專利名稱：一種柴油機(jī)曲軸連桿軸頸車削用支承夾具及其支承方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于柴油機(jī)曲軸加工技術(shù)領(lǐng)域。具體涉及一種柴油機(jī)曲軸連桿軸頸車削用
支承夾具及其支承方法。 現(xiàn)有技術(shù) 曲軸是柴油機(jī)的核心部件，也是柴油機(jī)零件加工中難度較大的零件之一。去除曲 軸鍛坯連桿軸頸較大的余量更是曲軸加工能否繼續(xù)下去的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。 現(xiàn)有技術(shù)中，國內(nèi)外常用的曲軸連桿軸頸的加工方法主要有以下兩種第一是采 用旋風(fēng)車床加工方式；第二是采用較為先進(jìn)的車銑合一的復(fù)合機(jī)床加工方式。使用上述兩 種機(jī)床能保證曲軸能順利的加工，并具有較好的加工質(zhì)量，但是由于需要額外增加加工設(shè) 備，其設(shè)備的投入較大，制作成本高，不便于企業(yè)尤其是中小型曲軸加工企業(yè)的推廣應(yīng)用。
通常，為了節(jié)約設(shè)備成本的目的，目前，也有將曲軸直接安裝在普通車床上對連桿 軸頸進(jìn)行車削加工，但是對于現(xiàn)有的大馬力中速柴油機(jī)曲軸，尤其對于奇數(shù)缸，以缸數(shù)9缸 為例，其長度為6. 5m，偏心距240mm，偏心旋轉(zhuǎn)直徑1272m，重量約8噸，重量較重，如果將其 兩端直接安裝在車床上，中間部分無任何支承時，整個曲軸在車削加工過程中振動較大，系 統(tǒng)剛性差，車削無法進(jìn)行。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的第一個技術(shù)目的是提供了一種柴油機(jī)曲 軸連桿軸頸車削用支承夾具，該支承夾具能直接應(yīng)用于普通車床上，支承可靠、定中簡易， 安裝方便，預(yù)防曲軸在車削加工過程中的振動，保證曲軸較好的加工質(zhì)量。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明是按以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的 本發(fā)明所述的柴油機(jī)曲軸連桿軸頸車削用支承夾具，包括固定在車床導(dǎo)軌上與連
桿軸頸同心的外支承圈組件，還包括用于支承并夾緊主軸頸的內(nèi)偏心圈組件，所述內(nèi)偏心
圈組件的內(nèi)圓心與主軸頸軸心同心，且其外圓面與外支承圈組件同心，所述外支承圈組件
上均勻固定有若干與內(nèi)偏心圈組件的外圓面接觸用于支撐內(nèi)偏心圈組件的彈性支撐裝置。 作為上述技術(shù)的進(jìn)一步改進(jìn)，所述外支承圈組件的垂直中心線位置設(shè)置有對內(nèi)偏
心圈組件進(jìn)行對中的對中裝置。 在本發(fā)明中，所述外支承圈組件包括固定在車床導(dǎo)軌上的下支承半圈，以及與下 支承半圈組合形成一圓形圈體的上支承半圈，該上支承半圈與下支承半圈接合面處固定連 接。 在本發(fā)明中，所述內(nèi)偏心圈組件包括上偏心半圈、下偏心半圈，所述上偏心半圈套 設(shè)在主軸頸上，所述上偏心半圈與主軸頸之間還設(shè)置有定位墊圈；所述下偏心半圈內(nèi)還設(shè) 置有一夾緊塊，該夾緊塊與上偏心半圈一起夾緊在主軸頸上。 作為上述技術(shù)的更進(jìn)一步改進(jìn)，所述夾緊塊為一V型夾緊塊，所述下偏心半圈的 底部對應(yīng)設(shè)置有用于置放V型夾緊塊底部的方形凹槽。
