一种单缸两冲程发动机气缸套加工设备及其使用方法

摘要

本发明公开了一种单缸两冲程发动机气缸套加工设备及其使用方法，包括机箱、加工底座、第一伺服电机、旋转主轴、气缸套定位夹紧装置、刀具切换装置、活动刀架和镗刀装置安装盘，该发明通过在加工底座上添加镗孔加工工序的加工装置，解决现有技术中因多道工序需要分部完成所导致的安装误差累计，造成气缸套品质下降的问题，利用三爪卡盘充当定位装置并在其中设置夹紧装置，防止三爪卡盘施加过大夹持力导致的气缸套变形，利用槽轮机构设置刀具切换装置，可以尽量避免实际生产中因多次停机换刀影响工作效率且刀具多次安装造成累计误差的问题，整个设备结构紧凑，运行平稳，能较大的提高工作效率，提高产品的生产质量。

权利要求

1.一种单缸两冲程发动机气缸套加工设备，其特征在于：包括机箱（1）、推拉护罩（2）、加工底座（3）、第一伺服电机（4）、主动带轮（5）、旋转主轴（6）、从动带轮（7）、皮带（8）、下主轴箱（9）、上主轴箱（10）、气缸套定位夹紧装置（11）、导轨（12）、第一丝杆模组（13）、第二丝杆模组（14）、第一移动板（15）、刀架溜板（16）、刀架固定滑板（17）、刀具切换装置（18）、活动刀架（19）、第二移动板（20）、镗刀滑板（21）、电机固定滑板（22）、第二伺服电机（23）、镗刀装置安装盘（24）和待加工气缸套（25），所述机箱（1）一侧设置有推拉护罩（2），所述推拉护罩（2）与机箱（1）滑动连接，所述机箱（1）底部固定有加工底座（3）；

所述加工底座（3）的一侧固定有第一伺服电机（4），所述第一伺服电机（4）的输出轴端部固定连接有主动带轮（5），所述加工底座（3）的顶部固定有下主轴箱（9），下主轴箱（9）的顶部通过螺纹啮合连接有上主轴箱（10），所述下主轴箱（9）与上主轴箱（10）之间设置有旋转主轴（6），所述旋转主轴（6）通过轴承与下主轴箱（9）和上主轴箱（10）转动连接，所述旋转主轴（6）的一端固定连接有从动带轮（7），所述从动带轮（7）与主动带轮（5）之间设置有皮带（8），从动带轮（7）与主动带轮（5）通过皮带（8）传动配合，所述旋转主轴（6）的另一端固定连接有气缸套定位夹紧装置（11）；

所述加工底座（3）的顶部对称固定有导轨（12），加工底座（3）的一侧固定有第一丝杆模组（13）和第二丝杆模组（14），所述第一丝杆模组（13）的一侧固定有第一移动板（15），所述第一移动板（15）的顶端固定有刀架溜板（16），所述刀架溜板（16）与导轨（12）滑动配合，所述刀架溜板（16）的顶部设置有刀架固定滑板（17），所述刀架固定滑板（17）与刀架溜板（16）滑动配合，刀架固定滑板（17）的顶端固定有刀具切换装置（18），所述刀具切换装置（18）的一侧转动连接有活动刀架（19）；

所述第二丝杆模组（14）的一侧固定有第二移动板（20），第二移动板（20）的一侧固定有镗刀滑板（21），所述镗刀滑板（21）与导轨（12）滑动配合，所述镗刀滑板（21）的顶部滑动连接有电机固定滑板（22），所述电机固定滑板（22）的顶部固定有第二伺服电机（23），所述第二伺服电机（23）的输出轴端部固定有镗刀装置安装盘（24）；

