專利名稱：一種變參數曲軸修正拋光方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于曲軸的修正、拋光方法及裝置。
背景技術：
在曲軸的生產過程中，軸頸拋光是一項非常重要的工序，它直接影響產品的使用性能，現有的拋光機具，包括驅動曲軸轉動的機床、隨動夾持裝置、設于隨動夾持裝置上的兩個拋光壓頭、設于兩個拋光壓頭之間的砂帶，兩個拋光壓頭對稱設于曲軸軸頸的兩側并由曲軸軸頸帶動作往復擺動；該裝置只能針對提高軸頸表面粗糙度進行作業，無法對軸頸圓度誤差進行修正，而且對軸頸圓角和軸頸側面的拋光均難以實施；而在軸頸加工成形中，不管采用什么方式磨削，軸頸總會產生不同程度的圓度誤差，特別是大型曲軸的加工，其軸頸更容易出現圓度誤差，雖然誤差都很小，但是，對于軸頸的加工來說，圓度誤差是越小越好，有的工件因圓度誤差超差很少，不可能重新上磨床磨削，又必須加工到要求尺寸，便成了一個不小的加工難題，現有的拋光設備無法克服；如何在拋光工序中提高軸頸表面粗糙度的同時，對曲軸軸頸圓度誤差進行有效的修正以及對軸頸圓角、止推軸頸兩側面進行拋光，一直是曲軸加工行業的研究課題。
發明內容
本發明的目的是針對現有技術存在的上述不足，提供一種變參數曲軸修正拋光裝置及方法，它不僅能對曲軸軸頸圓度誤差進行準確的修正及拋光，還能對軸頸圓角、止推軸頸兩側面進行拋光，且加工效率高，解決了曲軸加工行業多年的難題。為達到上述目的，本發明的一種變參數曲軸修正拋光裝置，包括驅動曲軸轉動的機床、隨動夾持裝置、設于隨動夾持裝置上的兩個拋光壓頭，兩個拋光壓頭對稱設于曲軸軸頸的兩側，其特征在于每個拋光壓頭均包括基座、固聯于基座內的一個加壓氣囊和至少兩個拋光氣囊，氣囊為韌性材質，如橡膠，加壓氣囊位于拋光氣囊之間，加壓氣囊和拋光氣囊的外端位于各自的基座外并呈弧形排列，加壓氣囊和拋光氣囊的外端面均為弧形，在基座上均固聯有包覆加壓氣囊和拋光氣囊外端面的砂帶，拋光氣囊通過各自設于基座內的氣路及外接管路與拋光氣源相連，加壓氣囊通過各自設于基座內的氣路與外接管路相連，該外接管路設有兩支路分別與拋光氣源和修正氣源相連，并在兩支路的交匯處設有自動控制閥，修正氣源的氣壓大于拋光氣源的氣壓；在隨動夾持裝置或兩個拋光壓頭上還設有圓度檢測傳感器測頭，在機床床身上設有檢測機床主軸或曲軸的轉速傳感器，自動控制閥、圓度檢測傳感器和轉速傳感器均與工控機相連。適用于上述裝置的變參數曲軸修正拋光方法，包括以下步驟:1)裝夾:將曲軸兩端裝夾于機床上，將兩個拋光壓頭和圓度檢測傳感器測頭置于曲軸軸頸的四周；2)失圓修正:將拋光壓頭內的拋光氣囊和加壓氣囊與拋光氣源接通，加壓氣囊位于拋光氣囊之間，使得所有氣囊外端的砂帶緊貼曲軸軸頸，啟動機床使得曲軸以較低的轉速旋轉；圓度檢測傳感器檢測出軸頸外圓周的圓度誤差并反饋給工控機，當檢測到外圓周某處的圓度誤差超過預設值，工控機通過轉速傳感器計算出該處經過其后方加壓氣囊的時間，并延時控制該加壓氣囊外接管路上的自動控制閥，將加壓氣囊與修正氣源接通，增加加壓氣囊內的壓強