一種汽車發(fā)動(dòng)機(jī)連桿裂解槽激光切割的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及激光加工【技術(shù)領(lǐng)域】,公開了一種汽車發(fā)動(dòng)機(jī)連桿裂解槽激光切割機(jī),包括機(jī)床、X軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、Y軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、Z軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、A軸旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、夾具、激光器和激光切割頭,所述X軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和Y軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)均安裝于機(jī)床上,所述Z軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝于X軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)上,所述夾具安裝于Y軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)上,所述激光切割頭通過A軸旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)安裝于Z軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)上,所述激光切割頭與夾具相對應(yīng),所述激光器與激光切割頭連接。本實(shí)用新型具有效率高、成本低和可實(shí)現(xiàn)柔性加工的優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】
一種汽車發(fā)動(dòng)機(jī)連桿裂解槽激光切割機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及激光加工【技術(shù)領(lǐng)域】,更具體的說,特別涉及一種汽車發(fā)動(dòng)機(jī)連桿裂解槽激光切割機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]連桿裂解工藝與傳統(tǒng)加工工藝的區(qū)別體現(xiàn)在斷裂面呈現(xiàn)犬牙交錯(cuò)的自然斷裂表面,使其具有加工工序少、節(jié)省精加工設(shè)備、節(jié)材節(jié)能、生產(chǎn)成本低等優(yōu)勢。此外,連桿裂解加工技術(shù)還可使連桿承載能力、抗剪能力、桿和蓋的定位精度及裝配質(zhì)量大幅度提高,對提高發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)技術(shù)水平和整機(jī)性能具有重要作用。其原理是通過在連桿大頭孔中心處設(shè)計(jì)并預(yù)制缺口(預(yù)制裂紋槽),形成應(yīng)力集中,再主動(dòng)施加垂直預(yù)定斷裂面的載荷進(jìn)行引裂,在幾乎不發(fā)生變形的情況下,在缺口處規(guī)則斷裂,實(shí)現(xiàn)連桿體與連桿蓋的無屑斷裂剖分。本實(shí)用新型是針對連桿裂紋槽的加工,連桿裂解工藝中傳統(tǒng)的裂解槽加工是采用機(jī)械拉削工藝加工“V型”裂解槽,它具有如下缺點(diǎn):1)、加工速度慢,刀具磨損快,生產(chǎn)效率底;2)、要保證裂解槽圓角在R0.3mm以下,需要經(jīng)常修整拉刀尖角圓弧半徑,加大人工成本;3)、連桿裂解加工技術(shù)要求初始裂解槽的應(yīng)力集中系數(shù)很大,要求裂解槽寬越小越好,采用機(jī)械拉削的加工方法,拉刀尖角圓弧半徑也很小,要求小于0.3mm,加工過程中很容易磨損變鈍,裂解槽圓弧半徑R隨之變大,不良品率隨之增高?,F(xiàn)有技術(shù)中的機(jī)械拉削工藝加工“V型”裂解槽見圖1中Ia和Ib所示。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題,提供一種效率高、成本低和可實(shí)現(xiàn)柔性加工的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)連桿裂解槽激光切割機(jī)。
[0004]為了解決以上提出的問題,本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為:
[0005]一種汽車發(fā)動(dòng)機(jī)連桿裂解槽激光切割機(jī),包括機(jī)床、X軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、Y軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、Z軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、A軸旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、夾具、激光器和激光切割頭,所述X軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和Y軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)均安裝于機(jī)床上,所述Z軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝于X軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)上,所述夾具安裝于Y軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)上,所述激光切割頭通過A軸旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)安裝于Z軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)上,所述激光切割頭與夾具相對應(yīng),所述激光器與激光切割頭連接。
[0006]根據(jù)本實(shí)用新型的一優(yōu)選實(shí)施例:所述X軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括X軸導(dǎo)軌、X軸電機(jī)、X軸電機(jī)座、X軸基座、X軸光柵尺、X軸絲桿和X軸車載板,所述X軸導(dǎo)軌、X軸光柵尺和X軸絲桿均安裝于X軸基座上,所述X軸電機(jī)通過X軸電機(jī)座安裝于X軸基座的一端且X軸電機(jī)的輸出端與X軸絲桿連接,所述X軸車載板安裝于X軸導(dǎo)軌和X軸絲桿上,所述Z軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝于X軸車載板上。