所述气缸套定位夹紧装置（11）包括三爪卡盘（30）、环形固定件（31）、摩擦紧固件（32）、扭力弹簧（33）和连接杆（34），所述旋转主轴（6）的外侧套接有套管，且三爪卡盘（30）通过套管与旋转主轴（6）固定连接，所述旋转主轴（6）的一侧端部通过轴承转动连接有环形固定件（31），所述环形固定件（31）的一侧等角度设置有三根摩擦紧固件（32），所述摩擦紧固件（32）的一端通过扭力弹簧（33）均与环形固定件（31）的转动连接，摩擦紧固件（32）的另一端等角度设置有三根连接杆（34），所述连接杆（34）的一端与摩擦紧固件（32）转动连接，连接杆（34）的另一端与三爪卡盘（30）转动连接。

2.根据权利要求1所述的一种单缸两冲程发动机气缸套加工设备，其特征在于，所述第一伺服电机（4）的输出轴端部与主动带轮（5）通过键连接，所述旋转主轴（6）与从动带轮（7）通过键连接，所述第二伺服电机（23）与镗刀装置安装盘（24）通过键连接。

3.根据权利要求1所述的一种单缸两冲程发动机气缸套加工设备，其特征在于，所述刀具切换装置（18）包括换刀箱体（40）、旋转马达（41）、蜗杆（42）、蜗杆支撑架（43）、蜗轮（44）、主动拨盘（45）和槽轮（46），所述刀架固定滑板（17）上固定有换刀箱体（40），换刀箱体（40）的内部底板固定有旋转马达（41）和蜗杆支撑架（43），所述旋转马达（41）的输出轴端部通过联轴器与蜗杆（42）的一端固定连接，蜗杆（42）的另一端通过轴承与蜗杆支撑架（43）转动连接，所述蜗杆（42）的上方设置有蜗轮（44），蜗轮（44）与蜗杆（42）啮合链接，所述蜗轮（44）的一侧固定有主动拨盘（45），所述主动拨盘（45）的一侧设置有槽轮（46），槽轮（46）通过销轴与活动刀架（19）固定连接，所述槽轮（46）与主动拨盘（45）传动配合。

4.根据权利要求1所述的一种单缸两冲程发动机气缸套加工设备，其特征在于，所述第一丝杆模组（13）和第二丝杆模组（14）呈平行设置。

5.根据权利要求1所述的一种单缸两冲程发动机气缸套加工设备，其特征在于，所述下主轴箱（9）与上主轴箱（10）两侧对应位置均开设有半圆形槽，两对应半圆形槽配合将连接旋转主轴（6）的轴承固定在半圆形槽内。

6.如权利要求1所述的一种单缸两冲程发动机气缸套加工设备的使用方法，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：

步骤一：将待加工气缸套（25）由三爪卡盘（30）进行圆周定位，使待加工气缸套（25）与旋转主轴（6）轴心重合，三爪卡盘（30）对待加工气缸套（25）施加较小的夹持力进行简单固定，在镗刀装置安装盘（24）上安装镗刀，将各种规格车刀安装于活动刀架（19）上，调整刀架固定滑板（17）和镗刀滑板（21）的位置并进行固定；

步骤二：启动第一伺服电机（4），从而带动旋转主轴（6）旋转，与旋转主轴(6)固定连接的三爪卡盘（30）随之转动，进而拉动连接杆（34），连接杆（34）带动摩擦紧固件（32）接触待加工气缸套（25）的内壁，并随着三爪卡盘（30）的高速转动，与环形固定件（31）形成速度差，摩擦紧固件（32）对待加工气缸套（25）内壁施加较大的压力从而实现对待加工气缸套（25）的夹持；

步骤三：启动第一丝杆模组（13）和第二丝杆模组（14）的电机对刀架溜板（16）和镗刀滑板（21）进行轴向进给，在对待加工气缸套（25）车削外圆的同时进行镗孔工序，车削外圆的工序比镗孔速度要快，在粗车外圆后，启动旋转马达（41），从而驱动蜗杆（42）旋转，与蜗杆（42）啮合连接的蜗轮（44）随之转动，带动主动拨盘（45）转动，进而使槽轮（46）间歇运动，实现活动刀架（19）的换刀动作。

说明书

一种单缸两冲程发动机气缸套加工设备及其使用方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种加工设备，具体为一种单缸两冲程发动机气缸套加工设备及其使用方法。

