专利名称：一种大马力中速柴油机曲轴骨牌位的加工用锯切锯床的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种柴油机曲轴骨牌位的加工设备，特别是涉及一种大马力中速 柴油机曲轴骨牌位的加工用锯切锯床。
背景技术：
曲轴是柴油机的核心部件，也是柴油机零件加工中难度较大的零件之一，其中骨 牌位加工普遍采用铣削方法加工，分为粗精铣加工，由于锻坯曲轴骨牌位余量很大，且大马 力中速柴油机曲轴一般较大较重、需要占用较大昂贵的加工设备，加工周期长，因此此种加 工设备投入大，生产效率低，设备使用效率低，对于生产方式基本均为中小批量的大马力中 速柴油机曲轴生产而言，单条曲轴骨牌位加工成本很高。随着锯切工艺技术的不断进步，现行国内外出现了采用锯切加工方法高效去除曲 轴两端工艺位的通用锯床和去除曲轴拐位余量的专用锯床。但其工艺目的仍然基于开料粗 加工等锯床的原有使用用途上，没有从本质上改变锯切工艺性能。
发明内容本实用新型的目的在于，克服现有的锯切锯床存在的缺陷，而提供一种新型结构 的大马力中速柴油机曲轴骨牌位的加工用锯切锯床，提高踞床的几何精度、定位精度从而 提高加工精度，既能够高效去除骨牌位大余量，又可成型加工出骨牌位的周边轮廓，能够实 现预留较小余量精加工轮廓或直接加工成型。本实用新型的目的及解决其技术问题是采用以下的技术方案来实现的。依据本 实用新型提出的一种大马力中速柴油机曲轴骨牌位的加工用锯切锯床，其包括床身部件； 设置于上述床身部件一端的弓型锯梁部件，该弓型锯梁部件包括导向头组件、锯轮及液压 张紧组件、弓形锯梁架组件、锯条驱动电机组件、纵向进给机构、及横向进给机构；该导向头 组件与锯轮及液压张紧组件相连接，用于锯切转向及用于锯条的液压张紧；该弓形锯梁架 组件设置于纵向进给机构上，该纵向进给机构设置于上述床身部件的纵向位置，该横向进 给机构设置于上述床身部件的横向位置；该锯条驱动电机组件用于驱动锯条进行锯切工 作；以及设置于上述床身部件另一端的回转支架部件，该回转支架部件包括角度编码器、 回转支架驱动端、驱动端顶尖卡盘组件、回转支架辅助端组件、辅助端液压锁紧组件、辅助 端驱动液压组件、回转支架驱动电机组件；该角度编码器与驱动端顶尖卡盘组件连接于曲 轴工件的一端；该回转支架辅助端组件与辅助端液压锁紧组件连接于曲轴工件的另一端； 该辅助端驱动液压组件驱动回转支架辅助端沿横向导轨移动。根据本实用新型实施例的锯切锯床，所述弓型锯梁部件还包括与上述导向头组件 相连接的一监控报警纠偏装置，其用于防止锯条锯偏误差，造成工件出现废品情况时发出 报警，同时停止锯切工作，检查锯条的使用情况，纠正原锯切线路，起到监控纠偏作用。根据本实用新型实施例的锯切锯床，所述床身部件按照横向顺序依次是由回转支 架驱动端、辅助端支撑床身及中间床身体组成。[0008]根据本实用新型实施例的锯切锯床，所述纵向进给机构包括纵向直线导轨副、纵 向液压锁紧组件、纵向驱动伺服电机组件、纵向驱动滚珠丝杆组件、纵向液压锁紧组件、纵 向驱动液压组件、及锯条；该纵向直线导轨副设置于中间床身体的纵向位置，用于纵向进给 机构的纵向移动；纵向液压锁紧组件、纵向驱动伺服电机组件、纵向驱动滚珠丝杆组件、及 纵向驱动液压组件联合作用驱动纵向进给机构的纵向进给运动；该锯条连接上述监控报警 纠偏装置，并用于锯切加工曲轴工件。根据本实用新型实施例的锯切锯床，所述向进给机构包括横向直线导轨副、横向 驱动齿轮齿条组件、及无极变速电机伺服系统；该横向直线导轨副设置于中间床身体的横 向位置，用于横向进给机构的横向移动；横向驱动齿轮齿条组件及无极变速电机伺服系统 联合作用驱动横向进给机构的横向进给运动。借由上述技术方案，本实用新型的一种大马力中速柴油机曲轴骨牌位的加工用锯 切锯床具有的优点是本实用新型的锯切锯床其横向进给机构采用宽频直流调速电机+微 型摆线针轮减速机+齿轮、齿条机构，导轨采用直线导轨副；纵向进给机构采用交流伺服电 机+精密行星齿轮减速机+滚珠丝杆副及线性直线导轨副；锯条等均采用液压系统张紧锁 紧，使锯条具有良好的运动刚性；该踞床的几何精度、定位精度和加工精度与以往锯床比大 幅提高；该专用锯床的结构可广泛推广到通用锯床，大幅度提高通用锯床的几何精度、定位 精度和加工精度。