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在本發(fā)明中，為了使外支承圈組件給內(nèi)偏心圈組件提供均勻的，對稱的彈性剛性 支撐力，所述固定在外支承圈組件上的彈性支撐裝置為四個，其以外支承圈組件的圓心為 中心均勻分布，即其與外支承圈組件的垂直中心線成45°夾角。 具體來說，所述彈性支撐裝置包括外套筒，所述外套筒內(nèi)部空腔內(nèi)沿其中軸線設(shè) 置有螺桿，螺桿的末端套設(shè)凸形內(nèi)套筒，該凸形內(nèi)套筒的凸形端部設(shè)置有一與之配合的凹 形套筒，所述凸形內(nèi)套筒與凹形套筒的結(jié)合面處還設(shè)置有一碟形彈簧，且所述凹形套筒的 外端面還安裝有一軸承，該軸承與內(nèi)偏心圈組件接觸。 在本發(fā)明中，所述彈性支撐裝置的外套筒一部分穿過上支承半圈或下支承半圈， 另一部分焊接在上支承半圈或下支承半圈的外圓面。 具體來說，所述對中裝置為固定在上支承半圈內(nèi)壁面頂部向下延伸的上對中棒， 和固定在下支承半圈內(nèi)壁面底部向上延伸的下對中棒，通過上對中棒和下對中棒與內(nèi)偏心 圈組件外圓偏心方向上預(yù)設(shè)的準(zhǔn)確的十字對中線的對中，使得外支承圈組件、內(nèi)偏心圈與 曲軸主軸頸軸心三點一線，使其與車床旋轉(zhuǎn)中心趨向重合，增強(qiáng)整個切削加工過程的系統(tǒng) 剛性。 為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的第二個技術(shù)目的是提供了一種柴油機(jī)曲 軸連桿軸頸車削用支承夾具的支承方法。 為達(dá)到上述第二技術(shù)目的，本發(fā)明是按以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的
本發(fā)明所述的柴油機(jī)曲軸連桿軸頸車削用支承夾具的支承方法，其具體步驟是
(1)用吊車將曲軸安裝在機(jī)床頭尾端附加的分度偏心夾具上定位夾緊，使曲軸待 車削的連桿軸頸位于機(jī)床旋轉(zhuǎn)中心，曲軸主軸頸位于機(jī)床上死點； (2)用吊車將下支承半圈放入要求支撐的相應(yīng)曲軸主軸頸位置下端，并與機(jī)床導(dǎo) 軌定位緊固； (3)用吊車將下偏心半圈放入下支承半圈中兩彈性支撐裝置上定位夾持； (4)用吊車將V型夾緊塊經(jīng)下偏心半圈方形凹槽引導(dǎo)繞曲軸主軸頸軸線旋入至接
合面處于向上水平位置后夾持； (5)用吊車將上偏心半圈放入曲軸主軸頸上端，與下偏心半圈定位緊固后整體吊 掛在曲軸主軸頸上，并與V型夾緊塊對應(yīng)連接； (6)用上對中棒和下對中棒分別對正內(nèi)偏心圈組件外圓上垂直方向中心線后將V 型夾緊塊緊固； (7)在機(jī)床動力帶動下曲軸正常旋轉(zhuǎn)，內(nèi)偏心圈部件外圓相對外支承圈組件同心、 同步旋轉(zhuǎn)； (8)外支承圈組件上四個彈性支撐裝置通過旋轉(zhuǎn)螺桿分別有序地軸向移動，頂向
內(nèi)偏心圈組件的外圓，軸承接觸內(nèi)偏心圈組件外圓后繼續(xù)適當(dāng)預(yù)緊，保證足夠支撐力為止，
以完成整個支承夾具的安裝過程。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是 (1)本發(fā)明由于通過支承夾具將曲軸直接安裝在普通車床上進(jìn)行曲軸連桿軸頸的 車削加工，無需專門的旋風(fēng)車床或車_銑復(fù)合車床，減少了曲軸加工企業(yè)的設(shè)備投入成本， 使用更為方便可靠，適用范圍廣； (2)本發(fā)明支承夾具在使用時，曲軸主軸頸軸線獲得偏心夾持后，內(nèi)偏心圈組件以曲軸主軸頸軸線為定位基準(zhǔn)，內(nèi)偏心圈組件外圓偏心值等同于曲軸連桿軸頸偏心距，并與 機(jī)床旋轉(zhuǎn)中心趨向重合，依靠具有剛性特性的彈性支撐裝置的支撐，構(gòu)成支承可靠、定中簡 易、安裝方便的支承夾具，其整體定位碼夾在機(jī)床導(dǎo)軌上，實現(xiàn)與機(jī)床旋轉(zhuǎn)中心趨向重合的 支承方法，以增強(qiáng)整個工藝切削系統(tǒng)剛性，有效地避免了曲軸在連桿軸頸的切屑加工過程 振動現(xiàn)象，確保曲軸連桿軸頸有較高的表面加工質(zhì)量。 (3)本發(fā)明支承夾具可用于加工任何缸數(shù)的柴油機(jī)曲軸連桿軸頸，尤其對于車削 大馬力中速柴油機(jī)奇數(shù)缸的曲軸連桿軸頸效果更為明顯。


