[发明专利]一种虚拟加工的曲轴几何定心加工工艺及装备

说明书

本发明公开了一种虚拟加工的曲轴几何定心加工工艺及装备，装备包括伺服控制系统，套刀，钻孔刀，扫描仪和定心夹具。曲轴毛坯通过定心夹具固定后安装在机床上的套刀车端面，用扫描仪将扫描模型导入开发的曲轴动平衡分析软件得出使曲轴动不平衡量最小打孔中心位置，得到夹具需要调整的位置，定心夹具实现两个自由度的调节，实现曲轴姿态调节，调节后的位置保存到伺服控制系统中随时调用。对一批新需加工曲轴件，用抽样法、概率学方法得出某一合格率，得出夹具需要调整的最优位置；对已经开发的产品，直接从数据库中调出数据到伺服控制系统中，自动调整夹具位置；同时，支持传统定位方式调整夹具位置打中心孔。

技术领域

本发明属于机械加工技术领域，具体涉及一种虚拟加工的曲轴几何定心加工工艺及装备。

背景技术

中心孔是曲轴加工工序的基准，其精度对后续工序产生很大的影响，尤其是动平衡工序和各加工表面余量分布。所以，准确定心可使加工件的不平衡量大大降低，有利于提高成品率和生产效率，显著提升经济效益。

现有机床设备具备双侧打中心孔功能，位置调节是通过垫片调整两侧V型块平面内的位置实现，存在以下问题：位置调节困难，对工人经验的依赖程度大；无法精确调整，调整误差一般为0.2-0.5mm；换型时间长，换型后需要重新调节位置；离线测量调整效果差，操作步骤多，不确定因素较多等。

针对曲轴定心钻孔的问题，设计了一种定心夹具，可以实现两个方向的位置调节，通过伺服控制系统自动微调V型夹具块在导轨上滑移至定心位置，达到准确定心的目的。在产品型号更换过程后通过调用原始数据以恢复位置，使定心调节更加高效方便。

发明内容

曲轴准确定心是根据虚拟加工曲轴模拟结果，设计平面伺服定心夹具，保证在打中心孔工艺对两端精确调整，并与伺服控制系统相关联，自动调节到给定位置，无需进行离线测量。

为实现上述目的，本发明技术方案如下：

一种虚拟加工的曲轴几何定心加工工艺及装备，装备包括伺服控制系统1，套刀2，钻孔刀3，扫描仪4，和定心夹具5。其特征在于：定心夹具5可以实现两个自由度（x方向和y方向）的调节，从而实现曲轴的姿态调节；曲轴毛坯通过定心夹具5固定后可直接通过安装在机床上的套刀2车出端面，并用扫描仪4进行扫描，将扫描的模型数据导入开发的曲轴动平衡分析软件，计算得到曲轴动不平衡量最小的打孔中心位置，进而得到夹具5需要调整的位移值，用钻孔刀3打中心孔；夹具5的位置可以保存到伺服控制系统1中，方便随时调用。

此设备可实现3种操作模式：1）对于一批新的需加工的曲轴件，用抽样法抽取适当的件数，对抽取试样的端面进行车削并扫描试样，通过曲轴动平衡分析软件得出夹具最优位置，并通过概率学的方法得出加工这一批次曲轴满足某一合格率，夹具需要调整的最优位置，从而大大缩短了新产品的开发周期。2）对于已经开发的产品，可以直接从数据库中调出历史数据到伺服控制系统中，控制系统自动调整夹具位置，大大提高了工作效率。3）支持传统定位方式设定预打孔位置，存入历史数据中；进入加工调试环节，根据经验确定中心孔位置补偿量，调用历史数据并叠加补偿量，伺服控制系统自动调整夹具位置，位置调节过程所用时间短，大大提高了工作效率。

与现有技术相比，本发明的优点与积极效果是：

①可以根据给定位置，实现自动调节；

②调整精度在0.05mm；

③换型过程只需调用原有数据，恢复位置；

④与控制软件关联，无需离线测量。

附图说明

图1为一种虚拟加工的曲轴几何定心加工装备结构示意图；

1—伺服控制系统，2—套刀，3—钻孔刀，4—扫描仪，5—定心夹具

图2为新产品开发过程流程图；