[0007]根據(jù)本實(shí)用新型的一優(yōu)選實(shí)施例:所述Z軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括Z軸絲桿、Z軸電機(jī)、Z軸光柵尺、Z軸基座、Z軸導(dǎo)軌和Z軸車載板,所述Z軸絲桿、Z軸光柵尺和Z軸導(dǎo)軌均安裝于Z軸基座上,所述Z軸車載板安裝于Z軸絲桿和Z軸導(dǎo)軌上,所述Z軸車載板還安裝于X軸車載板上,所述Z軸電機(jī)的輸出端與Z軸絲桿連接。
[0008]根據(jù)本實(shí)用新型的一優(yōu)選實(shí)施例:所述Y軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括相互并列設(shè)置的Yl軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和Y2軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu),所述Yl軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和Y2軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)上均安裝有夾具。
[0009]根據(jù)本實(shí)用新型的一優(yōu)選實(shí)施例:所述Yl軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和Y2軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)一致,均包括Y軸基座、吸塵口、Y軸導(dǎo)軌、Y軸緩沖器、Y軸限位器、Y軸氣缸、Y軸車載板和車防塵罩,所述Y軸導(dǎo)軌、Y軸緩沖器和Y軸限位器均安裝于Y軸基座上,所述Y軸車載板安裝于Y軸導(dǎo)軌上,所述Y軸氣缸的輸出端與Y軸車載板連接,所述吸塵口和車防塵罩安裝于Y軸基座的兩端。
[0010]根據(jù)本實(shí)用新型的一優(yōu)選實(shí)施例:所述A軸旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括A軸基座、馬達(dá)、A軸車載板和切割頭連接板,所述A軸基座安裝于Z軸基座上,所述馬達(dá)的一端與A軸基座連接,其輸出端通過A軸車載板與切割頭連接板連接,所述激光器安裝于切割頭連接板上。
[0011]根據(jù)本實(shí)用新型的一優(yōu)選實(shí)施例:所述激光器包括激光切割頭和安裝于激光切割頭上的光學(xué)系統(tǒng),所述激光切割頭包括本體,安裝于本體上的噴嘴,所述光學(xué)系統(tǒng)包括依次安裝于本體上的保護(hù)鏡、聚焦鏡、反射鏡、準(zhǔn)直擴(kuò)束鏡和QBH連接頭,所述QBH連接頭通過管道與激光器連接,所述本體上還包括調(diào)節(jié)所述光學(xué)系統(tǒng)焦點(diǎn)的焦點(diǎn)調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)。
[0012]根據(jù)本實(shí)用新型的一優(yōu)選實(shí)施例:所述激光切割頭的本體上還設(shè)有高壓氣體連接處,所述高壓氣體連接處通過管道與一吹氣系統(tǒng)連接,所述吹氣系統(tǒng)包括高壓氣源、空氣過濾裝置、調(diào)壓閥和電氣控制閥,所述高壓氣源通過空氣過濾裝置與管道連接,所述調(diào)壓閥安裝于管道上,所述電氣控制閥與調(diào)壓閥連接。
[0013]根據(jù)本實(shí)用新型的一優(yōu)選實(shí)施例:所述夾具包括夾具底板、第一夾具定位插芯和第二夾具定位插芯,所述第一夾具定位插芯和第二夾具定位插芯均安裝于夾具底板上。
[0014]根據(jù)本實(shí)用新型的一優(yōu)選實(shí)施例:所述機(jī)床包括機(jī)床基座和封閉式安裝于機(jī)床基座上的機(jī)床外殼,所述機(jī)床基座包括機(jī)床底架和安裝于機(jī)床底架上的大理石橫梁,所述機(jī)床底架上還安裝有雙工位平臺(tái),所述Y軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝于雙工位平臺(tái)上,所述X軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝于大理石橫梁上。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比,本實(shí)用新型的有益效果在于:
[0016]1、本實(shí)用新型采用激光器加工,可減少生產(chǎn)耗材,降低生產(chǎn)成本,如減少刀具磨損,不用時(shí)時(shí)磨刀,保證刀具R角彡0.3mm ;
[0017]2、本實(shí)用新型提高生產(chǎn)效率,由于采用了雙工位加工,保證激光切割機(jī)一直在切割加工,減短上下連桿激光切割機(jī)停止不工作的時(shí)間;
[0018]3、本實(shí)用新型增加了連桿加工的良品率,因?yàn)榧す夤β史€(wěn)定度在2 %以內(nèi),這樣由于激光功率變化對裂解槽槽寬及槽深的影響很小,幾乎不會(huì)產(chǎn)生不良品;
[0019]4、本實(shí)用新型可以實(shí)現(xiàn)柔性加工,可以通過調(diào)節(jié)激光焦點(diǎn)在連桿待加工表面的位置(如:焦點(diǎn)在表面,在表面上及在表面下)及改變激光功率的大小,改變縫寬大小及槽深,實(shí)現(xiàn)柔性加工。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]圖1中Ia為現(xiàn)有技術(shù)中采用機(jī)械拉削加工“V型”裂解槽的結(jié)構(gòu)圖,圖1b為圖1a中A處的放大圖。
[0021]圖2中2a為本實(shí)用新型的采用激光加工“V型”裂解槽的結(jié)構(gòu)圖,圖2b為圖2a中B處的放大圖。
[0022]圖3為本實(shí)用新型的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)連桿裂解槽激光切割機(jī)中機(jī)床外殼的結(jié)構(gòu)圖。
[0023]圖4為本實(shí)用新型的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)連桿裂解槽激光切割機(jī)中機(jī)床基座的結(jié)構(gòu)圖。
[0024]圖5為本實(shí)用新型的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)連桿裂解槽激光切割機(jī)中X軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和Z軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。