并保持相應的時段，以加大對應處砂帶對外圓周的壓力，磨削掉外圓周上的高點；當圓度誤差低于預設值的外圓周段經過加壓氣囊時，工控機通過自動控制閥將加壓氣囊與拋光氣源接通，使其與拋光氣囊內的壓強一致；重復上述過程，直至有圓度誤差均低于預設值；3)拋光作業:當圓度檢測傳感器在線檢測到所有圓度誤差均低于預設值，機床以較高的轉速帶動曲軸旋轉，工控機通過自動控制閥使得加壓氣囊與拋光氣源接通，與拋光氣囊內的壓強一致，砂帶對軸頸進行拋光，直至達到表面粗糙度要求。本發明在失圓修正時，通過對加壓氣囊加壓，使其高于兩側拋光氣囊內的壓強，此時兩側拋光氣囊對軸頸的壓力不僅在徑向起到夾持軸頸的作用，以保證加壓氣囊通過砂帶對圓周高點實施準確、穩定的磨削，而且同時對軸頸進行拋光，可減少后續拋光作業的時間，提高加工效率；本發明利用氣動能瞬時完成加壓或卸壓的性能，配合在線檢測技術，能對軸頸圓周進行準確的失圓修正；
作為本發明變參數曲軸修正拋光裝置的進一步改進，所述加壓氣囊和兩個拋光氣囊的外端轉角處均設有圓角，砂帶還包覆加壓氣囊和兩個拋光氣囊外端部的四側面；在失圓修正和拋光作業的工序中，通過氣囊和砂帶還能對軸頸圓角和止推軸頸兩側面進行拋光；
綜上所述，本發明不僅能對曲軸軸頸圓度誤差進行準確的修正及拋光，還能對軸頸圓角、止推軸頸兩側面進行拋光，且加工效率高，解決了曲軸加工行業多年的難題。
圖1為本發明修正拋光裝置實施例中隨動夾持裝置的主視圖。圖2為圖1中兩個拋光壓頭的主視圖。圖3為圖2的A-A剖面圖。圖4為隨動夾持裝置另一實施例的結構示意圖。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發明作進一步詳細的說明。如圖1至圖3所示,該變參數曲軸修正拋光裝置,包括驅動曲軸轉動的機床(未示出，如車床)、隨動夾持裝置1、設于隨動夾持裝置I上的兩個拋光壓頭8，隨動夾持裝置I包括上壓臂5、下壓臂9、油缸2、導軌10和擋架3，上壓臂5和下壓臂9在中部通過銷軸4鉸接，油缸2的兩端分別與上壓臂5和下壓臂9的后端鉸接，下壓臂9安裝有與導軌10配合的滾輪11，擋架3呈倒U形，其兩端固定在導軌10的兩側；兩個拋光壓頭8分別固定在上壓臂5和下壓臂9的前端，并對稱設于曲軸軸頸7的兩側，每個拋光壓頭8均包括基座12、粘接固聯于基座12內的兩個拋光氣囊14和一個加壓氣囊13，氣囊13、14均為韌性材質，如橡膠，加壓氣囊13位于兩個拋光氣囊14之間，加壓氣囊13和兩個拋光氣囊14的外端轉角處均設有圓角并位于各自的基座12外，加壓氣囊13和兩個拋光氣囊14的外端面均為弧形，加壓氣囊13和兩個拋光氣囊14在徑向面上呈弧形排列，在基座12上均固聯有包覆加壓氣囊13和兩個拋光氣囊14外端部及四側面的砂帶15，兩個拋光氣囊14通過各自設于基座12內的氣路17及外接管路與拋光氣源(如氣站或中壓氣瓶)相連，加壓氣囊13通過各自設于基座12內的氣路16與外接管路相連，該外接管路設有兩支路分別與拋光氣源和修正氣源(如高壓氣瓶)相連，并在兩支路的交匯處設有自動控制閥(未示出);在兩個拋光壓頭8上還設有與拋光壓頭間隔排列的圓度檢測傳感器的兩個測頭18，在機床床身上設有檢測機床主軸或曲軸的轉速傳感器(未示出)，自動控制閥、圓度檢測傳感器和轉速傳感器均與工控機(未示出)相連。