[发明专利]发动机连杆初始裂解槽激光加工设备

说明书

技术领域

本发明涉及裂解连杆大头孔初始裂解槽激光加工专用设备。

背景技术

连杆裂解加工办法是发动机连杆制造加工的最新技术。裂解连杆首要是在连杆大头孔内中心线上加工两条初始裂解槽，形成应力集中源，然后在专用裂解设备上对大头孔施加水平方向裂解力，将连杆盖与连杆杆身断裂剖分开，最后再将杆与盖用螺栓要求的扭矩值连接在一起并进行后续精加工。对于裂解连杆初始裂解槽的加工，从早期公开的专利到目前出现的加工办法与设备主要有电子束淬火使局部脆化，机械拉削和激光加工。目前公开的涉及连杆初始裂解槽加工的专利有：美国专利US1630759、US4693139、US2553935建议采用机械拉削加工裂解槽；US5974633和GB2320308、US5208979、DE19534360建议采用YAG固体激光器加工及相应的专用设备。国内关于裂解槽激光加工方法及其设备专利为CN1559744A。

机械拉削加工裂解槽方法存在裂解槽加工尺寸不稳定，深度公差大，拉刀维护频繁等缺点，这可能导致裂解工序上出现出现掉渣面积大，掉渣比例高，大头孔变形大等影响裂解连杆产品精度和表面质量的缺陷。激光加工具有加工尺寸好，重复精度高，加工效率高等优点，因而激光加工裂解槽成为主要的发展趋势。

连杆大头孔内中心两侧均需要加工裂解槽，目前YAG固体激光加工裂解槽设备大部分均采用单激光喷嘴激光头，当切割完成一侧的裂解槽后，需激光喷嘴回转一固定角度，才能完成另一裂解槽的切割，因此具有单激光喷嘴的激光加工裂解槽设备需专门的激光头回转机构。以上专利建议的激光加工裂解槽设备均采用齿轮齿条机构或双滑块机构将液压缸的直线运动转换为圆周运动，用来驱动激光头的回转，若要激光头精确回转，需刚性定位机构，这样会不可避免的产生振动与冲击，对激光加工裂解槽的质量不利。

发明内容

本发明的目的是针对目前国内外裂解连杆初始裂解槽加工存在的缺点及影响裂解连杆产品质量的问题提出一种改进的发动机连杆初始裂解槽激光加工设备。

本发明的上述目的可通过以下技术方案实现，结合附图说明如下：

一种发动机连杆初始裂解槽激光加工设备，由机械系统、气动系统和控制系统组成，其特征在于，所述的机械系统包括主机机架6、滑块机构、激光切割头摆动机构、工件定位机构和工件上下料机构，滑块机构通过直线导轨安装于主机机架6上，并与主机机架6沿z轴方向做相对滑动，激光切割头摆动机构固定在滑块4上，工件上下料机构固定在主机机架6上，工件定位机构与工件上下料机构固定连接，所述的滑块机构包括滚珠丝杠8、直线导轨I5、滑块4和交流伺服电机7，交流伺服电机7和直线导轨I5均安装在主机机架6上，滚珠丝杠8通过联轴器与交流伺服电机7主轴相连接，滚珠丝杠8螺母座与滑块4固定连接，滑块4通过滚珠丝杠8由交流伺服电机7驱动沿z轴方向作精确运动。

所述的激光切割头摆动机构包括支撑架17、旋转轴20、摆动块体18、摆动块体支撑座16、带有行星齿轮减速器的交流伺服电机III21、交流伺服电机支撑座19和联轴器22部件，带有行星齿轮减速器的交流伺服电机III21主轴与旋转轴20用联轴器22固连；旋转轴20与摆动块体18经平键连接，激光切割头12通过螺栓装于摆动块体18上，激光切割头12自身旋转导向机构中的导向杆9通过导向体23与直线导轨II10相连接，直线导轨II10安装于滑块4上。

所说的工件上下料机构包括交流伺服电机I3、沿x方向运动的横向运动机构15、沿y方向运动的纵向运动机构14和工件上下料机构底座2，所述的横向运动机构15和纵向运动机构14均由底座、直线导轨和滑块组成，与定位板13固连的横向运动机构滑块由交流伺服电机I3通过滚珠丝杠驱动沿x方向作精确横向运动，横向运动机构15与纵向运动机构14的滑块固连在一起，驱动纵向运动机构滑块由气缸30驱动沿y方向作纵向运动，并由调整块29、定位块28组成的定位机构精确定位，纵向运动机构14与工件上下料机构底座2固连，工件上下料机构底座2安装在主机机架6上。

所说的工件定位机构通过定位板13与工件上下料机构固连，工件定位机构包括连杆大头孔定位块25、连杆小头孔定位块26、定位板13和沿x方向作横向调整的小头定位板27组成，连杆大头孔定位块25固连在定位板13上，小头定位板27在定位板13上沿x方向作横向调整，连杆小头孔定位块26在小头定位板27上沿y方向作纵向调整，小头定位板27与定位板13之间，连杆小头孔定位块26与小头定位板27之间均采用T型槽螺栓连接，用于不同直、斜连杆大小头中心距、连杆大头孔与小头孔中心角度的调整。

本发明具有以下技术特点：