專利名稱:曲軸孔主定位加工汽缸孔夾具的制作方法
本實用新型用于內(nèi)燃機(jī)發(fā)動機(jī)缸體機(jī)械加工定位。它是在立式精鏜、精銑機(jī)床上通過一次性定位裝夾來加工內(nèi)燃發(fā)動機(jī)缸體汽缸孔和上頂面的定位夾具。
內(nèi)燃發(fā)動機(jī)缸體汽缸孔和上頂面的批量加工，歷來都是在專用機(jī)床上采用“一面兩銷”的定位方式進(jìn)行定位裝夾?！耙幻鎯射N”的定位方式是以缸體下底面作為第一定位基準(zhǔn)，以缸體底面上的兩個銷孔作為第二和第三定位基準(zhǔn)。定位后首先加工出曲軸孔，然后在銑床上精銑缸體頂面，再在立式精鏜床上加工汽缸孔。從加工過程可知，曲軸孔、上頂面、汽缸孔的相互位置精度是通過精度不高的缸體下底面(實際使用中無需過高的精度要求)為基準(zhǔn)加工出來的。而內(nèi)燃發(fā)動機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，上頂面、汽缸孔對曲軸孔有直接的幾何精度和相關(guān)位置精度要求，而對缸體下底面無較高精度要求。顯而易見，用“一面兩銷”定位方式加工出來的缸體汽缸孔、上頂面、曲軸孔，其加工工藝基準(zhǔn)與設(shè)計裝配基準(zhǔn)不統(tǒng)一。從保證內(nèi)燃發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)精度的角度來看，“一面兩銷”定位方式顯然不是最理想的定位方式。
本實用新型的任務(wù)是提供一種在批量生產(chǎn)條件下加工缸體汽缸孔和上頂面的定位夾具，該夾具除以曲軸孔為主定位基準(zhǔn)外，還另有多點(diǎn)輔助支承，使定位基準(zhǔn)和設(shè)計基準(zhǔn)相統(tǒng)一。這樣加工出來的缸體有利于保證裝配質(zhì)量，發(fā)動機(jī)的性能和運(yùn)轉(zhuǎn)壽命也得以提高。
本實用新型對缸體的定位夾緊是按以下步驟進(jìn)行的(參看附圖)
缸體(2)送入夾具左、右支座(1，4)中間，其位置由固定在夾具左、右支座(1，4)上的擋板(6)及夾具后部的左、右機(jī)架座(3)的尺寸限制，使缸體(2)底面上的兩個工藝孔能較準(zhǔn)確地分別套進(jìn)夾具底座(5)上的菱形定位銷(8)和圓柱銷(7)，缸體(2)便被置于夾具底座(5)上的四個浮動輔助支承(10)上。(該項見圖2)。至此，缸體(2)便在夾具中達(dá)到初始定位狀態(tài)〔參看《工件初定位布置示意圖(圖1)》〕。
初始定位完成后，即對缸體曲軸孔定位。對曲軸孔定位的執(zhí)行機(jī)構(gòu)是左、右定心夾緊機(jī)構(gòu)(9)。該機(jī)構(gòu)為具有圓錐面配合的雙層結(jié)構(gòu)。其外層為具有外圓柱面和與定心軸(9.b)配合的內(nèi)錐孔的彈簧套(9.c)，彈簧套(9.c)沿軸線方向銑有4～10條不通槽而形成多瓣簧片；其內(nèi)層為具有與彈簧套錐孔配合的外錐面的定心軸(9.b)。彈簧套(9.c)受截面較小的油缸活塞桿作用，定心軸(9.b)受截面較大的油缸活塞桿作用。油缸(9.a)位置布置呈同軸心線狀態(tài)。初始定位后，左、右彈簧套(9.c)和定心軸(9.b)在工作面積不等的相應(yīng)油缸活塞桿的作用下，先后插入缸體(2)兩端的曲軸孔內(nèi)，完成曲軸孔的定位動作；同時，布置在夾具底座上的四個浮動輔助支承(10)在彈簧力的作用下緊貼缸體底面并隨缸體底面位置變化上下活動〔參看《工件曲軸孔主定位夾緊及輔助支承示意圖(圖2)》〕。
接著，夾具底座上的工作油缸活塞桿推動校平軸(11.b)水平移動，使校平工件支承(11)的校平支柱(11.a)在校平軸(11.b)兩等斜度的斜面作用下同步上升，緊緊支撐缸體底面中部兩點(diǎn)，將缸體(2)校正于水平位置。校平工作后，校平支柱(11.a)在斜面上被鎖住；然后左、右定心夾緊機(jī)構(gòu)中的彈簧套(9.c)在油缸活塞桿的作用下后退，彈簧套(9.c)在定心軸(9.b)外錐面的作用下漲緊在曲軸孔孔壁上，完成曲軸孔定位后的定心夾緊動作。此后，緊貼缸體底面的四個浮動輔助支承(10)的支承柱借助于四個油缸的活塞桿端部斜面從水平方向被剎緊。這樣，夾具就完成了對缸體(2)的精確定位動作〔參看《工件曲軸孔主定位夾緊及輔助支承示意圖(圖2)》〕。