[0025]圖6為本實(shí)用新型的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)連桿裂解槽激光切割機(jī)中Yl軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和Y2軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。
[0026]圖7為本實(shí)用新型的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)連桿裂解槽激光切割機(jī)中A軸旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。
[0027]圖8為本實(shí)用新型的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)連桿裂解槽激光切割機(jī)中控制系統(tǒng)的原理圖。
[0028]圖9為本實(shí)用新型的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)連桿裂解槽激光切割機(jī)中光學(xué)系統(tǒng)的原理圖。
[0029]圖10為本實(shí)用新型的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)連桿裂解槽激光切割機(jī)中激光切割頭的結(jié)構(gòu)圖。
[0030]圖11為本實(shí)用新型的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)連桿裂解槽激光切割機(jī)中吹氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。
[0031]圖12為本實(shí)用新型的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)連桿裂解槽激光切割機(jī)中夾具的結(jié)構(gòu)圖。
[0032]圖13為本實(shí)用新型的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)連桿裂解槽激光切割機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。
[0033]附圖標(biāo)記說明:
[0034]101、腳輪,102、雙工位平臺(tái),103、左封箱門,104、左封箱,105、觀察窗,106、右開門,107、后開門,108、上罩,109、左開門,110、光纖出口,111、電控柜后開門,112、報(bào)警燈,113、空調(diào)安裝處,114、顯示器,115、控制按鈕,116、鍵盤盒,117、電控柜前開門,118、激光器倉,119、腳輪,120、Yl軸控制按鈕,121、Y2軸控制按鈕,122、光幕安裝板;
[0035]201、機(jī)床底架,202、大理石橫梁;
[0036]301、X軸導(dǎo)軌,302、X軸電機(jī),303、X軸電機(jī)座,304、X軸基座,305、X軸光柵尺,306、X軸絲桿,307、X軸車載板,308、Z軸絲桿,309、Z軸電機(jī),310、Z軸光柵尺,311、Z軸基座,312、Z軸導(dǎo)軌,313、Z軸車載板;
[0037]401、Y軸基座,402、吸塵口,403、Y軸導(dǎo)軌,404、Y軸緩沖器,405、Y軸限位器,406、Y軸氣缸,407、Y軸車載板,408、車防塵罩;
[0038]501、A軸基座,502、馬達(dá),503、A軸車載板,504、切割頭連接板;
[0039]601、噴嘴,602、保護(hù)鏡,603、聚焦鏡,604、反射鏡,605、準(zhǔn)直擴(kuò)束鏡,606、QBH連接頭,607、焦點(diǎn)調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu),608、調(diào)激光對中處,609、高壓氣體連接處,610、激光器;
[0040]701、夾具底板,702、第一夾具定位插芯,703、第二夾具定位插芯,704、刻度尺;
[0041]801、主機(jī)外殼,802、X軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu),803、機(jī)床基座,804、A軸旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu),805、Z軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu),806、激光切割頭,807、報(bào)警燈安裝處,808、顯示器安裝處,809、控制按鈕安裝處,810、激光器及工控機(jī)安裝處,811、電氣控制柜前開門處,812、電氣控制柜,813、安全光幕,814、Yl軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu),815、夾具,816、Y2軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu);
[0042]910、高壓氣源,920、空氣過濾裝置,930、調(diào)壓閥,940、電氣控制閥。
【具體實(shí)施方式】
[0043]為了便于理解本實(shí)用新型,下面將參照相關(guān)附圖對本實(shí)用新型進(jìn)行更全面的描述。附圖中給出了本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例。但是,本實(shí)用新型可以以許多不同的形式來實(shí)現(xiàn),并不限于本文所描述的實(shí)施例。相反地,提供這些實(shí)施例的目的是使對本實(shí)用新型的公開內(nèi)容的理解更加透徹全面。
[0044]需要說明的是,當(dāng)元件被稱為“固定于”另一個(gè)元件,它可以直接在另一個(gè)元件上或者也可以存在居中的元件。當(dāng)一個(gè)元件被認(rèn)為是“連接”另一個(gè)元件,它可以是直接連接到另一個(gè)元件或者可能同時(shí)存在居中元件。
[0045]除非另有定義,本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語與屬于本實(shí)用新型的【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本實(shí)用新型的說明書中所使用的術(shù)語只是為了描述具體的實(shí)施例的目的,不是旨在于限制本實(shí)用新型。