圖1是本發(fā)明所述的柴油機(jī)曲軸連桿軸頸車削用支承夾具結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本發(fā)明中彈性支撐裝置的剖視圖。
圖3是本發(fā)明中內(nèi)偏心圈組件結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳述 如圖1所示，本發(fā)明所述的柴油機(jī)曲軸連桿軸頸車削用支承夾具，包括固定在車 床導(dǎo)軌上與連桿軸頸20同心的外支承圈組件l，還包括用于支承并夾緊主軸頸10的內(nèi)偏心 圈組件2，內(nèi)偏心圈組件2的內(nèi)圓心與曲軸的主軸頸10軸心同心，且其外圓面與外支承圈組 件1同心，外支承圈組件1上均勻固定有若干與內(nèi)偏心圈組件2的外圓面接觸用于支撐內(nèi) 偏心圈組件的彈性支撐裝置3，通過該彈性支撐裝置3將內(nèi)偏心圈組件2支承在外支承圈組 件1上，從而較好地對主軸頸10固定，對連桿軸頸20進(jìn)行車削加工。 在本發(fā)明中，外支承圈組件1包括固定在車床導(dǎo)軌上的下支承半圈12，以及與下 支承半圈12組合形成一圓形圈體的上支承半圈ll，該上支承半圈11與下支承半圈12接合 面處通過圓柱銷4固定連接。 如圖1、圖3所示，所述內(nèi)偏心圈組件2包括上偏心半圈21、下偏心半圈22，所述 上偏心半圈21套設(shè)在主軸頸上IO，上偏心半圈21與主軸頸10之間還設(shè)置有定位墊圈5 ; 下偏心半圈22內(nèi)還設(shè)置有一夾緊塊6，該夾緊塊6與上偏心半圈21 —起夾緊在主軸頸10 上。所述夾緊塊6為一 V型夾緊塊，下偏心半圈22的底部對應(yīng)設(shè)置有用于置放V型夾緊塊 底部的方形凹槽221。 此外，為了提高外支承圈組件1與內(nèi)偏心圈組件2在垂直方向定位對中，所述外支 承圈組件l的垂直中心線位置設(shè)置有對內(nèi)偏心圈組件2進(jìn)行對中的對中裝置，該對中裝置 具體為固定在上支承半圈ll內(nèi)壁面頂部向下延伸的上對中棒7，和固定在下支承半圈12內(nèi) 壁面底部向上延伸的下對中棒8，通過上對中棒7和下對中棒8與內(nèi)偏心圈組件2外圓偏心 方向上預(yù)設(shè)的準(zhǔn)確的十字對中線的對中，使得外支承圈組件1、內(nèi)偏心圈2與曲軸主軸頸10 軸心三點一線，使其與車床旋轉(zhuǎn)中心趨向重合，增強(qiáng)整個切削加工過程的系統(tǒng)剛性。
由圖1可知，所述固定在外支承圈組件1上的彈性支撐裝置3為四個，其以外支承 圈組件1的圓心為中心均勻分布，即其與外支承圈組件1的垂直中心線成45。夾角，即在上 支承半圈11和下支承半圈12上各設(shè)有兩個。如圖1所示，所述固定在上支承半圈11的彈 性支撐裝置3的外套筒31 —部分貫穿上支承半圈ll，其另一部分焊接在上支承半圈11的
6外圓面上；與之相同的，固定在下支承半圈12的彈性支撐裝置3的外套筒31—部分貫穿下 支承半圈12，另一部分焊接在下支承半圈12的外圓面上。 如圖2所示，所述彈性支撐裝置3包括外套筒31，所述外套筒31內(nèi)部空腔內(nèi)沿其 中軸線設(shè)置有螺桿32，螺桿32的末端套設(shè)凸形內(nèi)套筒33，該凸形內(nèi)套筒33的凸形端部設(shè) 置有一與之配合的凹形套筒34，所述凸形內(nèi)套筒33與凹形套筒34的結(jié)合面處還設(shè)置有一 碟形彈簧35，且所述凹形套筒34的外端面還安裝有一軸承36，該軸承36與內(nèi)偏心圈組件 的外圓面抵觸接觸，本發(fā)明中選用的軸承36為承載力大并且軸承外圈軸線允許偏斜2 3°特性的雙列向心球面滾子軸承。由于彈性支撐裝置3中設(shè)置有螺桿32，通過旋轉(zhuǎn)螺桿 32分別有序地軸向移動，從而頂向內(nèi)偏心圈組件2的外圓面，而軸承36 (雙列向心球面滾子 軸承)接觸內(nèi)偏心圈組件2的外圓面后繼續(xù)適當(dāng)預(yù)緊，保證足夠的彈性支撐力，此外，還通 過碟形彈簧35可吸收、緩解循環(huán)變化的壓力的剛性特性，有效地預(yù)防了過大的支撐力導(dǎo)致 壓破壓裂軸承36，使大型奇數(shù)缸曲軸連桿軸頸在普通車床上車削成為可能。
