專利名稱：非中心對稱工件內(nèi)環(huán)槽的加工方法及加工裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是機械領(lǐng)域，具體來說是一種非中心對稱工件中內(nèi)環(huán)槽的加工。
背景技術(shù)：
目前，活塞檔圈槽的加工主要有車削法和銑削法。車削法如圖1所示，一般采用工件1 (活塞)旋轉(zhuǎn)、刀桿2往復(fù)進退的車削加工方 法。采用車削法加工活塞擋圈槽，存在的主要問題是(1)由于活塞屬于非中心對稱零件， 工件旋轉(zhuǎn)不平衡，槽底同軸度差；(2)安裝工件的彈性夾頭3裝夾困難，加工效率低。銑削法如圖2所示，個別采用工件1固定，刀桿2除自轉(zhuǎn)nl外還需要做圓形公轉(zhuǎn) n2的銑削加工方法。刀桿2公轉(zhuǎn)必須由數(shù)控程序確定。采用銑削法加工活塞擋圈槽，存在 的主要問題是采用數(shù)控加工中心，設(shè)備成本高、加工效率低。

發(fā)明內(nèi)容
針對目前活塞檔圈槽加工方法存在的上述不足，本發(fā)明的目的在于提供一種新型 的非中心對稱工件內(nèi)環(huán)槽的加工方法，這種方法能夠提高活塞檔圈槽等非中心對稱工件內(nèi) 環(huán)槽的加工效率。本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種非中心對稱工件內(nèi)環(huán)槽的加工方法，其特征在于 是將工件固定，刀桿軸安裝在偏心刀桿套內(nèi)，使刀桿軸在偏心刀桿套內(nèi)作自轉(zhuǎn)的同時，偏心 刀桿套還自轉(zhuǎn)以帶動刀桿軸以偏心刀桿套的軸心為圓心公轉(zhuǎn)，偏心刀桿套的周期轉(zhuǎn)數(shù)比刀 桿軸的周期轉(zhuǎn)數(shù)N多一轉(zhuǎn)，利用轉(zhuǎn)數(shù)差使刀桿軸在轉(zhuǎn)動的同時產(chǎn)生徑向位移，從而實現(xiàn)自 動進退刀ο在本發(fā)明中，周期轉(zhuǎn)數(shù)是指設(shè)計確定的、在一個工作循環(huán)內(nèi)主軸(刀桿軸)的旋 轉(zhuǎn)周數(shù)N。本發(fā)明還提供了一種可用于活塞檔圈槽等非中心對稱工件內(nèi)環(huán)槽加工裝置，包括 安裝刀具的刀桿軸和一個偏心刀桿套，所述刀桿軸安裝于所述偏心刀桿套的偏心軸孔內(nèi)； 還包括被電機驅(qū)動的差速器，差速器的主輸聯(lián)接所述的刀桿軸，差速器的副輸出聯(lián)接所述 的偏心刀桿套，差速器副輸出的周期轉(zhuǎn)數(shù)比主輸出的周期轉(zhuǎn)數(shù)N多一轉(zhuǎn)。所述的差速器包括作為所述主輸出的主軸，所述的刀桿軸通過萬向軸或軟軸與所 述主軸聯(lián)接，所述主軸上還安裝有主齒輪，所述偏心刀桿套上安裝有輸出齒輪，所述輸出齒 輪作為副輸出與所述偏心刀桿套聯(lián)接，所述主齒輪與輸出齒輪之間有傳動齒輪嚙合形成差 速傳動機構(gòu)。所述傳動齒輪為同軸的雙齒輪。所述的差速器包括一個殼體，所述齒輪位于殼體內(nèi)，殼體外還安裝有工件定位臺 和銷孔固定套。由于差速器被電機驅(qū)動，為提高進退刀的可操控性以避免刀桿軸慣性旋轉(zhuǎn)的影 響，還包括用于控制刀桿軸周期轉(zhuǎn)數(shù)的自動控制裝置，可以用控制電路來控制電機的周期轉(zhuǎn)數(shù)，來實現(xiàn)自動控制。