[0046]本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該了解,在本實(shí)施例中涉及到的X軸、Y軸和Z軸是相對于三維空間來進(jìn)行的定義,即為了方便表示三維激光切割機(jī)的運(yùn)動(dòng)方向;本領(lǐng)域的技術(shù)人員不能僅對上述的詞語進(jìn)行字面限定的理解,當(dāng)然,也可以采用其他方式如:第一方向、第二方向和第三方向等詞語來進(jìn)行限定,其也在本實(shí)用新型所保護(hù)的范圍內(nèi)。
[0047]本實(shí)用新型的原理是采用激光進(jìn)行加工,也就是由激光器輸出受控的重復(fù)高頻率的脈沖激光,該脈沖激光束通過聚焦透鏡組聚焦在加工物體的表面上,形成一個(gè)個(gè)細(xì)微的、高能量密度的光斑。每一個(gè)高能量的激光脈沖瞬間就把物體表面濺射出一個(gè)極微細(xì)小的孔,在計(jì)算機(jī)控制下,激光切割頭與被切割材料按預(yù)先繪好的圖形進(jìn)行相對運(yùn)動(dòng),這樣就能完成零件的激光切割。切割時(shí),一股與光束同軸氣流由切割頭噴出,將熔化或氣化的材料由切口的底部吹出(注:如果吹出的氣體和被切割材料產(chǎn)生熱效反應(yīng),則此反應(yīng)將提供切割所需的附加能源;氣流還有冷卻已切割面,減少熱影響區(qū)和保證聚焦鏡不受污染的作用)。
[0048]實(shí)施例一
[0049]參閱圖3?圖13所示,本實(shí)施例提供一種汽車發(fā)動(dòng)機(jī)連桿裂解槽激光切割機(jī),包括機(jī)床、X軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)802、Y軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、Z軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)805、A軸旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)804、夾具815、激光器和激光切割頭806,其中,X軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)802和Y軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)均安裝于機(jī)床上,Z軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)805安裝于X軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)802上,夾具815安裝于Y軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)上,激光切割頭806通過A軸旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)安裝于Z軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)805上,激光切割頭806與夾具815相對應(yīng),激光器與激光切割頭806連接。
[0050]本實(shí)施例中的激光器采用的是光纖激光器,波長1070nm,來加工連桿裂解槽,由于光纖激光器的光斑直徑可以小于0.1mm,達(dá)到0.05_。激光加工的裂解槽寬在0.05到0.15之間,這樣的裂解槽很實(shí)用于連桿裂解。且激光加工的速度快,不存在刀具磨損的問題,本實(shí)用新型采用的激光工藝加工“V型”裂解槽如圖2所示。
[0051]參閱圖5所示,本實(shí)施例中的X軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)802包括X軸導(dǎo)軌301、X軸電機(jī)302、X軸電機(jī)座303、X軸基座304、X軸光柵尺305、X軸絲桿306和X軸車載板307,其中,X軸導(dǎo)軌301、X軸光柵尺305和X軸絲桿306均安裝于X軸基座304上,X軸電機(jī)302通過X軸電機(jī)座303安裝于X軸基座304的一端且X軸電機(jī)302的輸出端與X軸絲桿306連接,X軸車載板307安裝于X軸導(dǎo)軌301和X軸絲桿306上,Z軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)805安裝于X軸車載板307上。
[0052]作為優(yōu)選,所述的X軸導(dǎo)軌301采用的是直線導(dǎo)軌,一軸兩根導(dǎo)軌,每根導(dǎo)軌上有兩個(gè)滑塊,當(dāng)X軸運(yùn)動(dòng)時(shí),滑塊移動(dòng),導(dǎo)軌安裝在X軸基座304上固定不動(dòng);所述的X軸電機(jī)302采用伺服電機(jī);所述的X軸基座304采用的是鋼材材料加工而成;所述的X軸光柵尺305可以保證重復(fù)定位的精度高;所述的X軸絲桿306采用的是研磨滾珠絲桿;所述的X軸車載板307主要是用來連接Z軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)805,并且在設(shè)計(jì)X軸車載板307時(shí),需要保證其剛性。
[0053]再參閱圖5所示,本實(shí)施例中的Z軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)805包括Z軸絲桿308、Z軸電機(jī)309、Z軸光柵尺310、Z軸基座311、Z軸導(dǎo)軌312和Z軸車載板313,其中,Z軸絲桿308、Z軸光柵尺310和Z軸導(dǎo)軌312均安裝于Z軸基座311上,Z軸車載板313安裝于Z軸絲桿308和Z軸導(dǎo)軌312上,Z軸車載板313還安裝于X軸車載板307上,Z軸電機(jī)309的輸出端與Z軸絲桿308連接。
[0054]本實(shí)施例中的Z軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)805采用導(dǎo)軌倒裝的方式,即滑塊固定,Z軸導(dǎo)軌312移動(dòng),這樣,當(dāng)X軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)802移動(dòng)時(shí),Z軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)805可以移動(dòng)到最上端,避免Z軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)805下端與待加工零件相撞。