背景技术

[0002] 随着物质生产水平的提高和人们生活品质的提升，汽车已经作为一种普通品走进千家万户，而发动机作为汽车最为核心的部件，对整个汽车的品质有着至关重要的影响，其
中发动机气缸的工作环境尤为恶劣，必须经受高温高压的工作环境的考验，而气缸孔的加
工又相当复杂，所以在气缸孔中放入气缸套对孔壁进行保护。

[0003] 现有的气缸套生产技术大多是运用车床和镗床对气缸套的外圆和内孔进行加工，需要经过多次工件装夹，从而产生较大误差，而且加工中三爪卡盘也容易因为施加的加持
力度过大导致气缸套发生变形，导致气缸套的品质降低，使用寿命受到影响。为此，我们提
出一种单缸两冲程发动机气缸套加工设备及其使用方法。

发明内容

[0004] 本发明的目的就在于提出一种单缸两冲程发动机气缸套加工设备及其使用方法。

[0005] 本发明所解决的技术问题为：

[0006] (1)如何通过在加工底座上添加镗孔加工工序的加工装置，解决现有技术中因多道工序需要分部完成所导致的安装误差累计，造成气缸套品质下降的问题；

[0007] (2)如何通过在利用三爪卡盘充当定位装置并在其中设置夹紧装置，解决现有技术中因三爪卡盘施加过大夹持力导致的气缸套变形的问题；

[0008] (3)如何通过利用槽轮机构设置刀具切换装置，解决实际生产中因多次停机换刀影响工作效率且刀具多次安装造成累计误差的问题；

[0009] 本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种单缸两冲程发动机气缸套加工设备，包括机箱、推拉护罩、加工底座、第一伺服电机、主动带轮、旋转主轴、从动带轮、皮带、下
主轴箱、上主轴箱、气缸套定位夹紧装置、导轨、第一丝杆模组、第二丝杆模组、第一移动板、
刀架溜板、刀架固定滑板、刀具切换装置、活动刀架、第二移动板、镗刀滑板、电机固定滑板、
第二伺服电机、镗刀装置安装盘和待加工气缸套，所述机箱一侧设置有推拉护罩，所述推拉
护罩与机箱滑动连接，所述机箱底部固定有加工底座；

[0010] 所述加工底座的一侧固定有第一伺服电机，所述第一伺服电机的输出轴端部固定连接有主动带轮，所述加工底座的顶部固定有下主轴箱，下主轴箱的顶部通过螺纹啮合连
接有上主轴箱，所述下主轴箱与上主轴箱之间设置有旋转主轴，所述旋转主轴通过轴承与
下主轴箱和上主轴箱转动连接，所述旋转主轴的一端固定连接有从动带轮，所述从动带轮
与主动带轮之间设置有皮带，从动带轮与主动带轮通过皮带传动配合，所述旋转主轴的另
一端固定连接有气缸套定位夹紧装置；

[0011] 所述加工底座的顶部对称固定有导轨，加工底座的一侧固定有第一丝杆模组和第二丝杆模组，所述第一丝杆模组的一侧固定有第一移动板，所述第一移动板的顶端固定有
刀架溜板，所述刀架溜板与导轨滑动配合，所述刀架溜板的顶部设置有刀架固定滑板，所述
刀架固定滑板与刀架溜板滑动配合，刀架固定滑板的顶端固定有刀具切换装置，所述刀具
切换装置的一侧转动连接有活动刀架；

[0012] 所述第二丝杆模组的一侧固定有第二移动板，第二移动板的一侧固定有镗刀滑板，所述镗刀滑板与导轨滑动配合，所述镗刀滑板的顶部滑动连接有电机固定滑板，所述电
机固定滑板的顶部固定有第二伺服电机，所述第二伺服电机的输出轴端部固定有镗刀装置
安装盘。

[0013] 本发明的进一步技术改进在于：所述第一伺服电机的输出轴端部与主动带轮通过键连接，所述旋转主轴与从动带轮通过键连接，所述第二伺服电机与镗刀装置安装盘通过
键连接。