在缸體(2)位置完全確定、六個自由度被消除的情況下，緊接著，位于夾具左支座(1)上的左靠位支承(12)機(jī)構(gòu)開始工作，油缸活塞桿推動齒輪齒條副、經(jīng)過絲桿螺母副，使前端部裝有能夠發(fā)出位置信號的低壓觸點(diǎn)和絕緣套的銅質(zhì)螺母直線運(yùn)動到觸及缸體左端面后即停止，起左靠位支承的作用。固定在夾具右支座(4)上的油缸活塞桿推出右夾緊機(jī)構(gòu)(13)中的夾緊塊對缸體(2)完成縱向夾緊〔參看《工件曲軸孔主定位夾緊及輔助支承示意圖(圖2)》〕。
完成上述動作后，位于夾具后部的一對后靠位支承(14、15)在油缸活塞桿的推動下，經(jīng)齒輪齒條副、兩個絲桿螺母副，具有能夠發(fā)出位置信號的低壓觸點(diǎn)的銅質(zhì)螺母直線運(yùn)動到缸體(2)后部的加工面，在兩個后靠位支承(14，15)都到位后，前夾緊裝置(16)的油缸的活塞桿通過其斜面副推動夾緊板(16.a)位移，使在端部具有斜面、滾輪的夾緊板(16.a)(起杠桿作用)夾緊缸體(2)。二后靠位支承(14，15)到位后，前夾緊裝置的夾緊力由后靠位支承(14，15)承受〔參看《工件后靠位、前夾緊示意圖(圖3)》〕。
缸體左端面和后側(cè)面的靠位支承的行程可通過調(diào)整環(huán)節(jié)調(diào)整，以適應(yīng)缸體尺寸公差的變化。
綜上所述，夾具的工作順序過程及組成構(gòu)件概括如下一、夾具對缸體的初始定位實現(xiàn)缸體在夾具中初始定位及其執(zhí)行部件。
二、夾具對缸體精確定位及夾緊1.左、右定心夾緊機(jī)構(gòu)對缸體實現(xiàn)曲軸孔定位及其執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
2.校平缸體及其執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
3.對曲軸孔定心夾緊及其執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
4.浮動輔助支承剎緊及其執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
5.缸體左靠位支承到位及其執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
6.右夾緊機(jī)構(gòu)夾壓缸體及其執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
7.缸體后靠位支承到位及其執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
8.對缸體前夾緊及其執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
通過這一系列的定位過程及夾緊過程，使缸體在夾具中的位置完全確定并處于可靠的夾緊狀態(tài)。
圖1－－工件初定位布置示意圖(俯視)。
1.左支座2.缸體(工件)3.機(jī)架座4.右支座5.夾具底座6.擋板7.圓柱銷8.菱形定位銷圖2－－工件曲軸孔主定位夾緊及輔助支承示意圖(正視)。
9.定心夾緊機(jī)構(gòu)(左、右各1套)9.a.油缸9.b.定心軸9.c.彈簧套10.浮動輔助支承(4個)11.校平工件支承(2個)
11.a校平支柱11.b校平軸12.左靠位支承。
13.右夾緊機(jī)構(gòu)。
圖3－－工件后靠位、前夾緊示意圖(俯視)。
14.左后靠位支承15.右后靠位支承16.前夾緊裝置(左右各1套)16.a.夾緊板。
實施例該實用新型最近已實施于某柴油發(fā)動機(jī)缸體汽缸孔和上頂面的批量加工。使用證明該夾具完全滿足缸體設(shè)計精度的加工要求。由于該夾具是機(jī)械化操作方式，故使用起來省力省時，缸體裝夾時間不超過3分鐘。