[0055]作為優(yōu)選,所述的Z軸導(dǎo)軌312采用直線導(dǎo)軌,一軸兩根導(dǎo)軌,每根導(dǎo)軌上有兩個(gè)滑塊,當(dāng)Z軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)805運(yùn)動(dòng)時(shí),Z軸車載板固定在X軸車載板307上,導(dǎo)軌安裝在Z軸基座311上,當(dāng)Z軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)805工作時(shí),滑塊固定不動(dòng),Z軸導(dǎo)軌312隨Z軸基座311移動(dòng);所述的Z軸絲桿308采用的是研磨滾珠絲桿;所述的Z軸電機(jī)309采用的是伺服電機(jī);所述的Z軸光柵尺310可以保證重復(fù)定位的精度高;所述的Z軸基座311采用的是鋁材材料加工而成。
[0056]參閱圖13所示,本實(shí)施例中的Y軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括相互并列設(shè)置的Yl軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)814和Y2軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)816,Yl軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)814和Y2軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)816上均安裝有夾具815,即Y軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)采用的是雙工位加工,保證激光切割機(jī)一直在切割加工,減短上下連桿激光切割機(jī)停止不工作的時(shí)間,提高了生產(chǎn)的效率。
[0057]參閱圖6所示,本實(shí)施例中的Yl軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)814和Y2軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)816的結(jié)構(gòu)一致,均包括Y軸基座401、吸塵口 402、Y軸導(dǎo)軌403、Υ軸緩沖器404、Υ軸限位器405、Υ軸氣缸406、Y軸車載板407和車防塵罩408,其中,Y軸導(dǎo)軌403、Y軸緩沖器404和Y軸限位器405均安裝于Y軸基座401上,Y軸車載板407安裝于Y軸導(dǎo)軌403上,Y軸氣缸406的輸出端與Y軸車載板407連接,吸塵口 402和車防塵罩408安裝于Y軸基座401的兩端。
[0058]由于本實(shí)施例中Yl軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)814和Υ2軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)816只是把連桿送到激光加工位置,靜止不動(dòng),等待激光切割,連桿加工完成后再把連桿零件送回連桿上下位置。所以Yl軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)814和Υ2軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)816均只要求兩個(gè)位置(即連桿激光加工位置及連桿上下料的位置),只需保證高的重復(fù)定位精度,故本實(shí)施例中的Yl軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)814和Υ2軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)816均選擇氣缸驅(qū)動(dòng)的結(jié)構(gòu),其可以極大的降低成本。
[0059]由于在Yl軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)814和Υ2軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)816上均設(shè)計(jì)有Y軸緩沖器404和Y軸限位器405,可以保證運(yùn)動(dòng)的定位精度,即當(dāng)Y軸車載板407撞上Y軸限位器405后,Y軸停止運(yùn)動(dòng),等待激光切割加工。
[0060]作為優(yōu)選,所述的Y軸基座401采用鋼料加工而成;所述的吸塵口 402的主要作用是將激光切割所產(chǎn)生的熔渣通過此口吸走;所述的Y軸導(dǎo)軌403采用直線導(dǎo)軌,一軸兩根導(dǎo)軌,每根導(dǎo)軌上有兩個(gè)滑塊;所述的Y軸緩沖器404采用油壓緩沖器,保證Y軸氣缸406平滑減速停止;所述的Y軸限位器405可以調(diào)節(jié),定位Y軸氣缸406停止位置,保證氣缸所停止位置的重復(fù)性更高;所述的Y軸氣缸406采用運(yùn)行平穩(wěn)的雙動(dòng)氣缸;所述的Y軸車載板407采用工具鋼加工,表面需要高頻淬火,以使車載板表面的硬度高,建議55HRC以上,這樣的車載板不容易變形,用以保證Y軸重復(fù)性;所述的車防塵罩408用防燃燒皮革制造,可以防止因?yàn)榉缐m罩被激光點(diǎn)燃引起設(shè)備起火。
[0061]參閱圖7所示,本實(shí)施例中的A軸旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括A軸基座501、馬達(dá)502、A軸車載板503和切割頭連接板504,其中,A軸基座501安裝于Z軸基座311上(如圖5),馬達(dá)502的一端與A軸基座501連接,其輸出端通過A軸車載板503與切割頭連接板504連接,激光器安裝于切割頭連接板504上。
[0062]作為優(yōu)選,本實(shí)施例中的A軸基座501采用鋼材加工;馬達(dá)502采用DD馬達(dá),即采用的是DDR驅(qū)動(dòng)的模式,其轉(zhuǎn)動(dòng)速度、加速度高、重復(fù)定位精度高、剛性高、扭矩大。
[0063]參閱圖8所示,本實(shí)施例主要采用運(yùn)控控制卡來控制激光器、X軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、Y軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、Z軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和A軸旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的工作,并配合工業(yè)控制計(jì)算機(jī)、鍵盤鼠標(biāo)等外部輸入設(shè)備進(jìn)行參數(shù)輸入。
[0064]參閱圖7、圖9和圖10所示,本實(shí)施例中的激光器包括激光切割頭806和安裝于激光切割頭806上的光學(xué)系統(tǒng),其中,激光切割頭806包括本體,安裝于本體上的噴嘴601,光學(xué)系統(tǒng)包括依次安裝于本體上的保護(hù)鏡602、聚焦鏡603、反射鏡604、準(zhǔn)直擴(kuò)束鏡605和QBH連接頭606,QBH連接頭606通過管道與激光器610連接,本體上還包括調(diào)節(jié)光學(xué)系統(tǒng)焦點(diǎn)的焦點(diǎn)調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)607和調(diào)激光對中處608。