[0014] 本发明的进一步技术改进在于：所述气缸套定位夹紧装置包括三爪卡盘、环形固定件、摩擦紧固件、扭力弹簧和连接杆，所述旋转主轴的外侧套接有套管，且三爪卡盘通过
套管与旋转主轴固定连接，所述旋转主轴的一侧端部通过轴承转动连接有环形固定件，所
述环形固定件的一侧等角度设置有三根摩擦紧固件，所述摩擦紧固件的一端通过扭力弹簧
均与环形固定件的转动连接，摩擦紧固件的另一端等角度设置有三根连接杆，所述连接杆
的一端与摩擦紧固件转动连接，连接杆的另一端与三爪卡盘转动连接.

[0015] 本发明的进一步技术改进在于：所述刀具切换装置包括换刀箱体、旋转马达、蜗杆、蜗杆支撑架、蜗轮、主动拨盘和槽轮，所述刀架固定滑板上固定有换刀箱体，换刀箱体的
内部底板固定有旋转马达和蜗杆支撑架，所述旋转马达的输出轴端部通过联轴器与蜗杆的
一端固定连接，蜗杆的另一端通过轴承与蜗杆支撑架转动连接，所述蜗杆的上方设置有蜗
轮，蜗轮与蜗杆啮合链接，所述蜗轮的一侧固定有主动拨盘，所述主动拨盘的一侧设置有槽
轮，槽轮通过销轴与活动刀架固定连接，所述槽轮与主动拨盘传动配合。

[0016] 本发明的进一步技术改进在于：所述第一丝杆模组和第二丝杆模组呈平行设置。

[0017] 本发明的进一步技术改进在于：所述下主轴箱与上主轴箱两侧对应位置均开设有半圆形槽，两对应半圆形槽配合将连接旋转主轴的轴承固定在半圆形槽内。

[0018] 本发明的进一步技术改进在于：一种单缸两冲程发动机气缸套加工设备及其使用方法，具体包括以下步骤：

[0019] 步骤一：将待加工气缸套由三爪卡盘进行圆周定位，使待加工气缸套与旋转主轴轴心重合，三爪卡盘对待加工气缸套施加较小的夹持力进行简单固定，在镗刀装置安装盘
上安装镗刀，将各种规格车刀安装于活动刀架上，调整刀架固定滑板和镗刀滑板的位置并
进行固定；

[0020] 步骤二：启动第一伺服电机，从而带动旋转主轴旋转，与旋转主轴固定连接的三爪卡盘随之转动，进而拉动连接杆，连接杆带动摩擦紧固件接触待加工气缸套的内壁，并随着
三爪卡盘的高速转动，与环形固定件形成速度差，摩擦紧固件对待加工气缸套内壁施加较
大的压力从而实现对待加工气缸套的夹持；

[0021] 步骤三：启动第一丝杆模组和第二丝杆模组的电机对刀架溜板和镗刀滑板进行轴向进给，在对待加工气缸套车削外圆的同时进行镗孔工序，车削外圆的工序比镗孔速度要
快，在粗车外圆后，启旋转马达动，从而驱动蜗杆旋转，与蜗杆啮合连接的蜗轮随之转动，带
动主动拨盘转动，进而使槽轮间歇运动，实现活动刀架的换刀动作。

[0022] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：

[0023] 1、本发明在使用时，启动第一伺服电机，从而带动旋转主轴旋转，与旋转主轴固定连接的三爪卡盘随之转动，进而拉动连接杆，连接杆带动摩擦紧固件接触待加工气缸套的
内壁，并随着三爪卡盘的高速转动，与环形固定件形成速度差，摩擦紧固件对待加工气缸套
内壁施加较大的压力从而实现对待加工气缸套的夹持，避免直接运用三爪卡盘进行夹持会
因夹持力过大对气缸套造成损坏；

[0024] 2、启动第一丝杆模组和第二丝杆模组的电机对刀架溜板和镗刀滑板进行轴向进给，在对待加工气缸套车削外圆的同时进行镗孔工序，同时进行两道工序不仅可以避免多
道工序需要分部完成所导致的安装误差累计，造成气缸套品质下降的问题，还能够利用同
时内外加工抵消振动；

