曲軸專用機床自動上料機構

濱州海得曲軸有限責任公司 （山東 256606） 李海國

1. 手動上料機構存在的問題

曲軸是發動機中的核心零件，由于其結構復雜，加工時需要大量的曲軸專用機床，比如曲軸砂帶拋光機，曲軸圓角滾壓機床和曲軸專用數控磨床等。曲軸專用機床加工曲軸產品時，因曲軸連桿軸頸屬于偏心拐頸，在工件上料時需要將曲軸軸向和圓周方向都置于正確的位置，自動上料很難定位，所以多數采用手動上料的方式定位工件。如圖1所示的是某款曲軸砂帶拋光機三維結構簡圖，該機床采用的是手動上料方式，首先將工件曲軸用吊車吊到曲軸待加工位置，手動安裝曲軸使其軸向位置和圓周方向位置確定后，然后機床頂尖頂緊曲軸，開動機床加工。由于采用了手動上料方式，該機床無法實現自動化。

在新上曲軸生產線和老線改造時，普遍考慮采用機械手自動上下料，以實現全線或部分生產單元無人化操作。部分曲軸專用機床因無法適應現狀，急待改造。針對曲軸專用機床和曲軸工件的結構特點，設計了曲軸專用機床自動上料機構，應用于部分曲軸專用機床。

圖1 曲軸砂帶拋光機三維結構簡圖

圖2 曲軸專用機床自動上料機構簡圖

2. 曲軸專用機床自動上料機構

（1）自動上料機構結構，如圖2所示。

如圖3所示，薄夾板8與厚夾板9通過隔塊1固定位一體，氣缸13通過氣缸底座12安裝在厚薄2個夾板上，直線導軌2用螺釘固定在隔塊上。支撐塊3固定在直線導軌的滑塊上，一側與氣缸活塞桿聯接。固定塊7用螺釘固定在厚薄兩個夾板上，活動塊6通過軸承4和軸承心軸5安裝在厚薄夾板上。在圖3所示位置，活動塊為全約束狀態，在支撐塊退回時，活動塊僅可繞軸承心軸轉動。

圖3 左托架結構簡圖

結合圖2、圖3，右托架與左托架除對稱安裝外，僅有固定塊和活動塊的高度不同。左托架上的固定塊和活動塊組成V形支撐，用于支撐曲軸連桿軸頸，V形支撐的寬度與連桿軸頸的檔寬配合，起軸向定位作用。右托架上的固定塊和活動塊組成V形支撐，用于支撐曲軸主軸頸。將曲軸小頭端主軸頸和大盤端連桿頸放置到托架機構的2個V形支撐上，由于主軸頸和連桿頸不在同一軸線上，所以曲軸公共平面就會自動處于與床身底面垂直位置，即可實現曲軸圓周方向的自動定位。

（2）自動上料機構工作原理。機床起動自動程序后，機械手將曲軸小頭端主軸頸和大盤端連桿頸放置到托架機構的2個V形支撐上（此時氣缸活塞桿處于全伸出狀態，與之相聯的支撐塊使得活動塊處于垂直定位狀態），曲軸連桿頸便自動處于上端位置，軸頸靠近接近開關，接近開關發送信號，液壓缸向前推進，將曲軸的主軸公共軸線送至床頭箱和尾座的主軸軸線上。床頭箱夾緊、尾座頂緊工件曲軸后，氣缸活塞桿后退，帶動支撐塊后退，此時活動塊在重力作用下自動下落，然后液壓缸后退，將整個工作臺退回；工件加工完畢后，液壓缸向前推進，帶動整個工作臺前進至工件曲軸位置，氣缸活塞桿前進，帶動支撐塊通過直線導軌向前推進。在推力的作用下，使得活動塊從下端（圖3中的雙點劃線部分）繞軸承心軸向上旋轉至垂直定位狀態，從而支撐曲軸軸頸。此時曲軸的夾緊松開，然后液壓缸后退，將整個工作臺退回，機械手將曲軸提走，完成一個工作循環。