專利名稱：發(fā)動機缸體主軸承座裂解槽激光加工設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)動機缸體主軸承座裂解槽激光加工專用設(shè)備。
背景技術(shù)：
發(fā)動機缸體主軸承座傳統(tǒng)加工方法為分體加工，即軸承蓋與軸承座(軸承座與缸體為一整體鑄件)分別鑄造成形，然后對其結(jié)合面分別進行銑削加工、并要分別加工螺栓孔。傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)效率低，制造成本高，裝配精度較差。
發(fā)動機缸體主軸承座裂解加工技術(shù)是首先在整體鑄造成形并經(jīng)半精加工的缸體諸多主軸承座1孔中心兩側(cè)加工初始裂解槽A、B，然后在裂解專用設(shè)備上對軸承座孔施加于裂解槽A、B的正應(yīng)力，實現(xiàn)軸承蓋與軸承底座的裂解分離。最后再將軸承蓋與軸承底座精確復(fù)位并穿入螺栓擰緊，以進行軸承座孔的后續(xù)精加工，裂解加工新技術(shù)具有加工工序少，生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)成本低、裝配精度好的優(yōu)勢。
前期公開涉及發(fā)動機缸體軸承座裂解槽加工的專利有德國專利DE19547388、DE19978063，美國專利US2004011842。上述專利技術(shù)中，DE19547388為裂解槽拉刀機構(gòu)，需要單獨一道工序完成裂解槽的拉削。DE19978063、US2004011842是在裂解芯軸前端安裝拉刀，在穿入諸多軸承座內(nèi)孔過程中加工裂解槽，然后由液壓缸推動芯軸內(nèi)的推桿水平運動，使半環(huán)形套作上、下運動達到軸承座斷裂剖分目的。采用拉刀拉削裂解槽刀具磨損較嚴重，刀具磨損將影響裂解槽加工精度，并且拉刀尖角變鈍后，加大裂解力，影響裂解加工質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服裂解槽拉削加工方法存在的缺點，提出一種新的發(fā)動機缸體主軸承座裂解槽激光加工設(shè)備。
本發(fā)明的上述目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的，下面結(jié)合


如下發(fā)動機缸體主軸承座裂解槽激光加工設(shè)備由機械系統(tǒng)和YAG固體激光切割系統(tǒng)組成，所說的機械系統(tǒng)包括缸體機架3和工作臺機架4，缸體14通過裝夾定位機構(gòu)定位于缸體機架3上，工作臺機架4上設(shè)有可沿X、Y軸平移的兩軸數(shù)控工作臺X軸工作臺6和Y軸工作臺8，Y軸工作臺8上裝有激光切割頭2，激光切割頭2由回轉(zhuǎn)油缸9驅(qū)動可作180°回轉(zhuǎn)。
所說的裝夾定位機構(gòu)是由2個定位銷12和2個定位油缸13組成，2個定位銷12分別由各自的定位油缸13驅(qū)動插入缸體1的活塞孔內(nèi)進行定位。
所說的Y軸工作臺8置于X軸工作臺6之上，X軸工作臺6、Y軸工作臺8分別由伺服電機I5和伺服電機II7通過滾珠絲杠驅(qū)動。
所說的激光切割頭2通過支撐套筒11和回轉(zhuǎn)油缸9裝在Y軸工作臺8上，光纖導(dǎo)光電纜10裝在支撐套筒11內(nèi)并與激光頭2相連。
本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下特點1、本發(fā)明裂解槽激光加工設(shè)備為順序動作。安裝有激光切割頭的數(shù)控工作臺可作X、Y方向的水平運動。數(shù)控工作臺固設(shè)在工作臺機架上。
2、激光切割頭回轉(zhuǎn)油缸安裝在Y軸工作臺上，激光切割頭通過支撐套筒與回轉(zhuǎn)油缸相連。
3、缸體放置于缸體機架上，由兩個定位油缸驅(qū)動定位銷進入活塞孔內(nèi)進行精確定位。