[0025] 3、在粗车外圆后，启旋转马达动，从而驱动蜗杆旋转，与蜗杆啮合连接的蜗轮随之转动，带动主动拨盘转动，进而使槽轮间歇运动，实现活动刀架的换刀动作，解决了实际生
产中因多次停机换刀影响工作效率且刀具多次安装造成累计误差的问题。

附图说明

[0026] 为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。

[0027] 图1为本发明整体立体结构示意图；

[0028] 图2为本发明加工主体立体结构示意图；

[0029] 图3为本发明待加工气缸套定位夹持装置正视图；

[0030] 图4为本发明待加工气缸套定位夹持装置后视图；

[0031] 图5为本发明自动换刀装置剖视示意图；

[0032] 图6为本发明活动刀架立体结构示意图。

[0033] 图中：1、机箱；2、推拉护罩；3、加工底座；4、第一伺服电机；5、主动带轮；6、旋转主轴；7、从动带轮；8、皮带；9、下主轴箱；10、上主轴箱； 11、气缸套定位夹紧装置；12、导轨；
13、第一丝杆模组；14、第二丝杆模组； 15、第一移动板；16、刀架溜板；17、刀架固定滑板；
18、刀具切换装置；19、活动刀架；20、第二移动板；21、镗刀滑板；22、电机固定滑板；23、第二
伺服电机；24、镗刀装置安装盘；25、待加工气缸套；30、三爪卡盘；31、环形固定件；32、摩擦
紧固件；33、扭力弹簧；34、连接杆；40、换刀箱体；41、旋转马达；42、蜗杆；43、蜗杆支撑架；
44、蜗轮；45、主动拨盘；46、槽轮。

具体实施方式

[0034] 下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普
通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的
范围。

[0035] 请参阅图1‑6所示，一种单缸两冲程发动机气缸套加工设备，包括机箱1、推拉护罩2、加工底座3、第一伺服电机4、主动带轮5、旋转主轴6、从动带轮 7、皮带8、下主轴箱9、上主
轴箱10、气缸套定位夹紧装置11、导轨12、第一丝杆模组13、第二丝杆模组14、第一移动板
15、刀架溜板16、刀架固定滑板 17、刀具切换装置18、活动刀架19、第二移动板20、镗刀滑板
21、电机固定滑板22、第二伺服电机23、镗刀装置安装盘24和待加工气缸套25，所述机箱 1
一侧设置有推拉护罩2，所述推拉护罩2与机箱1滑动连接，所述机箱1底部固定有加工底座
3；

[0036] 所述加工底座3的一侧固定有第一伺服电机4，所述第一伺服电机4的输出轴端部固定连接有主动带轮5，所述加工底座3的顶部固定有下主轴箱9，下主轴箱9的顶部通过螺
纹啮合连接有上主轴箱10，所述下主轴箱9与上主轴箱10 之间设置有旋转主轴6，所述旋转
主轴6通过轴承与下主轴箱9和上主轴箱10 转动连接，所述旋转主轴6的一端固定连接有从
动带轮7，所述从动带轮7与主动带轮5之间设置有皮带8，从动带轮7与主动带轮5通过皮带8
传动配合，所述旋转主轴6的另一端固定连接有气缸套定位夹紧装置11；

[0037] 所述加工底座3的顶部对称固定有导轨12，加工底座3的一侧固定有第一丝杆模组13和第二丝杆模组14，所述第一丝杆模组13的螺母一侧固定有第一移动板15，所述第一移
动板15的顶端固定有刀架溜板16，所述刀架溜板16与导轨12滑动配合，所述刀架溜板16的
顶部设置有刀架固定滑板17，所述刀架固定滑板17与刀架溜板16滑动配合，刀架固定滑板
17的顶端固定有刀具切换装置18，所述刀具切换装置18的一侧转动连接有活动刀架19；