適用于上述裝置的變參數曲軸修正拋光方法，包括以下步驟:1)裝夾:將曲軸兩端裝夾于機床上，將兩個拋光壓頭8和兩個圓度檢測傳感器測頭18對稱置于曲軸軸頸7的四周；2)失圓修正:將拋光壓頭8內的拋光氣囊14和加壓氣囊13與拋光氣源接通，使得所有氣囊外端的砂帶15緊貼曲軸軸頸7，啟動機床使得曲軸以較低的轉速旋轉；圓度檢測傳感器通過兩個測頭18檢測出軸頸外圓周的圓度誤差并反饋給工控機，當檢測到外圓周某處的圓度誤差超過預設值，工控機通過轉速傳感器計算出該處經過其后方加壓氣囊13的時間，并延時控制該加壓氣囊外接管路上的自動控制閥，將加壓氣囊13與修正氣源接通，增加加壓氣囊13內的壓強并保持相應的時段，以加大對應處砂帶對外圓周的壓力，磨削掉外圓周上的高點；當圓度誤差低于預設值的外圓周段經過加壓氣囊13時，工控機通過自動控制閥將加壓氣囊13與拋光氣源接通，使其與拋光氣囊14內的壓強一致；重復上述過程，直至有圓度誤差均低于預設值；3)拋光作業:當圓度檢測傳感器在線檢測到所有圓度誤差均低于預設值，機床以較高的轉速帶動曲軸旋轉，工控機通過自動控制閥使得加壓氣囊13與拋光氣源接通，與拋光氣囊14內的壓強一致，砂帶15對軸頸7進行拋光，直至達到表面粗糙度要求。本發明在失圓修正時，通過對加壓氣囊13加壓，使其高于兩側拋光氣囊14內的壓強，此時兩側拋光氣囊14對軸頸7的壓力不僅可起到夾持軸頸的作用，以保證加壓氣囊13通過砂帶15對圓周高點實施準確、穩定的磨削，而且同時對軸頸7及軸頸圓角和止推軸頸兩側面進行拋光，可減少后續拋光作業的時間，提高加工效率；本發明利用氣動能瞬時完成加壓或卸壓的性能，配合在線檢測技術，能對軸頸圓周進行準確的失圓修正。本發明不限于上述實施方式，如拋光壓頭內的拋光氣囊14的數量還可更多，如此可減小加壓氣囊13對應的圓周區域，可提高磨削的準確度；圓度檢測傳感器的測頭18也可安裝在隨動夾持裝置I上；隨動夾持裝置也可采用圖4所示結構，它包括鉸接的曲柄20和連桿21、上壓臂22、下壓臂23、油缸24，上壓臂22和下壓臂23在中部通過銷軸鉸接，油缸24的兩端分別與上壓臂22和下壓臂23的后端鉸接，油缸24還與連桿21鉸接，兩個拋光壓頭可裝于上壓臂22和下壓臂23的前端，該結構同樣可使得兩個拋光壓頭由軸頸帶動作往復的擺動；只要采用本申請權利要求1或3所述的技術方案，均落入本專利的保護范圍。
權利要求