本發(fā)明所述的柴油機(jī)曲軸連桿軸頸車削用支承夾具的支承方法，其具體步驟是
(1)用吊車將曲軸安裝在機(jī)床頭尾端附加的分度偏心夾具上定位夾緊，使曲軸待 車削的連桿軸頸20位于機(jī)床旋轉(zhuǎn)中心，曲軸主軸頸10位于機(jī)床上死點；
(2)用吊車將下支承半圈12放入要求支撐的相應(yīng)曲軸主軸頸10位置下端，并與機(jī) 床導(dǎo)軌定位緊固； (3)用吊車將下偏心半圈22放入下支承半圈12中兩彈性支撐裝置3上定位夾持；
(4)用吊車將V型夾緊塊6經(jīng)下偏心半圈22方形凹槽引導(dǎo)繞曲軸主軸頸10軸線 旋入至接合面處于向上水平位置后夾持； (5)用吊車將上偏心半圈21放入曲軸主軸頸10上端，與下偏心半圈22定位緊固 后整體吊掛在曲軸主軸頸10上，并與V型夾緊塊6對應(yīng)連接； (6)用上對中棒7和下對中棒8分別對正內(nèi)偏心圈組件2外圓上垂直方向中心線 后將V型夾緊塊6緊固； (7)在機(jī)床動力帶動下曲軸正常旋轉(zhuǎn)，內(nèi)偏心圈組件2外圓相對外支承圈組件1同 心、同步旋轉(zhuǎn)； (8)外支承圈組件1上四個彈性支撐裝置3通過旋轉(zhuǎn)螺桿32分別有序地軸向移 動，頂向內(nèi)偏心圈組件2的外圓，軸承接觸內(nèi)偏心圈組件2外圓后繼續(xù)適當(dāng)預(yù)緊，保證足夠 支撐力為止，以完成整個支承夾具的安裝過程。 本發(fā)明并不局限于上述實施方式，如果對本發(fā)明的各種改動或變型不脫離本發(fā)明 的精神和范圍，倘若這些改動和變型屬于本發(fā)明的權(quán)利要求和等同技術(shù)范圍之內(nèi)，則本發(fā) 明也意圖包含這些改動和變型。
權(quán)利要求
柴油機(jī)曲軸連桿軸頸車削用支承夾具，其特征在于包括固定在車床導(dǎo)軌上與連桿軸頸同心的外支承圈組件，還包括用于支承并夾緊主軸頸的內(nèi)偏心圈組件，所述內(nèi)偏心圈組件的內(nèi)圓心與主軸頸軸心同心，且其外圓面與外支承圈組件同心，所述外支承圈組件上均勻設(shè)置有若干與內(nèi)偏心圈組件的外圓面接觸用于支撐內(nèi)偏心圈組件的彈性支撐裝置。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的柴油機(jī)曲軸連桿軸頸車削用支承夾具，其特征在于所述外支承圈組件包括固定在車床導(dǎo)軌上的下支承半圈，以及與下支承半圈組合形成一圓形圈體的上支承半圈，該上支承半圈與下支承半圈接合面處固定連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的柴油機(jī)曲軸連桿軸頸車削用支承夾具，其特征在于所述內(nèi)偏心圈組件包括上偏心半圈、下偏心半圈，所述上偏心半圈套設(shè)在主軸頸上，所述上偏心半圈與主軸頸之間還設(shè)置有定位墊圈；所述下偏心半圈內(nèi)還設(shè)置有一夾緊塊，該夾緊塊與上偏心半圈一起夾緊在主軸頸上。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的柴油機(jī)曲軸連桿軸頸車削用支承夾具，其特征在于所述夾緊塊為一 V型夾緊塊，所述下偏心半圈的底部對應(yīng)設(shè)置有用于置放V型夾緊塊底部的方形凹槽。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的柴油機(jī)曲軸連桿軸頸車削用支承夾具，其特征在于所述固定在外支承圈組件上的彈性支撐裝置為四個，其以外支承圈組件的圓心為中心均勻分布，即其與外支承圈組件的垂直中心線成45。夾角。