[0038] 所述第二丝杆模组14的螺母一侧固定有第二移动板20，第二移动板20的一侧固定有镗刀滑板21，所述镗刀滑板21与导轨12滑动配合，所述镗刀滑板 21的顶部滑动连接有电
机固定滑板22，所述电机固定滑板22的顶部固定有第二伺服电机23，所述第二伺服电机23
的输出轴端部固定有镗刀装置安装盘24；

[0039] 所述第一伺服电机4的输出轴端部与主动带轮5通过键连接，所述旋转主轴6与从动带轮7通过键连接，所述第二伺服电机23与镗刀装置安装盘24通过键连接；

[0040] 所述气缸套定位夹紧装置11包括三爪卡盘30、环形固定件31、摩擦紧固件32、扭力弹簧33和连接杆34，所述旋转主轴6的外侧套接有套管，且三爪卡盘30通过套管与旋转主轴
6固定连接，所述旋转主轴6的一侧端部通过轴承转动连接有环形固定件31，所述环形固定
件31的一侧等角度设置有三根摩擦紧固件32，所述摩擦紧固件32的一端通过扭力弹簧33均
与环形固定件31的转动连接，摩擦紧固件32的另一端等角度设置有三根连接杆34，所述连
接杆34的一端与摩擦紧固件32转动连接，连接杆34的另一端与三爪卡盘30转动连接；

[0041] 所述刀具切换装置18包括换刀箱体40、旋转马达41、蜗杆42、蜗杆支撑架43、蜗轮44、主动拨盘45和槽轮46，所述刀架固定滑板17上固定有换刀箱体40，换刀箱体40的内部底
板固定有旋转马达41和蜗杆支撑架43，所述旋转马达41的输出轴端部通过联轴器与蜗杆42
的一端连接，蜗杆42的另一端通过轴承与蜗杆支撑架43转动连接，所述蜗杆42的上方设置
有蜗轮44，蜗轮44与蜗杆42啮合链接，所述蜗轮44的一侧固定有主动拨盘45，所述主动拨盘
45的一侧设置有槽轮46，槽轮46通过销轴与活动刀架19固定连接，所述槽轮46与主动拨盘
45传动配合；

[0042] 所述第一丝杆模组13和第二丝杆模组14呈平行设置；

[0043] 所述下主轴箱9与上主轴箱10两侧对应位置均开设有半圆形槽，两对应半圆形槽配合将连接旋转主轴6的轴承固定在半圆形槽内；

[0044] 一种单缸两冲程发动机气缸套加工设备的使用方法，该方法具体包括以下步骤：

[0045] 步骤一：将待加工气缸套25由三爪卡盘30进行圆周定位，使待加工气缸套25与旋转主轴6轴心重合，三爪卡盘30不需要对待加工气缸套25施加过大的夹持力，在镗刀装置安
装盘24上安装镗刀，将各种规格车刀安装于活动刀架19上，调整刀架固定滑板17和镗刀滑
板21的位置并进行固定；

[0046] 步骤二：启动第一伺服电机4，从而带动旋转主轴6旋转，与旋转主轴(6) 固定连接的三爪卡盘30随之转动，进而拉动连接杆34，连接杆34带动摩擦紧固件32接触待加工气缸
套25的内壁，并随着三爪卡盘30的高速转动，与环形固定件31形成速度差，摩擦紧固件32对
待加工气缸套25内壁施加较大的压力从而实现对待加工气缸套25的夹持；

[0047] 步骤三：启动第一丝杆模组13和第二丝杆模组14的电机对刀架溜板16和镗刀滑板21进行轴向进给，在对待加工气缸套25车削外圆的同时进行镗孔工序。一般来说，车削外圆
的工序比镗孔速度要快，在粗车外圆后，启动旋转马达41，从而驱动蜗杆42旋转，与蜗杆42
啮合连接的蜗轮44随之转动，带动主动拨盘45转动，进而使槽轮46间歇运动，实现活动刀架
19的换刀动作。

[0048] 以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作
很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原
理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权
利要求书及其全部范围和等效物的限制。