本發(fā)明還提供了一種更準確可靠且結(jié)構(gòu)簡單的機械式周期轉(zhuǎn)數(shù)控 制機構(gòu)，包括電機輸出軸上的蝸桿和對應(yīng)的蝸輪組成的變速系，所述的蝸輪與一個凸輪同 軸安裝，凸輪對應(yīng)于電機的開關(guān)，蝸輪與蝸桿傳動比為N。本發(fā)明采用工件固定不旋轉(zhuǎn)、刀具旋轉(zhuǎn)，且利用周期轉(zhuǎn)數(shù)差能實現(xiàn)在一個周期內(nèi) 非數(shù)控自動進刀和退刀，采用機械結(jié)構(gòu)既可以解決活塞擋圈槽加工效率低、質(zhì)量差的問題， 又可以極大降低設(shè)備成本，除可用于活塞檔圈槽的加工外，也可以用于其它非中心對稱工 件內(nèi)環(huán)槽的加工。


圖1為現(xiàn)有的車削法加工活塞檔圈槽示意圖。圖2為現(xiàn)有的銑削法加工活塞檔圈槽示意圖。圖3為本發(fā)明的活塞檔圈槽的加工原理示意圖。圖4為刀桿軸0轉(zhuǎn)位置示意圖。圖5為刀桿軸N/4轉(zhuǎn)位置示意圖。圖6為刀桿軸N/2轉(zhuǎn)位置示意圖。圖7為刀桿軸3N/4轉(zhuǎn)位置示意圖。圖8為本發(fā)明的活塞檔圈槽加工裝置的原理示意圖。圖9為周期轉(zhuǎn)數(shù)控制機構(gòu)的原理示意圖。圖中1、工件，2、刀桿軸，3、彈性夾頭，4、偏心刀桿套，5、差速器，6、周期轉(zhuǎn)數(shù)控制 裝置，7、電機51、殼體，52、主軸，53、齒輪，54、聯(lián)軸器，55、齒輪，56、齒輪，57、齒輪，58、工件固定 臺，59、銷孔固定套61、蝸桿，62、蝸輪，63、凸輪，64、頂桿，65、開關(guān)。
具體實施例方式下面通過具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細描述，以助于理解本發(fā)明的內(nèi)容。實施例1加工裝置如圖8所示，是一種能夠用于活塞等非中心對稱工件的內(nèi)環(huán)槽(如活塞檔圈槽) 的專用加工裝置。包括安裝刀具的刀桿軸2和一個偏心刀桿套4，同時結(jié)合圖3至圖8所 示，刀桿軸2安裝于偏心刀桿套4的偏心軸孔內(nèi)。還包括被電機7驅(qū)動的差速器5，差速器 5的主輸出聯(lián)接刀桿軸2以驅(qū)動刀桿軸，差速器的副輸出聯(lián)接偏心刀桿套4，差速器副輸出 的周期轉(zhuǎn)數(shù)比主輸出的周期轉(zhuǎn)數(shù)N多一轉(zhuǎn)，如圖3所示即在一個工作循環(huán)內(nèi)，刀桿軸的轉(zhuǎn)數(shù) 為N，側(cè)偏心刀桿套的轉(zhuǎn)數(shù)為N+1 (N為自然數(shù)，由設(shè)計確定)。附圖8中所示的差速器5為純機械結(jié)構(gòu)，包括作為所述主輸出的主軸52，由于刀桿 軸2除自轉(zhuǎn)外還要公轉(zhuǎn)，所以刀桿軸通過萬向軸或軟軸作為聯(lián)軸器54與主軸52聯(lián)接。主 軸52上還安裝有主齒輪53，偏心刀桿套4上安裝有輸出齒輪57，輸出齒輪57作為副輸出與 偏心刀桿套4固連，主齒輪53與輸出齒輪57之間有同軸的雙齒輪55、56作為傳動齒輪嚙 合形成差速轉(zhuǎn)動機構(gòu)，利用齒輪53、55、56、57之間的齒數(shù)不同，實現(xiàn)所需要的差速，即在一 個工作循環(huán)內(nèi)，刀桿軸的轉(zhuǎn)數(shù)為N，側(cè)偏心刀桿套的轉(zhuǎn)數(shù)為N+1 (N為自然數(shù)，由設(shè)計確定)。