4、缸體定位后，安裝有激光切割頭的Y軸工作臺在伺服電機驅(qū)動下，向前作直線運動，激光切割頭先順序?qū)Ω左w每一個軸承座孔中心處的一側(cè)進行激光切割，然后Y軸工作臺后退至初始位置，回轉(zhuǎn)油缸將激光頭擺動180°，X軸工作臺在伺服電機驅(qū)動下使激光切割頭達到切割軸承座孔另一側(cè)裂解槽的預(yù)定位置，最后激光切割頭再順序加工軸承座另一側(cè)的裂解槽并回至初始加工位置。
5、激光切割過程中，激光器關(guān)斷要與Y軸的運動位置相協(xié)調(diào)，保證每一軸承座裂解槽切割時的起止位置。
6、軸承座裂解槽加工完畢，定位油缸使定位銷退回，移走缸體。
7、對于不同規(guī)格型號的缸體主軸承座兩側(cè)裂解槽的加工可編制相應(yīng)的數(shù)控程序。
本發(fā)明設(shè)備比現(xiàn)有裂解槽拉削方法及裝置具有如下優(yōu)勢和效果1、本發(fā)明設(shè)備采用由大功率(脈沖功率3.2KW)YAG固體激光器、光纖導(dǎo)光、激光切割頭組成的切割系統(tǒng)加工裂解槽具有切縫窄、兩側(cè)槽深公差小、槽面質(zhì)量好的優(yōu)勢。
2、采用YAG固體激光切割系統(tǒng)加工裂解槽無刀具磨損，既提高加工精度又減低了生產(chǎn)成本。
3、采用X、Y軸數(shù)控工作臺進一步提高了缸體主軸承座裂解槽的加工精度，可明顯提高后續(xù)裂解加工的產(chǎn)品質(zhì)量，使裂解力及大頭孔變形更小，掉渣現(xiàn)象大幅減少。
4、固設(shè)在Y軸數(shù)控工作臺上的回轉(zhuǎn)油缸可使激光切割頭作180°旋轉(zhuǎn)，從而方便可靠地完成缸體軸承座兩側(cè)裂解槽的加工。
采用液壓缸及與其相連接的定位銷插入缸體活塞孔進行精確定位，進一步保證了裂解槽的加工尺寸及公差。

圖1a是發(fā)動機缸體主軸承座示意圖；圖1b是主軸承座孔中心處兩側(cè)的裂解槽示意圖；圖2是激光切割頭加工軸承座一側(cè)裂解槽的示意圖；圖3是激光切割頭加工軸承座B側(cè)裂解槽后回轉(zhuǎn)180°加工A側(cè)示意圖；圖4是本發(fā)明裂解槽激光加工設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中1.主軸承座 2.激光切割頭 3.缸體機架 4.工作臺機架 5.伺服電機I 6.X軸工作臺 7.伺服電機II 8.Y軸工作臺 9.回轉(zhuǎn)油缸 10.光纖導(dǎo)光電纜 11.支撐套筒12.定位銷 13.定位油缸 14.缸體
具體實施例方式以下結(jié)合附圖給出的實施例對本發(fā)明設(shè)備作進一步詳細說明。
參照圖4，一種用于發(fā)動機缸體主軸承裂解槽激光加工設(shè)備，包括機械系統(tǒng)與YAG固體激光切割系統(tǒng)。其特征在于所述的機械系統(tǒng)按如下方式組成在工作臺機架4上方設(shè)有可沿X、Y軸(X軸為與圖面垂直方向，Y軸為圖面的水平方向)平移的兩軸數(shù)控工作臺，Y軸工作臺8上固設(shè)有激光切割頭回轉(zhuǎn)油缸9。激光切割頭2通過支撐套筒11與回轉(zhuǎn)油缸9相連。
發(fā)動機缸體14通過定位銷12、定位油缸13精確定位于缸體機架3上方。
所述的兩軸數(shù)控工作臺由伺服電機I5驅(qū)動的X軸工作臺6和伺服電機II7驅(qū)動的Y軸工作臺8組成。
激光切割頭2由Y軸工作臺伺服電機II驅(qū)動作Y方向前后運動，由X軸工作臺伺服電機I驅(qū)動作X方向的左右移動，并由回轉(zhuǎn)油缸9驅(qū)動作180°回轉(zhuǎn)運動。
采用該激光加工設(shè)備切割軸承座裂解槽是將待加工缸體14放置于缸體機架3上，并由定位油缸13、定位銷12驅(qū)動插入缸體活塞孔內(nèi)精確定位。兩個定位油缸13可在Y方向上調(diào)整不同的中心距，定位銷12可加工不同的直徑尺寸與公差，以適應(yīng)不同的規(guī)格型號的缸體。
通過X軸工作臺6調(diào)整激光切割頭2在X方向的加工位置。通過Y軸工作臺8實現(xiàn)Y方向的切割加工。通過回轉(zhuǎn)油缸9實現(xiàn)激光切割頭2的180°回轉(zhuǎn)。
