气门盘杆校直机

摘要

一种气门盘杆校直机，其特征在于：包括机座，所述机座上设有第一轴、第二轴和一个摆轮校正机构，第一轴上固定有一对上辊轮，第二轴上固定有一对下辊轮，摆轮校正机构包括摆臂、摆杆、第四轴、校正辊轮、校正锥轮、限位压轮和恒力气缸，动力通过蜗轮蜗杆机构带动第一轴、第二轴、第四轴同向同速旋转；左右摆动的摆臂可带动校正辊轮、校正锥轮左右摆动，实现气门工件的杆端校直及盘端校正。本发明通过杠杆机构、连杆机构及偏心轮机构的巧妙组合，实现气门工件盘杆校直的系列动作,其结构设计精巧，功效高，性能可靠。

权利要求

1.一种气门盘杆校直机，其特征在于：包括机座，所述机座上设有第一轴、第二轴和一个摆轮校正机构，第一轴与第二轴为水平轴，第一轴设于第二轴上侧，第一轴的轴线与第二轴的轴线所在平面垂直于水平面，所述第一轴上固定有一对上辊轮、所述第二轴上固定有一对下辊轮，动力通过蜗轮蜗杆机构带动第一轴、第二轴同向同速旋转；所述摆轮校正机构包括一个叉形臂、一个与第一轴平行的第三轴、一个杠杆机构、一对摆臂、一个校正辊轮、一个校正锥轮、一个反作用力锥形辊；所述叉形臂的上端通过一个水平方向延伸的联接臂与固定于第一轴上的一个偏心轮相联接，偏心轮可带动联接臂左右摆动，所述叉形臂的下端与所述杠杆机构相联接；所述杠杆机构包括摆杆和恒力气缸，摆杆的上端铰接于叉形臂的下端，摆杆的下端与恒力气缸铰接，摆杆的中部通过一个套孔装配并键联接于第三轴上；所述一对摆臂的基部分别固定于第三轴上，一对摆臂的上端通过轴承联接有第四轴，校正辊轮和校正锥轮固定于第四轴上，第四轴通过齿轮传动机构与第二轴联接，第四轴与第二轴同向同速旋转；所述叉形臂的下端与第一轴位置相对的一侧设有限位压轮，恒力气缸的拉力使限位压轮轮面始终保持与叉形臂下端侧面相接触的状态；所述第一轴旋转时，偏心轮驱动叉形臂的下端绕限位压轮的接触点左右摆动，同时带动摆杆绕第三轴左右摆动，摆杆通过第三轴带动一对摆臂左右摆动，摆臂带动校正辊轮、校正锥轮左右摆动；所述一对上辊轮与一对下辊轮上下相对设置，上下相对辊轮的轮面相互靠近但不接触，上下相对辊轮的轮面交接区域构成V形校正夹持区，所述一对上辊轮的轮缘上设有一对入料槽，所述一对下辊轮的轮缘上设有一对卸料槽；所述校正辊轮的设置位置与V形校正夹持区中部相对应，校正锥轮的设置位置与进入V形校正夹持区的气门工件的盘部位置相对应；所述反作用力锥形辊设于与校正锥轮位置相对应的机座上，并且与校正锥轮相匹配。

2.根据权利要求1所述的一种气门盘杆校直机，其特征在于：所述齿轮传动机构包括第一小齿轮、第一大齿轮、第二大齿轮、第二小齿轮、齿轮套，所述第一小齿轮固定于第四轴上，所述齿轮套通过轴承联接于第三轴上，所述第一大齿轮键连接于齿轮套一端，所述第二大齿轮键联接于齿轮套另一端，所述第二小齿轮固定于第二轴上，第一小齿轮与第一大齿轮相啮合，第二大齿轮与第二小齿轮相啮合，所述一对摆臂包括左摆臂和右摆臂，右摆臂设有空腔结构的内腔，第一小齿轮与第一大齿轮装配于右摆臂的内腔内。