4
差速器包括一個殼體51，齒輪53、55、56、57位于殼體51內(nèi)。為便于工件的固定， 殼體51外還安裝有放置工件的工件定位臺58和銷孔固定套59，偏心刀桿套位于銷孔固定 套59內(nèi)。周期轉(zhuǎn)數(shù)自動控制裝置6也采用機械結(jié)構(gòu)，結(jié)合圖8和圖9所示，包括安裝于電機 7輸出軸(或主軸52)上的蝸桿61和對應(yīng)的蝸輪62組成的變速系，蝸輪62與蝸桿61傳動 比等于刀桿軸的周期轉(zhuǎn)數(shù)N，蝸輪62與一個凸輪63同軸安裝，凸輪63對應(yīng)于電機的開關(guān) 65，可以直接控制開關(guān)65，也可以如圖9所示通過開關(guān)頂桿64以控制電機的開關(guān)65，當電 機7(即主軸)旋轉(zhuǎn)到N圈時，凸輪63恰好旋轉(zhuǎn)1圈，由凸輪頂桿64關(guān)閉電機開關(guān)65。電 機應(yīng)選用制動式電機，斷電時即可制動，以消除慣性旋轉(zhuǎn)，從而保證周期轉(zhuǎn)數(shù)N不變。實施例2加工方法以加工活塞檔圈槽為例說明加工方法，如圖3和圖4所示，是刀桿軸和偏心刀桿套在0轉(zhuǎn)的初始位置。固定活塞等非對稱工件不轉(zhuǎn)，刀桿軸2安裝在偏心刀桿套4內(nèi)，使刀桿軸2在偏心 刀桿套4內(nèi)作自轉(zhuǎn)同時，偏心刀桿套4自轉(zhuǎn)以帶動刀桿軸2以偏心刀桿套的中心為圓心公 轉(zhuǎn)，刀桿軸的周期轉(zhuǎn)數(shù)N，偏心刀桿套的周期轉(zhuǎn)數(shù)為N+1，利用轉(zhuǎn)數(shù)差使刀桿軸2在轉(zhuǎn)動的同 時產(chǎn)生徑向位移，位移量為e，從而實現(xiàn)自動進退刀。刀桿軸轉(zhuǎn)動N/4轉(zhuǎn)時刀桿軸所處的位置如圖5所示。刀桿軸轉(zhuǎn)動N/2轉(zhuǎn)時刀桿軸所處的位置如圖6所示。刀桿軸轉(zhuǎn)動3N/4轉(zhuǎn)時刀桿軸所處的位置如圖7所示。由圖4到圖7可以看出，每一加工循環(huán)過程中刀桿軸2自動徑向位移實現(xiàn)了自動 進退刀，位移量即為刀桿軸與偏心刀桿套的偏心距e的2倍。本發(fā)明以銷孔定位、工件固定、刀具旋轉(zhuǎn)，采用偏心差速原理實現(xiàn)自動進退刀，具 有加工成本低、效率高、質(zhì)量好的優(yōu)點。
權(quán)利要求
一種非中心對稱工件內(nèi)環(huán)槽的加工方法，其特征在于是將工件固定，刀桿軸安裝在偏心刀桿套內(nèi)，使刀桿軸在偏心刀桿套內(nèi)作自轉(zhuǎn)同時，偏心刀桿套自轉(zhuǎn)以帶動刀桿軸公轉(zhuǎn)，偏心刀桿套的周期轉(zhuǎn)數(shù)比刀桿軸的周期轉(zhuǎn)數(shù)N多一轉(zhuǎn)，利用轉(zhuǎn)數(shù)差使刀桿軸在轉(zhuǎn)動的同時產(chǎn)生徑向位移，從而實現(xiàn)自動進退刀。
2.如權(quán)利要求1所述的加工方法，其特征在于所述非中心對稱工件內(nèi)環(huán)槽為活塞的 檔圈槽。
3.一種非中心對稱工件內(nèi)環(huán)槽加工裝置，其特征在于包括安裝刀具的刀桿軸和一個 偏心刀桿套，所述刀桿軸安裝于所述偏心刀桿套的偏心軸孔內(nèi)；還包括被電機驅(qū)動的差速 器，差速器的主輸出聯(lián)接所述的刀桿軸，差速器的副輸出聯(lián)接所述的偏心刀桿套，差速器副 輸出的周期轉(zhuǎn)數(shù)比主輸出的周期轉(zhuǎn)數(shù)N多一轉(zhuǎn)。