[0065]本實(shí)施例的激光切割頭806是把平行激光束,聚焦成一小圓光斑即激光焦點(diǎn),并且與高壓氣體相連,能在激光切割時(shí),把激光熔融連桿產(chǎn)生的熔渣吹走,由于連桿裂解槽大頭孔直徑大小有限,所以激光切割頭806的保護(hù)鏡602安裝處以下部分盡量設(shè)計(jì)細(xì)小,以保證激光切割頭806與連桿干涉。
[0066]本實(shí)施例的激光切割頭806主要起到以下的作用:1、調(diào)節(jié)光束對中功能,即可以調(diào)節(jié)激光光束與吹氣嘴同軸;2、調(diào)節(jié)焦點(diǎn)位置功能,即可以調(diào)節(jié)激光聚焦焦點(diǎn)與吹氣嘴口距離的功能;3、把激光器出來的發(fā)散激光束變成平行激光束。
[0067]參閱圖10和圖11所示,本實(shí)施例中的激光切割頭806的本體上還設(shè)有高壓氣體連接處609,高壓氣體連接處609通過管道與一吹氣系統(tǒng)連接,該吹氣系統(tǒng)包括高壓氣源910、空氣過濾裝置920、調(diào)壓閥930和電氣控制閥940,高壓氣源910通過空氣過濾裝置920與管道連接,調(diào)壓閥930安裝于管道上,電氣控制閥940與調(diào)壓閥930連接;當(dāng)激光切割頭806在進(jìn)行激光切割時(shí),高壓氣源910產(chǎn)生高壓氣體,把激光熔融連桿產(chǎn)生的熔渣吹走。
[0068]本實(shí)施例中還包括吸煙系統(tǒng)(圖未示),所述吸煙系統(tǒng)(圖未示)包括風(fēng)機(jī)(圖未示)和吸煙管道(圖未示),其主要作用是把切割連桿所產(chǎn)生的煙塵吸走。
[0069]參閱圖12所示,本實(shí)施例中的夾具815的主要作用一方面是定位待加工連桿,另一方面要具有吸塵通道,吸收切割時(shí)所產(chǎn)生的粉塵。具體結(jié)構(gòu)包括夾具底板701、第一夾具定位插芯702和第二夾具定位插芯703,其中,第一夾具定位插芯702和第二夾具定位插芯703均安裝于夾具底板701上。
[0070]作為優(yōu)選,在夾具底板701上設(shè)有刻度尺704,可用于顯示第二夾具定位插芯703的具體位置。
[0071]作為優(yōu)選,所述的夾具底板701用工具鋼加工,表面淬火,這樣得到高硬、耐磨的夾具底板,減少由于常常裝夾連桿對夾具的磨損,保證裝夾定位精度;所述的第一夾具定位插芯702采用工具鋼加工,采用表面淬火工藝,第一夾具定位插芯702根據(jù)連桿大孔尺寸的規(guī)格一一對應(yīng)定制;所述的第二夾具定位插芯703采用工具鋼加工,采用表面淬火工藝,第二夾具定位插芯703根據(jù)連桿小孔尺寸的規(guī)格一一對應(yīng)定制,第二夾具定位插芯703的安裝位置可以參照刻度尺初步確定,把連桿裝在夾具上來最終確定第二夾具定位插芯703的安裝位置。
[0072]再結(jié)合圖3、圖4和圖13所示,本實(shí)施例中的機(jī)床包括機(jī)床基座803和封閉式安裝于機(jī)床基座803上的機(jī)床外殼。
[0073]所述的機(jī)床外殼(圖3所示)主要由主機(jī)外殼801和電氣控制柜812組成;在主機(jī)外殼801上設(shè)有以下部件:四個(gè)腳輪101,每個(gè)腳輪101上配有腳杯,當(dāng)需要搬運(yùn)機(jī)械時(shí),升起腳杯,推動(dòng)機(jī)械即可;當(dāng)機(jī)械搬運(yùn)到位,調(diào)整腳杯,調(diào)節(jié)主機(jī)水平,主機(jī)調(diào)水平后,腳輪101處于懸空狀態(tài),主機(jī)的重量依托四個(gè)腳杯承受;雙工位平臺(tái)102,實(shí)現(xiàn)雙工位的Yl軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)814和Y2軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)816安裝在雙工位平臺(tái)上;左封箱104,在其上面設(shè)計(jì)可拆卸式的左封箱門103,以方便對機(jī)床的維修;觀察窗105,當(dāng)進(jìn)行激光切割時(shí),可以觀察機(jī)床的工作狀態(tài);右開門106,方便維修等;后開門107,方便調(diào)光、維修等;上罩108,用于形成封閉式的結(jié)構(gòu);左開門109,方便維修等;Y1軸控制按鈕120和Y2軸控制按鈕121,分別用于控制Yl軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)814和Y2軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)816的動(dòng)作;光幕安裝板122,其分左右板,用于安裝安全光幕813。
[0074]在電氣控制柜812上設(shè)有以下部件:光纖出口 110,用于將電氣控制柜812內(nèi)的激光器光纖引出;電控柜后開門111,方便維修等;報(bào)警燈112(即圖13中的報(bào)警燈安裝處807),采用三色燈形式,紅色表示設(shè)備有故障;黃色表示待機(jī);綠色表示設(shè)備正常運(yùn)行;空調(diào)安裝處113,用于安裝空調(diào),保證電氣控制柜812內(nèi)恒溫,保證激光器及各電控元件在最佳性能溫度范圍內(nèi)工作;顯示器114(即圖13中的顯示器安裝處808),顯示器114的位置是按人站立操作,根據(jù)人體工程學(xué)設(shè)計(jì);控制按鈕115(即圖13中的控制按鈕安裝處809),用于實(shí)現(xiàn)各種功能的開關(guān)按鈕;鍵盤盒116,內(nèi)置鍵盤、鼠標(biāo)等;電控柜前開門117 (即圖13中的電氣控制柜前開門處811),方便維修等;激光器倉118(即圖13中的激光器及工控機(jī)安裝處810),放置激光器及工控機(jī)等;腳輪119,本電氣控制柜812外殼采用四個(gè)腳輪119,每個(gè)腳輪119上配有腳杯,當(dāng)需要搬運(yùn)機(jī)械時(shí),升起腳杯,推動(dòng)機(jī)械即可;當(dāng)機(jī)械搬運(yùn)到位,調(diào)整腳杯,調(diào)節(jié)電控柜水平,電控柜調(diào)水平后,腳輪119處于懸空狀態(tài),電控柜的重量依托四個(gè)腳杯承受。
