CN102581632A - 用于支撑工件的固定装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于保持工件的固定装置，包括：配置成与紧固到工件的拉杆接合的夹具；配置成与紧固到工件的相应销接合的定位销；垫；以及致动器，所述致动器配置成移动夹具，用于交替地牵拉工件与垫接触和将拉杆与夹具脱离接合，使得固定装置组件能够释放工件。

Description

用于支撑工件的固定装置
相关申请的交叉引用
本申请要求2011年1月10日提交的美国临时申请No.61/431,417的优先权和权益，该临时申请的全部公开内容作为参考引入本文。
技术领域
本发明总体上涉及用于在工件上执行制造操作时保持工件的固定装置。
背景技术
在机加工工件从而在工件上执行多个操作时保持工件且将工件精确地定位是有挑战的。当用于处理复杂形状工件的工具必须从多个侧面接近工件时尤其如此。例如，用于内燃发动机的气缸盖可能需要执行接近多个侧面所需的操作，以在气缸盖上执行多个不同操作。
已经尝试通过将适配器板附连到工件且然后支撑适配器板来在这些类型的工件上机加工和执行制造处理。然而，这些过程可能是昂贵的且可能需要大量部件特征设计到工件中，例如气缸盖。
发明内容
一种用于保持工件的固定装置，包括：能够与紧固到工件的拉杆接合的夹具；能够与紧固到工件的相应销接合的定位销；垫；以及致动器，所述致动器能够移动夹具，用于交替地牵拉工件与垫接触和将拉杆与夹具脱离接合，使得固定装置组件能够释放工件。
能应用于保持工件的固定装置的方法包括：将拉杆紧固到工件；提供固定装置，所述固定装置包括垫和能够与拉杆接合的夹具；将拉杆移动到夹具中；促使夹具与拉杆接合；以及牵拉工件与垫接触。
实施例的优势在于，固定装置包含非甲板面（non-deck face）制造位置，而致使基本上从期望甲板面机加工的机加工部分。固定装置允许接近气缸盖的五个面，用于在气缸盖上执行制造操作。夹持位置的数量可以最小化，从而引起部件的较少负载和无负载，因而引起较少数量的制造操作。接近气缸盖的五个面还可允许用于处理气缸盖的工具的减少工具长度，且可改进最终部件中的公差。
方案1. 一种用于保持工件的固定装置，包括：
夹具，每个夹具均配置成与紧固到工件的相应拉杆接合；
定位销，每个定位销均配置成与紧固到工件的相应销接合；
垫；以及
致动器，每个致动器均配置成移动所述夹具中的一个，交替地牵拉工件与垫接触和将所述拉杆与夹具脱离接合，使得固定装置组件能够释放工件。
方案2. 根据方案1所述的固定装置，其中，每个夹具还包括形成有凹部的拉杆保持器，所述凹部能够接收所述拉杆的头部。
方案3. 根据方案2所述的固定装置，还包括：
保持唇缘，能够叠置并接合所述拉杆的头部；
缸体；和
活塞，所述活塞能在缸体中移动且紧固到拉杆保持器。
方案4. 根据方案3所述的固定装置，还包括：
连接到缸体的加压流体源，用于使得所述夹具沿缸体的长度以相反方向移动。
方案5. 根据方案1所述的固定装置，其中：
活塞形成有第二凹部，且每个夹具包括止挡块，所述止挡块延伸到所述凹部中且由于止挡块和第二凹部之间的接触而限制活塞的移动。
方案6. 根据方案1所述的固定装置，其中：
每个销形成有凹表面；且
每个定位销形成有凸表面，所述凸表面能够接收在所述销中的一个的凹表面中。
方案7. 根据方案1所述的固定装置，还包括紧固到所述固定装置的可移动第二固定装置。
方案8. 一种用于保持工件的固定装置，包括：
筒，每个筒均形成有垫且具有开口，所述开口能通达紧固到工件的拉杆；
夹具，每个夹具均位于相应筒中，能与相应拉杆接合；以及
致动器，每个致动器均配置成移动所述夹具中的一个，交替地牵拉工件与垫接触和将所述拉杆与夹具脱离接合，使得固定装置组件能够释放工件。