4.如權(quán)利要求3所述的加工裝置，其特征在于所述的差速器包括作為所述主輸出的 主軸，所述的刀桿軸通過萬向軸或軟軸與所述主軸聯(lián)接，所述主軸上還安裝有主齒輪，所述 偏心刀桿套上安裝有輸出齒輪，所述輸出齒輪作為副輸出與所述偏心刀桿套聯(lián)接，所述主 齒輪與輸出齒輪之間有傳動齒輪嚙合形成差速傳動機構(gòu)。
5.如權(quán)利要求4所述的加工裝置，其特征在于所述傳動齒輪為同軸的雙齒輪。
6.如權(quán)利要求4或5所述的加工裝置，其特征在于差速器包括一個殼體，所述齒輪位 于殼體內(nèi)，殼體外還安裝有工件定位臺和銷孔固定套。
7.如權(quán)利要求3至5中之一所述的加工裝置，其特征在于還包括控制所述刀桿軸周 期轉(zhuǎn)數(shù)的周期轉(zhuǎn)數(shù)自動控制裝置。
8.如權(quán)利要求7所述的加工裝置，其特征在于所述的周期轉(zhuǎn)數(shù)自動控制裝置，包括電 機輸出軸上的蝸桿和對應(yīng)的蝸輪組成的變速系，所述的蝸輪與一個凸輪同軸安裝，凸輪對 應(yīng)于電機的開關(guān)，蝸輪與蝸桿傳動比為N。
9.如權(quán)利要求6所述的加工裝置，其特征在于還包括控制所述刀桿軸周期轉(zhuǎn)數(shù)的周 期轉(zhuǎn)數(shù)自動控制裝置，所述的周期轉(zhuǎn)數(shù)自動控制裝置包括電機輸出軸上的蝸桿和對應(yīng)的蝸 輪組成的變速系，所述的蝸輪與一個凸輪同軸安裝，凸輪對應(yīng)于電機的開關(guān)，蝸輪與蝸桿傳 動比為N。
10.如權(quán)利要求3至5中之一所述的加工裝置，其特征在于所述非中心對稱工件內(nèi)環(huán)槽 為活塞的檔圈槽。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種非中心對稱工件內(nèi)環(huán)槽的加工方法和裝置，是將工件固定，刀桿軸安裝在偏心刀桿套內(nèi)，使刀桿軸在偏心刀桿套內(nèi)作自轉(zhuǎn)同時，偏心刀桿套自轉(zhuǎn)以帶動刀桿軸公轉(zhuǎn)，偏心刀桿套的周期轉(zhuǎn)數(shù)比刀桿軸的周期轉(zhuǎn)數(shù)N多一轉(zhuǎn)，利用轉(zhuǎn)數(shù)差使刀桿軸在轉(zhuǎn)動的同時產(chǎn)生徑向位移，從而實現(xiàn)自動進退刀。本發(fā)明采用工件固定不旋轉(zhuǎn)、刀具旋轉(zhuǎn)，且利用周期轉(zhuǎn)數(shù)差能實現(xiàn)在一個周期內(nèi)非數(shù)控自動進刀和退刀，采用機械結(jié)構(gòu)既可以解決活塞擋圈槽加工效率低、質(zhì)量差的問題，又可以極大降低設(shè)備成本，除可用于活塞檔圈槽的加工外，也可以用于其它非中心對稱工件內(nèi)環(huán)槽的加工。
文檔編號B23Q15/013GK101890527SQ201010215608
公開日2010年11月24日 申請日期2010年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月2日
發(fā)明者向憲麒, 唐建萍, 李建軍, 楊志勇 申請人:湖南江濱機器(集團)有限責任公司