[0075]本實(shí)施例的機(jī)床外殼采用封閉式結(jié)構(gòu),其作用主要有以下幾個(gè)方面:1、可以防止激光輻射對操作人員的影響,以及在機(jī)械運(yùn)行時(shí),對操作人員安全保護(hù);2、采用分體封閉式結(jié)構(gòu),即主機(jī)外殼801和電氣控制柜812分開,這樣在電氣控制柜812上安裝空調(diào),保證電控柜內(nèi)恒溫,保證激光器及各電控元件在最佳性能溫度范圍內(nèi)工作;3、可以收集激光切割產(chǎn)生的煙塵,排出車間,防止激光切割產(chǎn)生的煙塵進(jìn)入車間;4、可以降低激光切割產(chǎn)生的噪曰?
[0076]所述的機(jī)床基座803包括機(jī)床底架201 (圖4所示)和安裝于機(jī)床底架201上的大理石橫梁202,所述的機(jī)床底架201上還安裝有雙工位平臺(tái)102,Y軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝于雙工位平臺(tái)102上,X軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)802安裝于大理石橫梁202上;其中的機(jī)床底架201采用鋼架焊接件結(jié)構(gòu)。
[0077]通過上述的結(jié)構(gòu)描述,本實(shí)施例的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)連桿裂解槽激光切割機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)在于:1、由于采用光纖激光器加工,可減少生產(chǎn)耗材,降低生產(chǎn)成本,如減少刀具磨損,不用時(shí)時(shí)磨刀,保證刀具R角< 0.3mm ;2、極大的提高了生產(chǎn)效率,由于采用了雙工位加工(即Yl軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)814和Y2軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)816),保證激光切割機(jī)一直在切割加工,減短上下連桿激光切割機(jī)停止不工作的時(shí)間;3、極大的增加了連桿加工的良品率,因?yàn)榧す夤β史€(wěn)定度在2%以內(nèi),這樣由于激光功率變化對裂解槽槽寬及槽深的影響很小,幾乎不會(huì)產(chǎn)生不良品;4、可以實(shí)現(xiàn)柔性加工,可以通過調(diào)節(jié)激光焦點(diǎn)在連桿待加工表面的位置(如:焦點(diǎn)在表面,在表面上及在表面下)及改變激光功率的大小,改變縫寬大小及槽深,實(shí)現(xiàn)柔性加工。
[0078]實(shí)施例二
[0079]本實(shí)施例在其他結(jié)構(gòu)上與實(shí)施例一均一致,不同之處在于:本實(shí)施例中的大理石橫梁202可以采用鑄件、焊接件替代。
[0080]實(shí)施例三
[0081]本實(shí)施例在其他結(jié)構(gòu)上與實(shí)施例一均一致,不同之處在于:本實(shí)施例中的Yl軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)814和Y2軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)816不采用氣缸式結(jié)構(gòu),而采用高精度伺服電機(jī)和滾珠絲桿傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)來替代。
[0082]實(shí)施例四
[0083]本實(shí)施例在其他結(jié)構(gòu)上與實(shí)施例一均一致,不同之處在于:本實(shí)施例中的A軸旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)可以用伺服電機(jī)和減速機(jī)的結(jié)構(gòu)來替代。
[0084]上述實(shí)施例為本實(shí)用新型較佳的實(shí)施方式,但本實(shí)用新型的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制,其他的任何未背離本實(shí)用新型的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化,均應(yīng)為等效的置換方式,都包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種汽車發(fā)動(dòng)機(jī)連桿裂解槽激光切割機(jī),其特征在于:包括機(jī)床、X軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(802)、Y軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、Z軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(805)、A軸旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(804)、夾具(815)、激光器和激光切割頭(806),所述X軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(802)和Y軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)均安裝于機(jī)床上,所述Z軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(805)安裝于X軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(802)上,所述夾具(815)安裝于Y軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)上,所述激光切割頭(806)通過A軸旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)安裝于Z軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(805)上,所述激光切割頭(806)與夾具(815)相對應(yīng),所述激光器與激光切割頭(806)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)連桿裂解槽激光切割機(jī),其特征在于:所述X軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(802)包括X軸導(dǎo)軌(301)、X軸電機(jī)(302)、X軸電機(jī)座(303)、X軸基座(304)、X軸光柵尺(305)、X軸絲桿(306)和X軸車載板(307),所述X軸導(dǎo)軌(301)、X軸光柵尺(305)和X軸絲桿(306)均安裝于X軸基座(304)上,所述X軸電機(jī)(302)通過X軸電機(jī)座(303)安裝于X軸基座(304)的一端且X軸電機(jī)(302)的輸出端與X軸絲桿(306)連接,所述X軸車