本發(fā)明涉及用于活塞加工的夾具，尤其涉及用于活塞加工的自動精裝夾具及生產(chǎn)線。

背景技術：

為滿足柴油機的排放法規(guī)要求，提高柴油機的燃油經(jīng)濟性，活塞作為柴油機的關鍵零部件，一方面是不斷進行活塞基礎研究，充分提高其設計加工精度和機械強度，另一方面不斷提升生產(chǎn)制造自動化水平來降低制造成本。

活塞自動化機械加工工藝路線是：粗車外園、平端面；精車止口、鉆頭部中心孔；鉆回油孔； 粗鏜銷孔、銷孔外倒角、車卡環(huán)槽；銷孔內(nèi)倒角；半精車外園、精車頂面、精車二三環(huán)槽；車一環(huán)槽、精車外園；粗車燃燒室、精車燃燒室；銑氣門坑；精鏜銷孔；檢驗。

公開的資料顯示，近幾年來國內(nèi)主要活塞企業(yè)的活塞加工技術已從普通單機、多工位組合機床生產(chǎn)進入到機械加工自動化制造階段，活塞的自動化機械加工制造系統(tǒng)主要包括：智能機械手、自動加工機床、自動傳送系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等。

主要工藝路線與傳統(tǒng)單機加工基本相同，活塞的自動化機械加工采用臥式加工，定位基準的選擇基本采用止口及端面作為統(tǒng)一基準，裝夾的主要夾具是止口盤及撥叉，受自動加工機床工作臺空間、工件轉(zhuǎn)運及裝夾便利等因素的制約，活塞夾緊主要是采用拉式夾緊，夾緊時、工作臺下的雙向油缸向下拉緊主軸中間拉桿，拉桿與撥叉連接，撥叉壓緊穿過活塞銷孔、撥叉頭部通孔的定位銷，將活塞緊緊的夾緊在止口盤上，實現(xiàn)活塞的裝夾。但精鏜銷孔時，機械手爪夾持活塞，將活塞止口與止口盤體對正，夾緊活塞，完成活塞的頂式夾緊。

活塞的裝卸和裝夾由智能機械手完成，機械手抓取夾持活塞頭部，被自動傳送系統(tǒng)傳送到自動加工機床的工作位，智能機械手位置測量及傳感系統(tǒng)自動測量并將活塞的止口與止口盤對正，將活塞安放到止口盤上，完成活塞定位。

現(xiàn)有活塞機械加工的自動化，特別是活塞加工過程的自動抓取、自動定位、自動裝卸，在提高生產(chǎn)效率，保證產(chǎn)品質(zhì)量的同時，也存在很多不足。

一是活塞抓取需智能機械手完成，智能機械手主要由手部機構、運動機構、傳感及位置測量系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等組成，抓取過程中手部機構抓取夾持活塞頭部，機械手爪與活塞加工面接觸，不但對智能機械手的設計制造要求非常高，關鍵是機械夾持存在活塞表面劃痕，夾持部位變形等缺陷。

二是智能機械手手部機構的機械磨損，運動機構液壓系統(tǒng)工作壓力的波動，機械手重載裝夾等原因，影響機械手位置精度的穩(wěn)定，從而造成活塞加工定位過程中定位精度的降低，影響活塞加工質(zhì)量的穩(wěn)定。

三是智能機械手結構復雜，智能化程度高，但價格昂貴、投資費用大、使用成本高，復雜的結構和系統(tǒng)增加了維護難度，后期維護成本也很高。

四是拉式夾緊定位，活塞的止口夾緊力不均勻，影響定位效果，對活塞的加工精度有一定影響。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術問題是克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種結構簡單、裝夾精度和裝夾效率高、投入成本低、利于推廣的用于活塞加工的自動精裝夾具及生產(chǎn)線。

為解決上述技術問題，本發(fā)明采用以下技術方案：

一種用于活塞加工的自動精裝夾具，包括止口盤和撥叉組件，所述撥叉組件上端可脹緊活塞開襠，下端與止口盤連接，所述夾具還包括與止口盤同軸布置的頂料桿和推料桿，所述頂料桿的端部和推料桿的端部均設有錐形頂尖，所述頂料桿穿設于止口盤和撥叉組件中，所述推料桿設于頂料桿上方，所述頂料桿的錐形頂尖與推料桿的錐形頂尖相對設置。