方案9. 根据方案8所述的固定装置，还包括定位销，每个定位销均配置成与紧固到工件的相应销接合。
方案10. 根据方案9所述的固定装置，其中：
每个销形成有凹表面；且
每个定位销形成有凸表面，所述凸表面配置成接收在相应销的凹表面中。
方案11. 根据方案8所述的固定装置，其中，每个夹具还包括：
形成有凹部的拉杆保持器，所述凹部配置成在穿过相应筒中的开口之后接收所述拉杆的头部。
方案12. 根据方案11所述的固定装置，其中，每个夹具还包括：
保持唇缘，配置成叠置并接合所述拉杆的头部；
缸体；和
活塞，所述活塞能在缸体中移动且紧固到拉杆保持器。
方案13. 根据方案12所述的固定装置，还包括：
连接到缸体的加压流体源，用于使得所述夹具沿缸体的长度以相反方向移动。
方案14. 根据方案8所述的固定装置，其中：
活塞形成有第二凹部，且每个夹具包括止挡块，所述止挡块延伸到所述凹部中且由于止挡块和第二凹部之间的接触而限制活塞的移动。
方案15. 根据方案8所述的固定装置，还包括紧固到所述固定装置的可移动第二固定装置。
方案16. 一种用于保持工件的方法，包括：
将拉杆紧固到工件；
提供固定装置，所述固定装置包括垫和配置成与拉杆接合的夹具；
将拉杆移动到夹具中；
促使夹具与拉杆接合；以及
牵拉工件与垫接触。
方案17. 根据方案16所述的方法，还包括：
将拉杆从夹具脱离接合；以及
从工件释放固定装置。
方案18. 根据方案16所述的方法，还包括：
将销紧固到工件；以及
在促使夹具与拉杆接合之前，使用紧固到固定装置的定位销来接合工件上的销。
优选实施例的可应用范围将从以下详细描述、权利要求和附图显而易见。应当理解的是，所述描述和具体示例虽然指示了本发明的优选实施例，但是仅仅通过说明的方式给出。所述实施例和示例的各种变化和变型对于本领域技术人员来说显而易见。
附图说明
图1和2分别是用于内燃发动机的气缸盖的俯视图和侧视图，示出了与气缸盖接合的拉杆和定位销；
图3是支撑气缸盖且包括与拉杆接合的夹持筒的固定装置组件的侧视图；
图4是固定装置的透视图；和
图5是与一个拉杆接合的夹持筒的侧视图。
具体实施方式
参考图1和2，用于内燃发动机（未示出）的气缸盖10包括形成有凹表面的定位销12、13和用于接收拉杆14、15、16、17的带螺纹孔。每个拉杆14-17的带螺纹柄部18与气缸盖10内形成的带螺纹孔接合。每个拉杆的头部20从气缸盖10的出口面22向外延伸，且定尺寸和形状为接收并选择性地保持在固定装置组件中。每个拉杆14-17都包括位于带螺纹柄部18和头部10之间的圆柱形柄部，所述圆柱形柄部相互平行于其它拉杆的圆柱形柄部且垂直于出口面22延伸。
图3和4示出了固定装置组件24，固定装置组件24包括：上部快速连接（QC）固定装置26，其包括四个夹持筒28，每个筒与每个拉杆14-17的头部20接合；定位销30，具有面对气缸盖的凸表面，用于接合出口面22上的凹定位销12；和定位销31，具有面对气缸盖的凸表面，用于接合出口面22上的凹定位销13。
如图5所示，每个夹持筒28都包括支承垫32和夹持装置34，夹持装置34位于缸体36中且紧固到活塞38，活塞38也位于缸体中。在图5中，夹持装置34位于其行程的上端，其中，在连接到活塞38的杆42内形成的凹部40与止挡块44的下表面接触。当活塞38向下致动以牵拉气缸盖10与支承垫32接触时，凹部40的轴向相对表面与止挡块44的上表面接触。供应给每个夹持筒28的压力致动活塞38向上和向下通过板46。
每个夹持装置34还包括拉杆保持器48或夹杆，其与拉杆14-17中的一个的头部20接合。拉杆保持器48和支承垫32从上部固定装置26向上延伸。支承垫32还可以包括部件着陆检测器（landing detector）50，其检测气缸盖10何时相对于上部固定装置26适当地定位。用于筒松开的截气阀（air check）可包括在夹持筒50内。每个拉杆保持器48都包括用于接收拉杆14-17的头部20的凹部52和与位于凹部52中的拉杆的头部20接合的保持唇缘54。拉杆保持器48可包括内部通道，可用于从凹部52吹出碎屑。