3.根据权利要求2所述的一种气门盘杆校直机，其特征在于：所述第一大齿轮、第二大齿轮与齿轮套是一体式结构。

说明书

气门盘杆校直机

技术领域

[0001] 本发明涉及一种发动机气门的加工设备，尤其是一种气门毛坯热处理后的校直加工设备。

背景技术

[0002] 气门毛坯通常是由棒料电鐓锻压或精铸并经热处理而成,在制作过程中,会出现弯曲变形,如果不进行校直处理会直接影响到后续零件的加工,甚至出现相当数量的废品。传统工艺多采用人工手动校直, 校直量难以精确控制,校直精度及效率低下,劳动强度大,难以满足工业化大批量生产的要求。国际上只有德国MAE、意大利GALDABINI、日本东和精机等少数发达国家生产气门加工设备,但主要为本集团内企业配套，且价格昂贵,供货周期长，维护费用高。在国内,多采用圆棒校直机进行气门杆部的校直。中国专利申请
200910222533.3公开了一种全自动气门加热盘杆校直机，气门杆部的校直采用两辊对辊的方式实现，类似搓丝机加工螺纹的方式，通过调整两辊间距离控制校直力，校直效果差；其盘部校正通过锥度滚珠实现，由于校直反作用力由锥度滚珠承载，其强度不足，极易卡死，应用中大都需要再次进行人工校正。气门制造行业需要一种可对气门杆部和盘部同时进行校直而不需人工再次校正的设备。

发明内容

[0003] 本发明要解决的问题在于提供一种气门盘杆校直机，其校直效率高，校直效果好。

[0004] 本发明采用如下技术方案：包括机座，所述机座上设有第一轴、第二轴和一个摆轮校正机构，第一轴与第二轴为水平轴，第一轴设于第二轴上侧，第一轴的轴线与第二轴的轴线所在平面垂直于水平面，所述第一轴上固定有一对上辊轮、所述第二轴上固定有一对下辊轮，动力通过蜗轮蜗杆机构带动第一轴、第二轴同向同速旋转；所述摆轮校正机构包括一个叉形臂、一个与第一轴平行的第三轴、一个杠杆机构、一对摆臂、一个校正辊轮、一个校正锥轮、一个反作用力锥形辊；所述叉形臂的上端通过一个水平方向延伸的联接臂与固定于第一轴上的一个偏心轮相联接，偏心轮可带动联接臂左右摆动，所述叉形臂的的下端与所述杠杆机构相联接；所述杠杆机构包括摆杆和恒力气缸，摆杆的上端铰接于叉形臂的下端，摆杆的下端与恒力气缸铰接，摆杆的中部通过一个套孔装配并键联接于第三轴上；所述一对摆臂的基部分别固定于第三轴上，一对摆臂的上端通过轴承联接有第四轴，校正辊轮和校正锥轮固定于第四轴上，第四轴通过齿轮传动机构与第二轴联接，第四轴与第二轴同向同速旋转；所述叉形臂的下端与第一轴位置相对的一侧设有限位压轮，恒力气缸的拉力使限位压轮始终保持与叉形臂下端侧面相接触的状态；所述第一轴旋转时，偏心轮驱动叉形臂的下端绕限位压轮的接触点左右摆动，同时带动摆杆绕第三轴左右摆动，摆杆通过第三轴带动一对摆臂左右摆动，摆臂带动校正辊轮、校正锥轮左右摆动；所述一对上辊轮与一对下辊轮上下相对设置，上下相对辊轮的轮面相互靠近但不接触，上下相对辊轮的轮面交接区域构成V形校正夹持区，所述一对上辊轮的轮缘上设有一对入料槽，所述一对下辊轮的轮缘上设有一对卸料槽；所述校正辊轮的设置位置与V形校正夹持区中部相对应，校正锥轮的设置位置与进入V形校正夹持区的气门工件的盘部位置相对应；所述反作用力锥形辊设于与校正锥轮位置相对应的机座上，并且与校正锥轮相匹配。

[0005] 其原理是： 本发明设计的校直机构采用三辊校正方式，通过气门工件在传送过程中旋转同时摆动加压的方式实现校直。设备对上辊轮、下辊轮、校正辊轮和校正锥轮选择适宜的直径，在上辊轮旋转一周的过程中，气门工件可跟随反向旋转数圈，在此过程中，完成了一个气门工件的杆端校直及盘端即被校正。上辊轮每旋转一周可完成一个气门工件的校正工作。

[0006] 本发明采用的校直原理是利用金属的可锻性进行压力校直，它是施以外加静载荷使之产生反向变形以达到校直的一种方法。实施压力校直时，在工件两端支撑，中间加压，故又称为三点反弯式校直。