作為上述技術方案的進一步改進：

所述撥叉組件包括限位銷座、撥片、銷軸和鎖夾，所述限位銷座通過緊固件與止口盤固定連接，所述撥片設有一對，一對撥片相對設置，各撥片下端分別通過一件銷軸與限位銷座鉸接，各銷軸通過鎖夾定位。

所述撥叉組件還包括預壓緊彈簧，所述預壓緊彈簧壓緊于一對撥片之間，所述一對撥片于上部內(nèi)側(cè)均設有用于對預壓緊彈簧限位的凹槽，所述預壓緊彈簧的兩端分別置于一凹槽內(nèi)。

所述撥叉組件還包括支撐銷，所述支撐銷的兩端部分別設有一止推軸肩，所述一對撥片于上部均設有支撐銷孔，所述支撐銷的兩端滑設于支撐銷孔內(nèi)，所述止推軸肩與支撐銷孔配合限制一對撥片的收縮行程。

所述預壓緊彈簧套設于支撐銷外。

所述撥叉組件包括撥片、水平設置的第一彈性組件和第二彈性組件，所述撥片通過緊固件與止口盤固定連接，所述第一彈性組件裝設于撥片的上端部，所述第二彈性組件裝設于撥片的中部，所述第二彈性組件的彈力大于第一彈性組件的彈力，當撥叉組件伸入活塞開襠時，所述第一彈性組件先與活塞開襠接觸。

所述第一彈性組件包括四件彈性元件，且所述頂料桿兩側(cè)各設兩件，四件彈性元件相對于撥片伸出的方向交錯設置。

所述第二彈性組件包括兩件彈性元件，且所述頂料桿兩側(cè)各設一件，兩件彈性元件相對于撥片伸出的方向相反。

所述彈性元件包括套筒、球頭銷軸和預壓縮彈簧，所述球頭銷軸一端穿過套筒底部，另一端設置軸肩，所述預壓縮彈簧抵設于套筒底部與球頭銷軸的軸肩之間。

一種用于活塞加工的生產(chǎn)線，包括多臺加工設備，所述多臺加工設備通過軌道連接，所述軌道上設有用于運輸活塞工件的小車，所述加工設備配設有上述的用于活塞加工的自動精裝夾具，所述自動精裝夾具在小車與加工設備之間裝卸活塞工件。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于：

本發(fā)明的用于活塞加工的自動精裝夾具，提供了一種獨特的活塞裝夾方式，保證活塞在定位和夾緊過程中，活塞加工面能得到很好保護，活塞主要工作面與定位和夾緊裝置不接觸，完全消除活塞工作面可能產(chǎn)生的劃痕、變形等缺陷；在活塞內(nèi)腔頂部中心加工內(nèi)腔中心孔，活塞的定位在頂料桿的引導下，保證了活塞止口在止口盤上占有最正確的位置；頂料桿和推料桿與止口盤同軸布置，定位過程中不需要找正，定位時頂料桿和推料桿始終夾持活塞的內(nèi)腔中心孔和頭部中心孔，定位穩(wěn)定、正確可靠，消除了智能機械手定位可能產(chǎn)生的定位質(zhì)量隱患；活塞的裝卸、裝夾過程轉(zhuǎn)換無間隔，裝夾過程中頂料桿和推料桿夾持的活塞動作非常簡單，機械運行路徑單一，定位快捷、夾緊便捷，裝夾效率高；自動精裝夾具可實現(xiàn)上下料通用，活塞裝卸和活塞裝夾順序進行，能大大簡化自動加工機床的結構和控制系統(tǒng)設計；夾具各元件結構簡單，使機床同時具有了自動裝卸和自動裝夾功能，一套裝置多種功能，投資成本低，且對維護人員的要求相對較低，維修難度小，維護費用低；實現(xiàn)了活塞工件的立式裝夾，對于缸徑大、總長尺寸大、自重大的活塞工件，本發(fā)明具有較強的優(yōu)勢和工藝適應性。本發(fā)明的生產(chǎn)線自動化程度高、加工精度高、生產(chǎn)效率高，投入成本低，利于推廣。

