置，其特征在于，所述控制器为单片机或PLC。

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