載板(307)安裝于X軸導(dǎo)軌(301)和X軸絲桿(306)上,所述Z軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(805)安裝于X軸車載板(307)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)連桿裂解槽激光切割機(jī),其特征在于:所述Z軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(805)包括Z軸絲桿(308)、Z軸電機(jī)(309)、Z軸光柵尺(310)、Z軸基座(311)、Z軸導(dǎo)軌(312)和Z軸車載板(313),所述Z軸絲桿(308)、Z軸光柵尺(310)和Z軸導(dǎo)軌(312)均安裝于Z軸基座(311)上,所述Z軸車載板(313)安裝于Z軸絲桿(308)和Z軸導(dǎo)軌(312)上,所述Z軸車載板(313)還安裝于X軸車載板(307)上,所述Z軸電機(jī)(309)的輸出端與Z軸絲桿(308)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)連桿裂解槽激光切割機(jī),其特征在于:所述Y軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括相互并列設(shè)置的Yl軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(814)和Y2軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(816),所述Yl軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(814)和Y2軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(816)上均安裝有夾具(815)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)連桿裂解槽激光切割機(jī),其特征在于:所述Yl軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(814)和Y2軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(816)的結(jié)構(gòu)一致,均包括Y軸基座(401)、吸塵口(402)、Y軸導(dǎo)軌(403)、Y軸緩沖器(404)、Υ軸限位器(405)、Υ軸氣缸(406)、Υ軸車載板(407)和車防塵罩(408),所述Y軸導(dǎo)軌(403)、Υ軸緩沖器(404)和Y軸限位器(405)均安裝于Y軸基座(401)上,所述Y軸車載板(407)安裝于Y軸導(dǎo)軌(403)上,所述Y軸氣缸(406)的輸出端與Y軸車載板(407)連接,所述吸塵口(402)和車防塵罩(408)安裝于Y軸基座(401)的兩端。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)連桿裂解槽激光切割機(jī),其特征在于:所述A軸旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括A軸基座(501)、馬達(dá)(502)、A軸車載板(503)和切割頭連接板(504),所述A軸基座(501)安裝于Z軸基座(311)上,所述馬達(dá)(502)的一端與A軸基座(501)連接,其輸出端通過A軸車載板(503)與切割頭連接板(504)連接,所述激光器安裝于切割頭連接板(504)上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)連桿裂解槽激光切割機(jī),其特征在于:所述激光器包括激光切割頭(806)和安裝于激光切割頭(806)上的光學(xué)系統(tǒng),所述激光切割頭(806)包括本體,安裝于本體上的噴嘴(601),所述光學(xué)系統(tǒng)包括依次安裝于本體上的保護(hù)鏡(602)、聚焦鏡(603)、反射鏡(604)、準(zhǔn)直擴(kuò)束鏡(605)和QBH連接頭(606),所述QBH連接頭(606)通過管道與激光器(610)連接,所述本體上還包括調(diào)節(jié)所述光學(xué)系統(tǒng)焦點(diǎn)的焦點(diǎn)調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)(607)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)連桿裂解槽激光切割機(jī),其特征在于:所述激光切割頭(806)的本體上還設(shè)有高壓氣體連接處¢09),所述高壓氣體連接處(609)通過管道與一吹氣系統(tǒng)連接,所述吹氣系統(tǒng)包括高壓氣源(910)、空氣過濾裝置(920)、調(diào)壓閥(930)和電氣控制閥(940),所述高壓氣源(910)通過空氣過濾裝置(920)與管道連接,所述調(diào)壓閥(930)安裝于管道上,所述電氣控制閥(940)與調(diào)壓閥(930)連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)連桿裂解槽激光切割機(jī),其特征在于:所述夾具(815)包括夾具底板(701)、第一夾具定位插芯(702)和第二夾具定位插芯(703),所述第一夾具定位插芯(702)和第二夾具定位插芯(703)均安裝于夾具底板(701)上。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9任意一項(xiàng)所述的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)連桿裂解槽激光切割機(jī),其特征在于:所述機(jī)床包括機(jī)床基座(803)和封閉式安裝于機(jī)床基座(803)上的機(jī)床外殼,所述機(jī)床基座(803)包括機(jī)床底架(201)和安裝于機(jī)床底架(201)上的大理石橫梁(202),所述機(jī)床底架(201)上還安裝有雙工位平臺(tái)(102),所述Y軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝于雙工位平臺(tái)(102)上,所述X軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(802)安裝于大理石橫梁(202)上。
【文檔編號】B23K26/38GK203992828SQ201420291726
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年6月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月3日
【發(fā)明者】龔成萬, 郭啟軍, 楊錦彬, 寧艷華, 高云鋒 申請人:深圳市大族激光科技股份有限公司