[0011]图1是本实用新型实施例的整体结构示意图。[0012]图2是本实用新型实施例的侧面结构示意图。[0013]图3是本实用新型实施例的另--侧面结构示意图。[0014]10 床身部件11 回转支架驱动端[0015]12 中间床身体13 辅助端支撑床身[0016]20:弓形锯梁部件21 监控报警纠偏装置[0017]22:导向头组件23 锯轮及液压张紧组件[0018]24:弓形锯梁架组件25 锯条驱动电机组件[0019]26 纵向进给机构261 纵向直线导轨副[0020]262 纵向液压锁紧组件263 纵向驱动伺服电机组件[0021]264 纵向驱动滚珠丝杆组件265 纵向驱动液压组件[0022]266 锯条27 横向进给机构[0023]271 横向直线导轨副272 横向驱动齿轮齿条组件[0024]273 无极变速电机伺服系统30 回转支架部件[0025]31 角度编码器32 驱动端顶尖卡盘组件[0026]33:回转支架辅助端组件34 辅助端液压锁紧组件[0027]35 辅助端驱动液压组件36 回转支架驱动电机组件[0028]100 曲轴工件具体实施方式
如图1 3所示，本实用新型的曲轴加工用锯切锯床主要包括床身部件10、设置 于床身部件10 —端的弓型锯梁部件20、及设置于床身部件10另一端的回转支架部件30 ； 根据锯切性能要求，各部件又可细分为不同组件组成，具体如下该床身部件10按照横向 顺序依次是由回转支架驱动端11、中间床身体12及辅助端支撑床身13所组成。该弓型锯梁部件20包括监控报警纠偏装置21、导向头组件22、锯轮及液压张紧 组件23、弓形锯梁架组件24、锯条驱动电机组件25、纵向进给机构26、及横向进给机构27。 在锯切加工曲轴工件100过程中，监控报警纠偏装置21是为了防止锯条266锯偏误差较 大，造成工件出现废品情况时发出报警，同时停止锯切工作，检查锯条266使用情况，纠正 原锯切线路，起到监控纠偏作用，同时提高锯切的精度和稳定性。该导向头组件22是为了 实现锯切转向，既可加工骨牌位周边轮廓，又能去除曲拐各拐臂端面骨牌位大余量，减少车 床的车削余量，提高锯床的使用效率和曲轴工件100粗加工的加工时间。该锯轮及液压张 紧组件23实现锯条液压张紧，保证锯条266张紧力的稳定性，让锯切更加平稳。弓形锯梁 架组件24设置于纵向进给机构26上，该纵向进给机构26设置于中间床身体12的纵向位 置，该横向进给机构27设置于中间床身体12的横向位置。锯条驱动电机组件25用于驱动 锯条266进行锯切工作。该纵向进给机构26包括纵向直线导轨副261、纵向液压锁紧组件262、纵向驱动 伺服电机组件263、纵向驱动滚珠丝杆组件264、纵向驱动液压组件265、及锯条266。其中， 纵向直线导轨副261设置于中间床身体12的纵向位置，用于纵向进给机构26的纵向移动； 纵向液压锁紧组件262、纵向驱动伺服电机组件263、纵向驱动滚珠丝杆组件264、纵向驱动 液压组件265联合作用驱动纵向进给机构26的纵向进给运动；锯条266连接上述监控报警 纠偏装置21，并用于锯切加工曲轴工件100。直线导轨副、滚珠丝杆副及伺服电机系统的应 用，大大提高了专机的定位精度和进给运动稳定性。该横向进给机构27包括横向直线导轨副271、横向驱动齿轮齿条组件272、及无 极变速电机伺服系统273等组件。