附圖說明

圖1是本發(fā)明第一種自動精裝夾具實施例的主剖視圖（圖3的A-A剖面）。

圖2是本發(fā)明第一種自動精裝夾具實施例的側(cè)剖視圖（圖3的B-B剖面）。

圖3是圖2的C-C剖面圖。

圖4是本發(fā)明第二種自動精裝夾具實施例的主剖視圖（圖6的D-D剖面）。

圖5是本發(fā)明第二種自動精裝夾具實施例的側(cè)剖視圖（圖6的E-E剖面）。

圖6是本發(fā)明第二種自動精裝夾具實施例的俯視圖。

圖7是圖6的F-F剖面圖（卻除止口盤）。

圖8是本發(fā)明生產(chǎn)線實施例的結構示意圖。

圖中各標號表示：

1、止口盤；10、套筒；100、加工設備；2、撥叉組件；20、球頭銷軸；200、軌道；21、撥片；211、凹槽；212、支撐銷孔；22、限位銷座；23、銷軸；24、鎖夾；25、預壓緊彈簧；26、支撐銷；261、止推軸肩；27、第一彈性組件；28、第二彈性組件；3、頂料桿；30、預壓縮彈簧；300、小車；4、推料桿。

具體實施方式

圖1至圖3示出了本發(fā)明的第一種用于活塞加工的自動精裝夾具實施例，該自動精裝夾具包括止口盤1和撥叉組件2，撥叉組件2上端可脹緊活塞開襠，下端與止口盤1連接，夾具還包括與止口盤1同軸布置的頂料桿3和推料桿4，頂料桿3的端部和推料桿4的端部均設有錐形頂尖，頂料桿3穿設于止口盤1和撥叉組件2中，推料桿4設于頂料桿3上方，頂料桿3的錐形頂尖與推料桿4的錐形頂尖相對設置。本發(fā)明的用于活塞加工的自動精裝夾具，提供了一種獨特的活塞裝夾方式，保證活塞在定位和夾緊過程中，活塞加工面能得到很好保護，活塞主要工作面與定位和夾緊裝置不接觸，完全消除活塞工作面可能產(chǎn)生的劃痕、變形等缺陷；在活塞內(nèi)腔頂部中心加工內(nèi)腔中心孔，活塞的定位在頂料桿3的引導下，保證了活塞止口在止口盤1上占有最正確的位置；頂料桿3和推料桿4與止口盤1同軸布置，定位過程中不需要找正，定位時頂料桿3和推料桿4始終夾持活塞的內(nèi)腔中心孔和頭部中心孔，定位穩(wěn)定、正確可靠，消除了智能機械手定位可能產(chǎn)生的定位質(zhì)量隱患；活塞的裝卸、裝夾過程轉(zhuǎn)換無間隔，裝夾過程中頂料桿3和推料桿4夾持的活塞動作非常簡單，機械運行路徑單一，定位快捷、夾緊便捷，裝夾效率高；自動精裝夾具可實現(xiàn)上下料通用，活塞裝卸和活塞裝夾順序進行，能大大簡化自動加工機床的結構和控制系統(tǒng)設計；夾具各元件結構簡單，使機床同時具有了自動裝卸和自動裝夾功能，一套裝置多種功能，投資成本低，且對維護人員的要求相對較低，維修難度小，維護費用低；實現(xiàn)了活塞工件的立式裝夾，對于缸徑大、總長尺寸大、自重大的活塞工件，本發(fā)明具有較強的優(yōu)勢和工藝適應性。