[0007] 具体过程是：电机经带传动减速,并通过蜗轮蜗杆机构将动力同步传递到两水平轴（第一轴、第二轴），两水平轴带动其上的两对辊轮（一对上辊轮和一对下辊轮）同速同向转动, 两水平轴通过两对轴承分别支承在机座上；一对摆臂的基部分别固定于第三轴上，一对摆臂的上端通过轴承联接有第四轴，校正辊轮和校正锥轮固定于第四轴上，第四轴通过齿轮传动机构与第二轴联接获取动力, 第四轴与第二轴、第一轴同向同速旋转。

[0008] 工作时, 气门工件由机座上方的气动单放机构落料进入一对上辊轮的一对入料槽内, 气门工件的杆部由左右两个上辊轮的一对入料槽承接，上辊轮在旋转中将气门工件带入一对上辊轮与一对下辊轮之间的V形校正夹持区，V形校正夹持区是气门工件的校正工作位置，气门工件跟随反向旋转，此时，摆轮校正机构动作，一对摆臂左右摆动，带动校正辊轮左右摆动，在摆动中，校正辊轮压向气门工件的杆部中部，进行杆端校直；同时位于校正辊轮一侧的校正锥轮依靠锥面产生的径向力和轴向力作用于气门工件盘部45°斜面上，而在相反方向通过轴承固定在相应位置机座上的反作用力锥形辊，由于同样带有锥度，可以限制气门工件盘部的移动并承受校正锥轮在径向和轴向的校正力。校正锥轮和反作用力锥形辊的轴向都是可调的，以充分保证与气门工件锥面的紧密贴合，它们都是通过轴承空转，且与气门工件锥面之间无相对运动，使得校正时无相互之间的摩擦磨损，由此，气门工件盘部在校正锥轮的推压和180°方向的反作用力锥形辊的顶抵两个相反方向力的作用下被校正。上辊轮每转一圈（同时下辊轮、校正辊轮、校正锥轮也转一圈）, 气门工件在摩擦力作用下跟随反向旋转数圈, 气门工件旋转中被反复校正，运转中入料槽与卸料槽相互衔接，被校正的气门工件进入一对下辊轮上的一对卸料槽内, 下辊轮旋转至卸料槽位于底部位置时，气门工件因自重从卸料槽自动滑出，完成一个工作循环。

[0009] 摆轮校正机构的工作原理：第一轴旋转时，在固定于第一轴的偏心轮作用下，联接臂带动叉形臂的上端左右摆动，叉形臂的下端绕限位压轮的接触点左右摆动（限位压轮的作用相当于一个杠杆支点），叉形臂的下端左右摆动时，带动摆杆上端左右摆动，同时摆杆通过第三轴带动一对摆臂左右摆动，摆臂带动校正辊轮、校正锥轮左右摆动。恒力气缸的拉力作用在于保持限位压轮轮面始终与叉形臂下端侧面相接触，达到促使联接臂、叉形臂、及摆杆三者形成的连杆机构的联接状态保持为绷紧状态（非松散状态）。在摆杆上端左右摆动时，摆杆下端随之左右摆动，在保持恒定拉力的情况下，恒力气缸的活塞杆也随之伸出或回缩，如此往复运行，实现摆轮校正机构有序运转。

[0010] 本发明具有如下优点：1、结构设计精巧。本发明通过杠杆机构、连杆机构及偏心轮机构的巧妙组合，实现气门工件盘杆校直的系列动作,其校直机构采用三辊校正方式，气门工件在传送过程中旋转同时摆动加压，上辊轮每旋转一周可完成一个气门工件的校正。2、功效高。相同时间内，一台设备可完成10-12个熟练工人的工作量。3、性能可靠。其校直合格率达到98%以上，经校直的气门可完全满足后续机械加工需要，不需再次校正。4、本发明设备的生产和销售成本低，仅为国外产品的十分之一，气门加工厂家购入后，可节省人工成本，不到一年即可收回投资。