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的柴油機(jī)曲軸連桿軸頸車削用支承夾具，其特征在于所述彈性支撐裝置包括外套筒，所述外套筒內(nèi)部空腔內(nèi)沿其中軸線設(shè)置有螺桿，螺桿的末端套設(shè)凸形內(nèi)套筒，該凸形內(nèi)套筒的凸形端部設(shè)置有一與之配合的凹形套筒，所述凸形內(nèi)套筒與凹形套筒的結(jié)合面處還設(shè)置有一碟形彈簧，且所述凹形套筒的外端面還安裝有一軸承，該軸承與內(nèi)偏心圈組件接觸。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的柴油機(jī)曲軸連桿軸頸車削用支承夾具，其特征在于所述彈性支撐裝置的外套筒一部分穿過上支承半圈或下支承半圈，另一部分焊接在上支承半圈或下支承半圈的外圓面。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的柴油機(jī)曲軸連桿軸頸車削用支承夾具，其特征在于所述外支承圈組件的垂直中心線位置設(shè)置有對內(nèi)偏心圈組件進(jìn)行對中的對中裝置。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的柴油機(jī)曲軸連桿軸頸車削用支承夾具，其特征在于所述對中裝置為固定在上支承半圈內(nèi)壁面頂部向下延伸的上對中棒，和固定在下支承半圈內(nèi)壁面底部向上延伸的下對中棒。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的柴油機(jī)曲軸連桿軸頸車削用支承夾具的支承方法，其具體步驟是(1) 用吊車將曲軸安裝在機(jī)床頭尾端附加的分度偏心夾具上定位夾緊，使曲軸待車削的連桿軸頸位于機(jī)床旋轉(zhuǎn)中心，曲軸主軸頸位于機(jī)床上死點；(2) 用吊車將下支承半圈放入要求支撐的相應(yīng)曲軸主軸頸位置下端，并與機(jī)床導(dǎo)軌定位緊固；(3) 用吊車將下偏心半圈放入下支承半圈中兩彈性支撐裝置上定位夾持；(4) 用吊車將V型夾緊塊經(jīng)下偏心半圈方形凹槽引導(dǎo)繞曲軸主軸頸軸線旋入至接合面處于向上水平位置后夾持；(5) 用吊車將上偏心半圈放入曲軸主軸頸上端，與下偏心半圈定位緊固后整體吊掛在 曲軸主軸頸上，并與V型夾緊塊對應(yīng)連接；(6) 用上對中棒和下對中棒分別對正內(nèi)偏心圈組件外圓上垂直方向中心線后將V型夾 緊塊緊固；(7) 在機(jī)床動力帶動下曲軸正常旋轉(zhuǎn)，內(nèi)偏心圈部件外圓相對外支承圈組件同心、同步 旋轉(zhuǎn)；(8) 外支承圈組件上四個彈性支撐裝置通過旋轉(zhuǎn)螺桿分別有序地軸向移動，頂向內(nèi)偏 心圈組件的外圓，軸承接觸內(nèi)偏心圈組件外圓后繼續(xù)適當(dāng)預(yù)緊，保證足夠支撐力為止，以完 成整個支承夾具的安裝過程。
全文摘要
本發(fā)明屬于柴油機(jī)曲軸加工技術(shù)領(lǐng)域。具體公開的是柴油機(jī)曲軸連桿軸頸車削用支承夾具，包括固定在車床導(dǎo)軌上與連桿軸頸同心的外支承圈組件，還包括用于支承并夾緊主軸頸的內(nèi)偏心圈組件，所述內(nèi)偏心圈組件的內(nèi)圓與主軸頸同心，且其外圓面與外支承圈組件同心，所述外支承圈組件上均勻設(shè)置有若干與內(nèi)偏心圈組件的外圓面接觸用于支撐內(nèi)偏心圈組件的彈性支撐裝置。本發(fā)明還公開了上述支承夾具的支承方法。該支承夾具使大型奇數(shù)缸曲軸連桿軸頸在普通車床上車削成為可能，而且支承可靠、定中簡易，安裝方便，有效地預(yù)防曲軸在車削加工過程中的振動，保證曲軸較好的車削加工質(zhì)量。
文檔編號B23Q3/00GK101733656SQ20091025127
公開日2010年6月16日 申請日期2009年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月1日
發(fā)明者吳健翔, 李建清, 林夢云, 甄健勝, 虞榮漢 申請人:廣州柴油機(jī)廠