本實施例中，撥叉組件2包括限位銷座22、撥片21、銷軸23和鎖夾24，限位銷座22通過緊固件與止口盤1固定連接，撥片21設有一對，一對撥片21相對設置，各撥片21下端分別通過一件銷軸23與限位銷座22鉸接，各銷軸23通過鎖夾24定位。撥叉組件2還包括預壓緊彈簧25和支撐銷26，預壓緊彈簧25套設于支撐銷26外。預壓緊彈簧25壓緊于一對撥片21之間，一對撥片21于上部內(nèi)側(cè)均設有用于對預壓緊彈簧25限位的凹槽211，預壓緊彈簧25的兩端分別置于一凹槽211內(nèi)。支撐銷26的兩端部分別設有一止推軸肩261，一對撥片21于上部均設有支撐銷孔212，支撐銷26的兩端滑設于支撐銷孔212內(nèi)，止推軸肩261與支撐銷孔212配合限制一對撥片21的收縮行程。撥叉組件2上端的彈性結構幫助活塞圍繞軸心周向調(diào)整，確保活塞徑向位置準確，能夠獲得比其它定位方式更高的定位精度。

圖4至圖7示出了本發(fā)明的第二種用于活塞加工的自動精裝夾具實施例，本實施例與上一實施例基本相同，區(qū)別僅在于：

本實施例中，撥叉組件2包括撥片21、水平設置的第一彈性組件27和第二彈性組件28，撥片21通過緊固件與止口盤1固定連接，第一彈性組件27裝設于撥片21的上端部，第二彈性組件28裝設于撥片21的中部，第二彈性組件28的彈力大于第一彈性組件27的彈力，當撥叉組件2伸入活塞開襠時，第一彈性組件27先與活塞開襠接觸，當撥叉組件2退出活塞開襠時，第二彈性組件28先與活塞開襠脫離。第一彈性組件27包括四件彈性元件，且頂料桿3兩側(cè)各設兩件，四件彈性元件相對于撥片21伸出的方向交錯設置。第二彈性組件28包括兩件彈性元件，且頂料桿3兩側(cè)各設一件，兩件彈性元件相對于撥片21伸出的方向相反。撥叉組件2上端的彈性結構幫助活塞圍繞軸心周向調(diào)整，確?；钊麖较蛭恢脺蚀_，能夠獲得比其它定位方式更高的定位精度。撥叉組件2的彈性結構，在定位過程中，限制了活塞工件軸向的轉(zhuǎn)動自由度，保證活塞工件在徑向方向上得到合理的定位；同時，撥叉組件2與活塞開襠逐步形成剛性接觸，進而提高裝夾穩(wěn)定性和加工精度。撥叉組件2伸入活塞開襠時，第一彈性組件27先與活塞開襠接觸，在第二彈性組件28與活塞開襠逐步形成剛性接觸的過程中，第一彈性組件27與第二彈性組件28對活塞施加的轉(zhuǎn)動力矩方向相反，且第二彈性組件28彈力較大，其驅(qū)使活塞轉(zhuǎn)動一定角度，同時使第一彈性組件27受活塞轉(zhuǎn)動的影響存儲了活塞回位能量；在撥叉組件2退出活塞開襠時，第二彈性組件28先與活塞開襠分離，第一彈性組件27將存儲的回位能量釋放，驅(qū)使活塞回到初始位置。

本實施例中，彈性元件包括套筒10、球頭銷軸20和預壓縮彈簧30，球頭銷軸20一端穿過套筒10底部，另一端設置軸肩，預壓縮彈簧30抵設于套筒10底部與球頭銷軸20的軸肩之間。采用球頭銷軸20可以增強自適應性，并減少對活塞工件的損傷，進而提高重復裝夾的精度一致性。

圖8示出了本發(fā)明的用于活塞加工的生產(chǎn)線實施例，該生產(chǎn)線包括多臺加工設備100，多臺加工設備100通過軌道200連接，軌道200上設有用于運輸活塞工件的小車300，加工設備100配設有上述實施例所述的用于活塞加工的自動精裝夾具，自動精裝夾具在小車300與加工設備100之間裝卸活塞工件。本發(fā)明的生產(chǎn)線自動化程度高、加工精度高、生產(chǎn)效率高，投入成本低，利于推廣。

雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明。任何熟悉本領域的技術人員，在不脫離本發(fā)明技術方案范圍的情況下，都可利用上述揭示的技術內(nèi)容對本發(fā)明技術方案做出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明技術實質(zhì)對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均應落在本發(fā)明技術方案保護的范圍內(nèi)。