附图说明

[0011] 图1是本发明的结构原理示意图。

[0012] 图2是图1的俯视结构示意图。

[0013] 图3是本发明的结构原理示意图（示摆臂结构）。

[0014] 图4是图3的K-K剖视结构示意图。

[0015] 图5是图3的C-C剖视结构示意图。

[0016] 图6是本发明的摆轮校正机构的工作原理示意图。

[0017] 图7是本发明的传动原理示意图。

[0018] 图8是本发明的三辊校正原理图（入料槽口0°初始位置）。

[0019] 图9是本发明的三辊校正原理图（入料槽口旋转90°）。

[0020] 图10是本发明的三辊校正原理图（入料槽口旋转110°）。

[0021] 图11是本发明的三辊校正原理图（入料槽口旋转140°）。

[0022] 图12是本发明的三辊校正原理图（入料槽口旋转180°）。

[0023] 图13是本发明的三辊校正原理图（入料槽口旋转360°）。

[0024] 图中：机座1，摆轮校正机构2，上辊轮3，下辊轮4，蜗轮蜗杆机构5，叉形臂6，杠杆机构7，摆臂8，校正辊轮9、校正锥轮10，反作用力锥形辊11，联接臂12，偏心轮13，摆杆14，恒力气缸15，套孔16，限位压轮17， V形校正夹持区18，入料槽19，卸料槽20，气门工件21，电机22，第一小齿轮23，第一大齿轮24，第二大齿轮25，第二小齿轮26，左摆臂27，右摆臂28，第一轴31，第二轴32，第三轴33，第四轴34。

具体实施方式

[0025] 如图1至图13所示，本发明一种实施例包括机座1，所述机座1上设有第一轴31、第二轴32和一个摆轮校正机构2，第一轴31与第二轴32为水平轴，第一轴31设于第二轴32上侧，第一轴31的轴线与第二轴32的轴线所在平面垂直于水平面，所述第一轴31上固定有一对上辊轮3、所述第二轴32上固定有一对下辊轮4（为便于明确位置关系，图3中，上辊轮3与下辊轮4的间距作了扩大处理），动力通过蜗轮蜗杆机构5带动第一轴31、第二轴32同向同速旋转；所述摆轮校正机构2包括一个叉形臂6、一个与第一轴31平行的第三轴33、一个杠杆机构7、一对摆臂8、一个校正辊轮9、一个校正锥轮10、一个反作用力锥形辊11；所述叉形臂6的上端通过一个水平方向延伸的联接臂12与固定于第一轴31上的一个偏心轮13相联接，偏心轮13可带动联接臂12左右摆动，所述叉形臂6的的下端与所述杠杆机构7相联接；所述杠杆机构7包括摆杆14和恒力气缸15，摆杆14的上端铰接于叉形臂6的下端，摆杆14的下端与恒力气缸15铰接，摆杆14的中部通过一个套孔16装配并键联接于第三轴33上；所述一对摆臂8的基部分别固定于第三轴33上，一对摆臂8的上端通过轴承联接有第四轴34，校正辊轮9和校正锥轮10固定于第四轴34上，第四轴34通过齿轮传动机构与第二轴32联接(参见图7)，第四轴34与第二轴32同向同速旋转；所述叉形臂6的下端与第一轴31位置相对的一侧设有限位压轮17，恒力气缸15的拉力使限位压轮17始终保持与叉形臂6下端侧面相接触的状态；所述第一轴31旋转时，偏心轮13驱动叉形臂6的下端绕限位压轮17的接触点左右摆动，同时带动摆杆14绕第三轴33左右摆动，摆杆14通过第三轴33带动一对摆臂8左右摆动，摆臂8带动校正辊轮9、校正锥轮10左右摆动；所述一对上辊轮3与一对下辊轮4上下相对设置，上下相对辊轮的轮面相互靠近但不接触，上下相对辊轮的轮面交接区域构成V形校正夹持区18，所述一对上辊轮3的轮缘上设有一对入料槽19，所述一对下辊轮4的轮缘上设有一对卸料槽20；所述校正辊轮9的设置位置与V形校正夹持区18中部相对应，校正锥轮10的设置位置与进入V形校正夹持区18的气门工件21的盘部位置相对应；所述反作用力锥形辊11设于与校正锥轮10位置相对应的机座1上，并且与校正锥轮10相匹配。

[0026] 其原理是： 本发明设计的校直机构采用三辊校正方式，通过气门工件21在传送过程中边旋转边摆动加压的方式实现校直。设备对上辊轮3、下辊轮4、校正辊轮9和校正锥轮10选择适宜的直径，在上辊轮3旋转一周的过程中（下辊轮4、校正辊轮9和校正锥轮10同时旋转一周），气门工件21可跟随反向旋转数圈，在此过程中完成了一个气门工件21的杆端校直及盘端校正。上辊轮3每旋转一周可完成一个气门工件21的校正工作。

[0027] 本发明采用的校直原理是利用金属的可锻性进行压力校直，它是施以外加静载荷使之产生反向变形以达到校直的一种方法。实施压力校直时，在工件两端支撑，中间加压，故又称为三点反弯式校直。