較通常的“一面兩銷”定位加工形式，本實用新型實現(xiàn)了設(shè)計、工藝基準(zhǔn)相統(tǒng)一。這對保證缸體加工精度、減少廢品來說，是一項有積極效果的工藝裝備。拖拉機(jī)、船舶制造業(yè)等內(nèi)燃發(fā)動機(jī)使用行業(yè)暫且不論，僅就汽車制造業(yè)來說，1983年我國汽車產(chǎn)量為24萬臺。僅就這一產(chǎn)量來說，通過本實用新型的采用若能使缸體加工廢品率下降0.5％的話，則每年將少報廢1200個發(fā)動機(jī)缸體。從而可見，企業(yè)將避免一筆可觀的經(jīng)濟(jì)損失。再者，加工質(zhì)量的提高有利于裝配質(zhì)量的保證，發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)壽命得以提高，耗油量得以降低。因此，內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的制造和使用行業(yè)均從中得益。
權(quán)利要求
1.一種曲軸孔主定位加工汽缸孔夾具，由左、右支座(1、4)，左、右機(jī)架座(3)，夾具底座(5)，擋板(6)，圓柱銷(7)，菱形定位銷(8)，右夾緊機(jī)構(gòu)(13)，前夾緊裝置(16)，以及供夾具實現(xiàn)定位、夾緊用的油缸組成，其特征在于a.該夾具具有左、右兩套曲軸孔定心夾緊機(jī)構(gòu)(9)，該定心夾緊機(jī)構(gòu)為包括內(nèi)層定心軸(9·b)和外層彈簧套(9·c)組成的雙層結(jié)構(gòu)。b.該夾具底座(5)上具有浮動輔助支承(10)，c.該夾具具有支承缸體底面的校平工件支承(11)，d.該夾具具有隨不同缸體縱向端面尺寸在公差內(nèi)變化而進(jìn)行靠位的左靠位支承(12)，e.該夾具具有隨不同缸體后側(cè)面尺寸在公差內(nèi)變化而進(jìn)行相應(yīng)靠位的左、右后靠位支承(14、15)。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的夾具，其特征是曲軸孔定心軸(9.b)和彈簧套(9.c)間的配合面為圓錐面。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的夾具，其特征是校平工件支承(11)具有其垂直方向上的位移量可實現(xiàn)同步控制的校平機(jī)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的夾具，其特征是支承缸體底面的浮動輔助支承(10)具有實現(xiàn)水平方向剎緊的機(jī)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求
3所述的夾具，其特征是校平機(jī)構(gòu)具有可實現(xiàn)校平支柱(11.a)同步垂直位移的兩個等斜度斜面。
專利摘要
曲軸孔主定位加工汽缸孔夾具是在立式精鏜、精銑機(jī)床上通過一次裝夾批量加工內(nèi)燃發(fā)動機(jī)汽缸孔和上頂面的定位夾具。針對當(dāng)前以缸體下底面為主定位基準(zhǔn)的“一面兩銷”定位方式的不足之處，該夾具以曲軸孔為主定位、外加多點(diǎn)浮動、輔助支承，使汽缸孔、上頂面的加工基準(zhǔn)與發(fā)動機(jī)的設(shè)計基準(zhǔn)相統(tǒng)一。在批量加工某柴油發(fā)動機(jī)缸體的實施中，加工精度滿足該缸體設(shè)計精度要求。由于缸體加工精度得到保證，發(fā)動機(jī)的使用壽命將得到提高。
文檔編號B23Q3/06GK87203995SQ87203995
公開日1988年3月2日 申請日期1987年3月17日
發(fā)明者周長盛 申請人:昆明機(jī)床廠導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan