CN100574982C - 内燃机节气门椭圆档片的制造夹具及制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种内燃机节气门椭圆档片的制造夹具，它包括用于固定在车床卡盘上的主夹具体、用于与主夹具体配合夹紧椭圆档片坯料的副夹具体、及用于导正副夹具体的至少一个定位销，该主夹具体面向副夹具体的端侧具有倾斜的第一夹紧面，该第一夹紧面与主夹具体的回转轴线的夹角等于椭圆档片成品的大端面与其自身外圆轴线的夹角，该副夹具体面向主夹具体的端侧具有倾斜的第二夹紧面，该第二夹紧面与副夹具体的回转轴线的夹角等于椭圆档片成品的大端面与其自身外圆轴线的夹角，该第一、第二夹紧面平行，该定位销固定在主夹具体上，该副夹具体活套在定位销上。通过该夹具，可以在保证合格率的前提下，低成本高效率的加工出椭圆档片。

Description

内燃机节气门椭圆档片的制造夹具及制造方法

技术领域

本发明涉及内燃机节气门椭圆档片的制造领域。

背景技术

节气门椭圆档片是一种内燃机用以有选择的调节流入该内燃机内的燃烧空气流量的执行组件。请参阅图1及图2，该椭圆档片6是一个由相对刚硬的金属或其它材料制成，其具有两个安装孔61，且该椭圆档片的大端面与其自身外圆轴线之间具有一个为锐角的夹角。目前，大部分的汽车内燃机上都安装了带有所述椭圆档片的节气门。

该椭圆档片在制造方法上却各有不同，有的用先加工一个圆柱再用线切割割成片状，这样加工方法太费时间、效率低、成本高但精度可以保证，产品可以使用；有的数控机床用专用的成型夹具加工，但这种加工方法的加工成本更高、效率更低、产品精度不完全满足设计要求且合格率低；有的采用铸造或注塑，但精度达不到要求，需要在周边上绕至少大部分缘边延伸的周边密封材料，这种在周边上绕至少大部分缘边延伸的周边密封材料的工艺比较复杂，效率非常低。如果没有好的机加装置，会导致精度难以保证并且不方便测量，这样就给加工过程的复杂化，产品合格率低导致产品的制造成本居高不下，在市场经济的竞争中带来很大的不利因素。

如果用前面所述的线切割加工，先加工一个圆柱再用线切割线成片，这样一次只能加工一件，加工一件的时间至少要30分钟以上，精度是没有问题，但效率太低，成本太高；采用成型夹具在数控铣床上加工，一次可以加工数片，加工一次至少要15分钟以上，由于现代数控机床是利用步进插补的方式铣圆形的，由于这个所述椭圆档片中的两个定位孔不大，外圆真圆度要求高，加工进给量不能过大，又因现在这类数控加工的价格相对较高，这种加工的效率不是很高，产品外圆的真圆度和表面粗糙度也都难以保证，因此，产品合格率不是很高，从而造成产品制造成本较高且不易量产。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提供一种合格率高、成本较低且加工效率高的内燃机节气门椭圆档片的制造夹具及制造方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该内燃机节气门椭圆档片的制造夹具包括用于固定在车床卡盘上的主夹具体、用于与主夹具体配合夹紧椭圆档片坯料的副夹具体、及用于导正椭圆档片坯料及副夹具体的至少一个定位销，该主夹具体面向副夹具体的端侧具有倾斜的第一夹紧面，该第一夹紧面与主夹具体的回转轴线的夹角等于椭圆档片成品的大端面与其自身外圆轴线的夹角，该副夹具体面向主夹具体的端侧具有倾斜的第二夹紧面，该第二夹紧面与副夹具体的回转轴线的夹角等于椭圆档片成品的大端面与其自身外圆轴线的夹角，该第一、第二夹紧面平行，该定位销固定在主夹具体上，该副夹具体活套在定位销上。

所述的定位销通过过盈配合固定在主夹具体上。

所述的主夹具体的第一夹紧面设有盲孔，该定位销与该盲孔过盈配合，副夹具体的第二夹紧面设有贯穿的通孔，该通孔与定位销间隙配合。

所述的主夹具体为台阶轴，其包括同轴线且直径较小的第一轴体和直径较大的第二轴体，该第一夹紧面为第二轴体的表面。

所述的副夹具体为光轴。

所述的主、副夹具体的第一、第二夹紧面上还分别设有第一、第二凹槽，该第一、第二凹槽的内径分别小于主、副夹具体的外径而分别形成环状的第一、第二凸缘。

使用上述夹具的内燃机节气门椭圆档片的制造方法包括如下步骤：1)冲压出具有安装孔的椭圆档片坯料；2)将主夹具体安装在车床的卡盘上；3)将椭圆档片坯料和副夹具体顺次套在固定于主夹具体上的定位销上；4)将车床尾座的活动顶尖顶住副夹具体并向车床主轴箱方向持续施加夹紧力，使椭圆档片被夹紧在主、副夹具体的第一、第二夹紧面之间；5)车椭圆档片坯料的外圆直至达到所需要的外径，即得椭圆档片成品。

本发明的有益效果是，通过冲压加工出椭圆档片坯料，并通过将椭圆档片坯料安装在该制造夹具上进行车削加工，即可得到所需要外径的椭圆档片，从而保证了椭圆档片的合格率，降低了成本并提高了加工效率。

附图说明

图1及图2分别是椭圆档片的主视图和侧视图。

图3及图4是本发明在车床上安装的总体示意图。

图5是本发明在车床上加工椭圆档片坯料的总体示意图。

图6至图8是本发明的主夹具体的三视图。

图9至图11是本发明的副夹具体的三视图。

图12是本发明的定位销的主视图。

图13是本发明的流程图。

具体实施方式

请参阅图3至图12，本发明内燃机节气门椭圆档片的制造夹具包括主夹具体2、副夹具体3及两个定位销4，该主夹具体2、副夹具体3及定位销4均需要经过淬火处理。该主夹具体2为台阶轴，其由同轴线的第一轴体50和第二轴体51组成，该第一轴体50的直径较第二轴体51的直径小。该第二轴体51远离第一轴体50一侧的端面57为一个斜面57，该斜面57与该主夹具体的轴线(即其回转轴线)的夹角等于椭圆档片成品的大端面与其自身外圆轴线的夹角。第二轴体51的该端面57凹设有第一凹槽58，该第一凹槽58的底面581与该主夹具体的轴线的夹角也等于椭圆档片成品的大端面与其自身外圆轴线的夹角，且该第一凹槽58的内径小于第二轴体51的直径，从而形成一环状的第一凸缘53，通过设置该环状第一凸缘53，可以提高被加工零件接触面单位面积内的夹紧力。该第一凹槽的底面581还设有两个盲孔54，该两个盲孔54的轴线与该主夹具体2的轴线平行。

副夹具体3为光轴，该光轴远离主夹具体一侧的端面设有用于夹紧使用的中心孔52，该光轴靠近主夹具体一侧的端面59为与其轴线成一定角度的斜面59，该角度等于椭圆档片成品的大端面与其自身外圆轴线的夹角。该斜面59凹设有第二凹槽60，该第二凹槽60的底面601与该副夹具体的轴线(即其回转轴线)的夹角也等于椭圆档片成品的大端面与其自身外圆轴线的夹角，且该第二凹槽的内径小于该光轴的直径，从而形成一环状的第二凸缘55，通过设置该环状第二凸缘55，可以提高被加工零件接触面单位面积内的夹紧力。该第二凹槽的底面601还设有两个贯通的通孔56，该两个通孔56的轴线均与该副夹具体的轴线平行。定位销4为圆柱形，其两个端面上设有利于装配和加工时装夹零件的圆角，该两个定位销4分别与主夹具体的两个盲孔54过盈配合，该两个定位销分别与副夹具体的两个通孔56间隙配合。

该制造夹具的操作步骤如下：主夹具体的第一轴体50被夹在车床的三爪自定心卡盘1上，用百分表打在第二轴体51外径处调正，夹紧主夹具体2；将椭圆档片坯料6装在通过过盈配合安装在主夹具体上的两定位销4上；再将副夹具体3导正安装在两个定位销4上(两个定位销分别与副夹具体的两个通孔间隙配合)，用安装在车床尾座上的活动顶尖5顶入副夹具体3的中心孔52中，用车床尾座向主轴箱方向施加一定量的持续夹紧力F，锁紧车床尾座，装上车刀；开动车床主轴正转900rpm左右，控制一定量的进给量，加工所述椭圆档片坯料到所要求的外径尺寸就可以得到所需要的椭圆档片。

请参阅图13，使用上述夹具的内燃机节气门椭圆档片的制造方法包括如下步骤：

1)冲压出具有两个安装孔的椭圆档片坯料；

2)将主夹具体的第一轴体夹在车床的三爪自定心卡盘上；

3)将椭圆档片坯料和副夹具体顺次套在固定于主夹具体上的两个定位销上；

4)将车床尾座的活动顶尖顶入副夹具体的中心孔中，用车床尾座向主轴箱方向施加一定量的持续夹紧力F，锁紧车床尾座，再装上车刀；

5)车椭圆档片坯料的外圆直至达到所需要的外径，即得椭圆档片成品。

本发明中，主、副夹具体的端面57、59平行且用于夹紧椭圆档片坯料，所以该端面57、59可分别定义为第、第二夹紧面57、59；主夹具体的第二轴体的直径与副夹具体的直径相等，并小于椭圆档片成品的外径；在制造时，可一次性在定位销上套多个椭圆档片坯料，从而可以一次加工多片椭圆档片成品，提高加工效率。

本发明拓展了车床的加工工艺范围，用普通或数控车床加工所述椭圆档片就相当于在车床上加工一个圆柱一样简单的操作，而产品外圆的尺寸精度能达到GB/T 1800.3-1998的IT7级甚至IT6级，表面粗糙度能达到Ra1.6以上(“以上”是指Ra值越小)；这个精度完全满足椭圆档片的设计和使用要求。本发明可一次可以加工十片，只要一分钟高能完成十件产品，又因为夹具本身的制造成本很低，从而降低了该椭圆档片的制造成本。利用外径千分尺测量所述椭圆档片的外径也是即准确又方便。

本发明椭圆档片的加工工艺流程简单、低成本、高品质化，即：冲压(冲孔落料，下圆坯料及两个安装孔)→车外圆(车加工椭圆档片坯料的外圆)→检验；冲压加工的生产效率是很高的，在本发明制造夹具上只车加工一个外圆，其加工精度、生产效率和合格率都是很高的，外圆的尺寸及表面精度得到了保证，也不用在所述椭圆档片的周边设法加上周边延伸密封的材料了。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。

Claims (7)

1.一种内燃机节气门椭圆档片的制造夹具，其特征在于：包括用于固定在车床卡盘上的主夹具体、用于与主夹具体配合夹紧椭圆档片坯料的副夹具体、及用于导正椭圆档片坯料及副夹具体的至少一个定位销，该主夹具体面向副夹具体的端侧具有倾斜的第一夹紧面，该第一夹紧面与主夹具体的回转轴线的夹角等于椭圆档片成品的大端面与其自身外圆轴线的夹角，该副夹具体面向主夹具体的端侧具有倾斜的第二夹紧面，该第二夹紧面与副夹具体的回转轴线的夹角等于椭圆档片成品的大端面与其自身外圆轴线的夹角，该第一、第二夹紧面平行，该定位销固定在主夹具体上，该副夹具体活套在定位销上。

2.按照权利要求1所述的内燃机节气门椭圆档片的制造夹具，其特征在于：所述的定位销通过过盈配合固定在主夹具体上。

3.按照权利要求2所述的内燃机节气门椭圆档片的制造夹具，其特征在于：所述的主夹具体的第一夹紧面设有盲孔，该定位销与该盲孔过盈配合，副夹具体的第二夹紧面设有贯穿的通孔，该通孔与定位销间隙配合。

4.按照权利要求1所述的内燃机节气门椭圆档片的制造夹具，其特征在于：所述的主夹具体为台阶轴，其包括同轴线且直径较小的第一轴体和直径较大的第二轴体，该第一夹紧面为第二轴体的表面。

5.按照权利要求1所述的内燃机节气门椭圆档片的制造夹具，其特征在于：所述的副夹具体为光轴。

6.按照权利要求1-5中任意一项所述的内燃机节气门椭圆档片的制造夹具，其特征在于：所述的主、副夹具体的第一、第二夹紧面上还分别设有第一、第二凹槽，该第一、第二凹槽的内径分别小于主、副夹具体的外径而分别形成环状的第一、第二凸缘。

7.一种使用如权利要求1所述夹具的内燃机节气门椭圆档片的制造方法，其特征在于：包括如下步骤：

1)冲压出具有安装孔的椭圆档片坯料；

2)将主夹具体安装在车床的卡盘上；

3)将椭圆档片坯料和副夹具体顺次套在固定于主夹具体上的定位销上；

4)将车床尾座的活动顶尖顶住副夹具体并向车床主轴箱方向持续施加夹紧力，使椭圆档片被夹紧在主、副夹具体的第一、第二夹紧面之间；

5)车椭圆档片坯料的外圆直至达到所需要的外径，即得椭圆档片成品。

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