[0028] 具体过程是：电机22经带传动减速,并通过蜗轮蜗杆机构5将动力同步传递到两水平轴（第一轴31、第二轴32），两水平轴带动其上的两对辊轮（一对上辊轮3和一对下辊轮4）同速同向转动, 两水平轴通过两对轴承分别支承在机座1上；一对摆臂8的基部分别固定于第三轴33上（参见图3），一对摆臂8的上端通过轴承联接有第四轴34，校正辊轮9和校正锥轮10固定于第四轴34上，第四轴34通过齿轮传动机构与第二轴32联接获取动力, 第四轴34与第二轴32、第一轴31同向同速旋转。

[0029] 工作时, 气门工件21由机座1上方的气动单放机构落料进入一对上辊轮3的一对入料槽19内, 气门工件21的杆部由左右两个上辊轮3的一对入料槽19承接，上辊轮3在旋转中将气门工件21带入一对上辊轮3与一对下辊轮4之间的V形校正夹持区18，V形校正夹持区18是气门工件21的校正工作位置，气门工件21跟随反向旋转，此时，摆轮校正机构2动作，一对摆臂8左右摆动，带动校正辊轮9左右摆动，在摆动中，校正辊轮9压向气门工件21的杆部中部，进行杆端校直；同时位于校正辊轮9一侧的校正锥轮10依靠锥面产生的径向力和轴向力作用于气门工件21盘部45°斜面上，而在相反方向通过轴承固定在相应位置机座1上的反作用力锥形辊11，由于同样带有锥度，可以限制气门工件21盘部的移动并承受校正锥轮10在径向和轴向的校正力。校正锥轮10和反作用力锥形辊11的轴向都是可调的，以充分保证与气门工件21锥面的紧密贴合，它们都是通过轴承空转，且与气门工件21锥面之间无相对运动，使得校正时无相互之间的摩擦磨损，由此，气门工件21盘部在校正锥轮10的推压和
180°方向的反作用力锥形辊11的顶抵两个相反方向力的作用下被校正。如图8至图13所示，上辊轮3每转一圈（同时下辊轮4、校正辊轮9、校正锥轮10也转一圈）, 气门工件21在摩擦力作用下跟随反向旋转数圈, 气门工件21旋转中被反复校正，运转中入料槽19与卸料槽20相互衔接，被校正的气门工件21进入一对下辊轮4上的一对卸料槽20内, 下辊轮4旋转至卸料槽4位于底部位置时，气门工件21因自重从卸料槽4自动滑出，完成一个工作循环。

[0030] 如图3至图6所示，摆轮校正机构2的工作原理：第一轴31旋转时，在固定于第一轴31的偏心轮13作用下，联接臂12带动叉形臂6的上端左右摆动，叉形臂6的下端绕限位压轮
17的接触点左右摆动（限位压轮17的作用相当于一个杠杆支点），叉形臂6的下端左右摆动时，带动摆杆14上端左右摆动，同时摆杆14通过第三轴33带动一对摆臂8左右摆动，摆臂8带动校正辊轮9、校正锥轮10左右摆动。恒力气缸15的拉力作用在于保持限位压轮17轮面始终与叉形臂6下端侧面相接触，达到促使联接臂12、叉形臂6、及摆杆14三者形成的连杆机构的联接状态保持为绷紧状态（非松散状态）。在摆杆14上端左右摆动时，摆杆14下端随之左右摆动，在保持恒定拉力的情况下，恒力气缸15的活塞杆也随之伸出或回缩，如此往复运行，实现摆轮校正机构2有序运转。

[0031] 如图3、图7所示，一种改进是，所述齿轮传动机构包括第一小齿轮23、第一大齿轮24、第二大齿轮25、第二小齿轮26、齿轮套，所述第一小齿轮23固定于第四轴34上，所述齿轮套通过轴承联接于第三轴33上，所述第一大齿轮24键连接于齿轮套一端，所述第二大齿轮
25键联接于齿轮套另一端，所述第二小齿轮26固定于第二轴32上，第一小齿轮23与第一大齿轮24相啮合，第二大齿轮25与第二小齿轮26相啮合，所述一对摆臂8包括左摆臂27和右摆臂28，右摆臂28设有空腔结构的内腔，第一小齿轮23与第一大齿轮24装配于右摆臂28的内腔内。

[0032] 另一种改进是，所述第一大齿轮24、第二大齿轮25与齿轮套是一体式结构。

[0033] 本发明不局限于上述实施例的具体结构，其它同类结构的等效变换均落入本发明的保护范围之内。