其中，横向直线导轨副271设置于中间床身体12的横向 位置，用于横向进给机构27的横向移动；横向驱动齿轮齿条组件272及无极变速电机伺服 系统273联合作用驱动横向进给机构27的横向进给运动；直线导轨副、齿轮齿条组件、无极 变速电机伺服系统的应用，从本质上改变了以往锯床的进给结构性质，让锯床在机组精度、 结构稳定性及刚性得到明显的改善，实现锯切精加工。该回转支架部件30包括角度编码器31、驱动端顶尖卡盘组件32、回转支架辅助 端组件33、辅助端液压锁紧组件34、辅助端驱动液压组件35、及回转支架驱动电机组件36。 其中，该角度编码器31与驱动端顶尖卡盘组件32连接于曲轴工件100的一端；回转支架辅 助端组件33与辅助端液压锁紧组件34连接于曲轴工件100的另一端。该角度编码器31的 使用大大提高回转支架的转动精度，保证锯床回转支架能在360°内任何角度上回转定位， 回转精度士 10'，实现锯切曲轴骨牌位不同周边。该驱动端顶尖卡盘组件32、回转支架辅 助端组件33、辅助端液压锁紧组件34、辅助端驱动液压组件35共同实现曲轴工件100在专 机上的装夹锁紧，同时，辅助端驱动液压组件36驱动回转支架辅助端沿横向导轨移动，让 专机能锯切多种类型的曲轴，实现专机的使用多样性。在上述锯切专机结构中，为了实现锯切精加工，主要从提高机床机组精度、刚度与精度保持性等方面对机床进行改进。作为一种改进，所述横向进给机构27采用宽频直流调 速电机+微型摆线针轮减速机+齿轮、齿条机构以及直线导轨副，电机为无极变速电机伺服 系统等组件，通过变频编码器等电气、简易数控控制等实现精度提高、刚性、稳定性保持。作为进一步改进，曲轴工件100装夹锁紧电动回转支架采用行星齿轮减速机传 动，配合角度编码器31控制(回转精度为士 10')，可做360°任意角度定位，实现锯切曲 轴骨牌位不同周边。电动回转支架采用固定端及辅助可移端，可实现不同曲轴的装夹驱动， 从而实现不同曲轴在此专机的加工，区别于普通铣削加工曲轴装夹方式。作为进一步改进，锯床专机采用液压控制系统实现锯轮张紧，弓形锯梁组件24的 横向锁紧、纵向驱动锁紧，回转支架辅助端的驱动锁紧等，使锯床运行平稳性、刚性及可靠 性等相对于普通锯床有非常大的提高，对提高锯切精度有很大的帮助。作为进一步改进，采用多种先进的辅助功能元件，提高机床的锯切精度及稳定性。 如采用激光对线灯的方式，提高精度；采用监控报警装置，保证锯切加工的平稳性；采用简 易的数控系统，实现锯切加工的循环功能等，大大提高加工效率和加工精度。通过对锯切工艺参数的优化，根据曲轴工件100材料性质，特选用美国制造的锯 条规格型号SIM0NKE 41X2 UK2 IC180型锯条，根据不同面及进刀位置不同，设置不同的 线速度、进给速率等，如锯条267刚切入工件、锯条267切入宽度过半、锯条267整体切入时 等进给速率均不同，进给速率可逐渐提高，尽可能提高锯切效率。设计完成曲轴锯切锯床专机后，通过较长时间的试切和实验，实现采用锯切工艺 方法代替原有加工工艺中的铣削加工方法。并祥述曲轴骨牌位锯切加工工艺如下经过 以上结构改进后的锯切专机，选择优化的锯切工艺参数，在申请人实际使用后，基本实现预 期目标，既能高效去除G32骨牌位的大余量，又能达到锯切加工成型，去除原加工工艺中的 粗、精铣工序，是锯切工艺及锯床使用用途的一大突破。综上所述，本实用新型的锯切锯床采用锯切加工成型工艺而不仅是粗加工下料， 即可实现锯切加工后只预留少量余量精加工也可直接成型不再精加工，能高效去除曲轴骨 牌位大余量(锯切加工效率与余量几乎无关，但与其它金属切削方式比，余量越多，效果越 明显)，可完全去除普通加工中粗、精铣工艺，提高加工效率和降低加工成本，本发明通过改 进锯床的结构，提高踞床的几何精度、定位精度从而提高加工精度，既能够高效去除骨牌位 大余量，又可成型加工出骨牌位的周边轮廓，能够实现预留较小余量精加工轮廓或直接加 工成型。以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上 的限制，故凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施 例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
权利要求一种大马力中速柴油机曲轴骨牌位的加工用锯切锯床，其特征在于其包括床身部件；设置于上述床身部件一端的弓型锯梁部件，该弓型锯梁部件包括导向头组件、锯轮及液压张紧组件、弓形锯梁架组件、锯条驱动电机组件、纵向进给机构、及横向进给机构；该导向头组件与锯轮及液压张紧组件相连接，用于锯切转向及用于锯条的液压张紧；该弓形锯梁架组件设置于纵向进给机构上，该纵向进给机构设置于上述床身部件的纵向位置，该横向进给机构设置于上述床身部件的横向位置；该锯条驱动电机组件用于驱动锯条进行锯切工作；以及设置于上述床身部件另一端的回转支架部件，该回转支架部件包括角度编码器、回转支架驱动端、驱动端顶尖卡盘组件、回转支架辅助端组件、辅助端液压锁紧组件、辅助端驱动液压组件、回转支架驱动电机组件；该角度编码器与驱动端顶尖卡盘组件连接于曲轴工件的一端；该回转支架辅助端组件与辅助端液压锁紧组件连接于曲轴工件的另一端；该辅助端驱动液压组件驱动回转支架辅助端沿横向导轨移动。
2.根据权利要求1所述的锯切锯床，其特征在于所述弓型锯梁部件还包括与上述导 向头组件相连接的一监控报警纠偏装置，用于防止锯条锯偏误差。
3.根据权利要求1所述的锯切锯床，其特征在于所述床身部件按照横向顺序依次是 由回转支架驱动端、辅助端支撑床身及中间床身体组成。
4.根据权利要求3所述的锯切锯床，其特征在于所述纵向进给机构包括纵向直线导 轨副、纵向液压锁紧组件、纵向驱动伺服电机组件、纵向驱动滚珠丝杆组件、纵向液压锁紧 组件、纵向驱动液压组件、及锯条；该纵向直线导轨副设置于中间床身体的纵向位置，用于 纵向进给机构的纵向移动；纵向液压锁紧组件、纵向驱动伺服电机组件、纵向驱动滚珠丝杆 组件、及纵向驱动液压组件联合作用驱动纵向进给机构的纵向进给运动；该锯条连接上述 监控报警纠偏装置，并用于锯切加工曲轴工件。
5.根据权利要求2所述的锯切锯床，其特征在于所述横向进给机构包括横向直线导 轨副、横向驱动齿轮齿条组件、及无极变速电机伺服系统；该横向直线导轨副设置于中间床 身体的横向位置，用于横向进给机构的横向移动；横向驱动齿轮齿条组件及无极变速电机 伺服系统联合作用驱动横向进给机构的横向进给运动。
专利摘要本实用新型是关于一种大马力中速柴油机曲轴骨牌位的加工用锯切锯床，包括床身部件；设置于上述床身部件一端的弓型锯梁部件，该弓型锯梁部件包括导向头组件、锯轮及液压张紧组件、弓形锯梁架组件、锯条驱动电机组件、纵向进给机构、及横向进给机构；以及设置于上述床身部件另一端的回转支架部件，该回转支架部件包括角度编码器、回转支架驱动端、驱动端顶尖卡盘组件、回转支架辅助端组件、辅助端液压锁紧组件、辅助端驱动液压组件、回转支架驱动电机组件。本实用新型的锯切锯床，即可实现锯切加工后只预留少量余量精加工直接成型不再精加工，能高效去除曲轴骨牌位大余量，可完全去除普通加工中粗、精铣工艺，提高加工效率和降低加工成本。
文档编号B23D51/02GK201613394SQ20092026434
公开日2010年10月27日 申请日期2009年12月8日 优先权日2009年12月8日
发明者吴健翔, 李建清, 甄健胜, 虞荣汉 申请人:广州柴油机厂