1.一種變參數曲軸修正拋光裝置，包括驅動曲軸轉動的機床、隨動夾持裝置、設于隨動夾持裝置上的兩個拋光壓頭，兩個拋光壓頭對稱設于曲軸軸頸的兩側，其特征在于每個拋光壓頭均包括基座、固聯于基座內的一個加壓氣囊和至少兩個拋光氣囊，加壓氣囊位于拋光氣囊之間，加壓氣囊和拋光氣囊的外端位于各自的基座外并呈弧形排列，加壓氣囊和拋光氣囊的外端面均為弧形，在基座上均固聯有包覆加壓氣囊和拋光氣囊外端面的砂帶，拋光氣囊通過各自設于基座內的氣路及外接管路與拋光氣源相連，加壓氣囊通過各自設于基座內的氣路與外接管路相連，該外接管路設有兩支路分別與拋光氣源和修正氣源相連，并在兩支路的交匯處設有自動控制閥，修正氣源的氣壓大于拋光氣源的氣壓；在隨動夾持裝置或兩個拋光壓頭上還設有圓度檢測傳感器測頭，在機床床身上設有檢測機床主軸或曲軸的轉速傳感器，自動控制閥、圓度檢測傳感器和轉速傳感器均與工控機相連。
2.如權利要求1所述的一種變參數曲軸修正拋光裝置，其特征在于所述加壓氣囊和拋光氣囊的外端轉角處均設有圓角，砂帶還包覆加壓氣囊和拋光氣囊外端部的四側面。
3.一種變參數曲軸修正拋光方法，其特征在于包括以下步驟:1)裝夾:將曲軸兩端裝夾于機床上，將兩個拋光壓頭和兩個圓度檢測傳感器測頭置于曲軸軸頸的四周；2)失圓修正:將拋光壓頭內的拋光氣囊和加壓氣囊與拋光氣源接通，加壓氣囊位于拋光氣囊之間，使得所有氣囊外端的砂帶緊貼曲軸軸頸，啟動機床使得曲軸以較低的轉速旋轉；圓度檢測傳感器檢測出軸頸外圓周的圓度誤差并反饋給工控機，當檢測到外圓周某處的圓度誤差超過預設值，工控機通過轉速傳感器計算出該處經過其后方加壓氣囊的時間，并延時控制該加壓氣囊外接管路上的自動控制閥，將加壓氣囊與壓力更大的修正氣源接通，增加加壓氣囊內的壓強并保持相應的時段，以加大對應處砂帶對外圓周的壓力，磨削掉外圓周上的高點；當圓度誤差低于預設值的外圓周段經過加壓氣囊時，工控機通過自動控制閥將加壓氣囊與拋光氣源接通，使其與拋光氣囊內的壓強一致；重復上述過程，直至有圓度誤差均低于預設值；3)拋光作業:當圓度檢測傳感器在線檢測到所有圓度誤差均低于預設值，機床以較高的轉速帶動曲軸旋轉，工控機通過自動控制閥使得加壓氣囊與拋光氣源接通，與拋光氣囊內的壓強一致，砂帶對軸頸進行拋光，直至達到表面粗糙度要求。
4.如權利要求3所述的一種變參數曲軸修正拋光方法,其特征在于:將拋光壓頭內的加壓氣囊和拋光氣囊與砂帶相鄰的外端轉角處均設為圓角，在失圓修正和拋光作業的工序中，通過氣囊和砂帶對軸頸圓角進行拋光。
全文摘要
本發明公開了一種變參數曲軸修正拋光裝置及方法，修正拋光裝置包括驅動曲軸轉動的機床、隨動夾持裝置、兩個拋光壓頭，每個拋光壓頭均包括基座、固聯于基座內的至少兩個拋光氣囊和一個加壓氣囊，加壓氣囊位于拋光氣囊之間，氣囊的外端均位于各自的基座外并呈弧形排列，其外端面均為弧形，在基座上均固聯有砂帶，拋光氣囊與拋光氣源相連，加壓氣囊通過外接管路上的自動控制閥與拋光氣源和修正氣源相連；在隨動夾持裝置或兩個拋光壓頭上還設有圓度檢測傳感器，在機床上設有轉速傳感器，自動控制閥、圓度檢測傳感器和轉速傳感器均與工控機相連。本發明不僅能對曲軸軸頸圓度誤差進行準確的修正及拋光，還能對軸頸圓角、止推軸頸兩側面進行拋光，加工效率高。
文檔編號B24B21/02GK103158046SQ201310108739
公開日2013年6月19日 申請日期2013年4月1日 優先權日2013年4月1日
發明者張雄偉 申請人:內江富晟機械有限公司