[发明专利]曲轴飞轮同钻铰孔的全回转自动定位加工设备及方法

说明书

一种曲轴飞轮同钻铰孔的全回转自动定位加工方法，采用包括有涨紧机构、旋转机构、轴向进退机构、定位固定机构、两径向调节机构、配重块和轻型镗孔机的全回转自动定位加工设备，通过涨紧机构将设备与曲轴中心孔相连，通过轴向进退机构和径向调节机构调整镗孔机工作位置，通过定位固定机构固定镗孔机，采用合适的刀具和切削参数，对刀后对同钻铰孔进行加工，通过旋转机构逐步地带动轻型镗孔机绕曲轴中心孔旋转，逐一地对位于曲轴圆周上所有的同钻铰加工孔进行加工，过程中配重块对整体全回转自动定位加工设备进行力平衡。本发明具有可自动回转加工、操作简单、作业高效、成孔精度高及成本低等优点，广泛适用船用柴油机曲轴与飞轮或其他类似配合形式部件的同钻铰孔加工操作。

技术领域

本发明涉及一种船用低速柴油机的加工工艺装备及方法，特别涉及一种采用轻型镗孔机的曲轴飞轮同钻铰孔的全回转自动定位加工设备及方法，属于机械制造技术领域。

背景技术

曲轴作为船用低速柴油机主机的核心部件对于动力输出起着至关重要的作用。船用低速柴油机的构件都是大型零件，其体积十分庞大，主机的缸径从600mm至980mm不等，重量更是达到了200～300t。

曲轴上的连接部件根据不同的主机配置而各不相同，通常曲轴需根据机型要求与飞轮、链轮(非缸套式)和前端平衡块相连。在转动过程中，飞轮和平衡块能够利用自身的重量克服主机产生的振动，同时，通过飞轮与盘车机的啮合使曲轴在主机停车时也能够继续转动，而链轮则是起到由链传动将活塞产生的动能转换至曲轴上的输出能的关键作用。上述这些连接部件与曲轴都是通过紧配螺栓以冷套方式相连接，因而对于连接孔的孔位要求非常严格，一旦由于细微的错位而导致螺栓卡死便会引发一连串的废返代价。请参阅图1和图2，飞轮2 通过以冷套方式穿置于连接孔中的紧配螺栓1与曲轴3连接。

目前连接孔加工的主要方式可分为两种：1、曲轴钻模板方式，2、曲轴预钻孔方式。两者的差别在于，前者在加工后能够直接安装，而后者需后期装配时再加工。

钻模板加工方式中，曲轴装配前虽然不必再加工，但有时也存在装配时连接孔出现微小偏差的问题，并且该方式的加工成本也较高。

预钻孔加工方式中，曲轴与飞轮连接前须对曲轴和飞轮上相应的预钻孔进行同钻铰，即在同一工序中对两构件上相对应的预钻孔同时完成钻铰加工，目前同钻铰加工一般依赖摇臂钻床或直接使用轻型镗孔机。

使用摇臂钻床进行同钻铰加工的精度和效率都相对较高，并且还可以在360°方向上加工与水平面平行或有夹角的孔，但是这种方式仍然存在以下缺陷：

1、由于曲轴本体重量较大，因此在摇臂钻床上进行工件起吊、定位、固定、翻转等操作都较为困难；

2、钻孔前后，曲轴需通过两次转运后才能往返于摇臂钻工作平台与曲轴飞轮安装区域，因此对转运设备的载荷能力等要求很高；

3、摇臂钻床需由经考试合格取证后的专业人员操作，其必须熟悉设备结构性能方能独立操作，此外设备维护也需要借助专业人员，所以采用摇臂钻床进行同钻铰加工对作业人员适岗性存在一定局限；

4、整套摇臂钻设备投产以及台位铺设费用相对较高，使用过程中需对整套设备的润滑系统、冷却系统、主轴进刀箱及电路系统等做定期维护，因而设备的前期投入和后期投入均较高；

5、摇臂钻床需占用的场地面积较大，且无法实现灵活、方便的移动作业，只能将工件运至机床前进行加工。

使用轻型镗孔机直接进行同钻铰加工需要按照预钻孔的分布调整机位逐一操作，因此操作时的孔位调整工序、对刀工序都需占用起重设备，一般一台机需半天到一天时间，从而造成设备占用时间的大量浪费。

从目前技术水平情况来看，既能达到类似摇臂钻的操作模式，同时又可兼顾设备体积较小，且能达到钻孔精度、操作轻便、作业高效、通用性高的技术设备尚属空白。

发明内容