1、參照圖2、圖3，圖4采用本發(fā)明激光加工設(shè)備切割軸承座裂解槽按以下步驟進行2、激光切割頭2位于缸體軸承座1大頭孔中心一側(cè)的預(yù)切割位置。
3、在Y軸伺服電機7作用下，激光切割頭2由預(yù)切割位置穿入缸體主軸承座孔內(nèi)，逐次完成缸體上每一個軸承座孔一側(cè)的裂解槽加工。
4、加工完一側(cè)裂解槽后，激光切割頭2隨Y軸工作臺8返回，在回轉(zhuǎn)油缸9作用下旋轉(zhuǎn)180°，并在X軸工作臺伺服電機5驅(qū)動下，將激光切割頭2送至另一側(cè)的預(yù)切割位置。
5、在Y軸伺服電機7作用下，激光切割頭2由預(yù)切割位置再次穿入缸體主軸承座孔內(nèi)，逐次完成缸體上每個軸承座孔另一側(cè)的裂解槽的加工。
6、加工完另一側(cè)裂解槽后，激光切割頭2隨Y軸工作臺返回初始位置，回轉(zhuǎn)油缸再次將激光切割頭2旋轉(zhuǎn)180°，X軸伺服電機5驅(qū)動X軸工作臺6使激光切割頭返回X方向的初始位置。從而完成一個工作循環(huán)。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)動機缸體主軸承座裂解槽激光加工設(shè)備由機械系統(tǒng)和YAG固體激光切割系統(tǒng)組成，其特征在于所說的機械系統(tǒng)包括缸體機架(3)和工作臺機架(4)，缸體(14)通過裝夾定位機構(gòu)定位于缸體機架(3)上，工作臺機架(4)上設(shè)有可沿X、Y軸平移的兩軸數(shù)控工作臺X軸工作臺(6)和Y軸工作臺(8)，Y軸工作臺(8)上裝有激光切割頭(2)，激光切割頭(2)由回轉(zhuǎn)油缸(9)驅(qū)動可作180°回轉(zhuǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機缸體主軸承座裂解槽激光加工設(shè)備，其特征在于所說的裝夾定位機構(gòu)是由2個定位銷(12)和2個定位油缸(13)組成，2個定位銷(12)分別由各自的定位油缸(13)驅(qū)動插入缸體(1)的活塞孔內(nèi)進行定位。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機缸體主軸承座裂解槽激光加工設(shè)備，其特征在于所說的Y軸工作臺(8)置于X軸工作臺(6)之上，X軸工作臺(6)、Y軸工作臺(8)分別由伺服電機I(5)和伺服電機II(7)通過滾珠絲杠驅(qū)動。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機缸體主軸承座裂解槽激光加工設(shè)備，其特征在于所說的激光切割頭(2)通過支撐套筒(11)和回轉(zhuǎn)油缸(9)裝在Y軸工作臺(8)上，光纖導(dǎo)光電纜(10)裝在支撐套筒(11)內(nèi)并與激光頭(2)相連。
全文摘要
本發(fā)明涉及發(fā)動機缸體主軸承座裂解槽激光加工專用設(shè)備，其目的是為了克服現(xiàn)有裂解槽拉削加工方法存在的缺點，提出一種新的發(fā)動機缸體主軸承座裂解槽激光加工設(shè)備。該設(shè)備由機械系統(tǒng)和YAG固體激光切割系統(tǒng)組成，所說的機械系統(tǒng)包括缸體機架(3)和工作臺機架(4)，缸體(14)通過裝夾定位機構(gòu)定位于缸體機架(3)上，工作臺機架(4)上設(shè)有可沿X、Y軸平移的兩軸數(shù)控工作臺X軸工作臺(6)和Y軸工作臺(8)，Y軸工作臺(8)上裝有激光切割頭(2)，激光切割頭(2)由回轉(zhuǎn)油缸(9)驅(qū)動可作180°回轉(zhuǎn)。采用本發(fā)明加工的軸承座裂解槽切縫窄，兩側(cè)槽深公差小，切割槽表面質(zhì)量好，明顯提高后續(xù)裂解加工斷裂效果。
文檔編號B23K26/42GK101028672SQ20071005551
公開日2007年9月5日 申請日期2007年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月12日
發(fā)明者楊慎華, 寇淑清, 何東野, 趙勇, 金文明, 張馳, 鄧春萍, 鄭祺峰 申請人:吉林大學(xué)