上部固定装置26还包括用于将上部固定装置定位并紧固到下部固定装置28的定位环56、58。固定装置26、28还可以包括在两个固定装置之间连接的快速联接器，以便允许固定装置之间的油、冷却剂和空气流动。下部固定装置28可包括位于其每个角部附近的Pascal夹持装置和用于确保合适定位和紧固的预定位器。下部固定装置28可以安装到线性马达5轴机器，其允许气缸盖10的5轴机加工。
RFID标签还可以安装在气缸盖10上，以便允许在每个气缸盖装载到固定装置组件中时识别每个气缸盖。
为了将气缸本体10安装在固定装置组件24上，拉杆14-17定向为从气缸本体朝向上部固定装置26延伸，如图3所示。拉杆14-17位于拉杆保持器48的凹部52的开口附近。每个拉杆14-17都接收在一个凹部52中。每个夹持筒28的夹持装置34被致动以使得保持唇缘54与相应拉杆14-17的接合头部40接合且将拉杆朝上部固定装置24牵拉，直到支承垫32上的部件着陆检测器50检测到每个拉杆14-17都根据期望定位为止。气缸盖10于是牢固地保持在各个操作（例如要在气缸盖10上执行的机加工）的期望位置。在完成时，夹持装置34被致动以从固定装置24释放拉杆14-17。拉杆14-17然后可以从气缸盖10移开。
将气缸盖10安装在固定装置组件24上允许接近气缸盖10的五个面。半精加工甲板面和盖-本体（head-to-block）榫钉可在相同固定装置中形成为粗略端部特征。最终端部机加工可使用相同构思执行。甲板面和榫钉与执行气缸盖10的所有关键特征的最终机加工同时完成。
虽然特别好地适合于与气缸盖10一起使用，但是这种固定装置组件还可以应用于其它类型的棱柱形表面，其中，期望接近用于机加工的多个表面。
虽然已经详细描述本发明的某些实施例，但是本发明所属领域技术人员将认识到由所附权利要求限定的用于实践本发明的各种可选设计和实施例。

Claims (10)

1.一种用于保持工件的固定装置，包括：
夹具，每个夹具均配置成与紧固到工件的相应拉杆接合；
定位销，每个定位销均配置成与紧固到工件的相应销接合；
垫；以及
致动器，每个致动器均配置成移动所述夹具中的一个，交替地牵拉工件与垫接触和将所述拉杆与夹具脱离接合，使得固定装置组件能够释放工件。
2.根据权利要求1所述的固定装置，其中，每个夹具还包括形成有凹部的拉杆保持器，所述凹部能够接收所述拉杆的头部。
3.根据权利要求2所述的固定装置，还包括：
保持唇缘，能够叠置并接合所述拉杆的头部；
缸体；和
活塞，所述活塞能在缸体中移动且紧固到拉杆保持器。
4.根据权利要求3所述的固定装置，还包括：
连接到缸体的加压流体源，用于使得所述夹具沿缸体的长度以相反方向移动。
5.根据权利要求1所述的固定装置，其中：
活塞形成有第二凹部，且每个夹具包括止挡块，所述止挡块延伸到所述凹部中且由于止挡块和第二凹部之间的接触而限制活塞的移动。
6.根据权利要求1所述的固定装置，其中：
每个销形成有凹表面；且
每个定位销形成有凸表面，所述凸表面能够接收在所述销中的一个的凹表面中。
7.根据权利要求1所述的固定装置，还包括紧固到所述固定装置的可移动第二固定装置。
8.一种用于保持工件的固定装置，包括：
筒，每个筒均形成有垫且具有开口，所述开口能通达紧固到工件的拉杆；
夹具，每个夹具均位于相应筒中，能与相应拉杆接合；以及
致动器，每个致动器均配置成移动所述夹具中的一个，交替地牵拉工件与垫接触和将所述拉杆与夹具脱离接合，使得固定装置组件能够释放工件。
9.根据权利要求8所述的固定装置，还包括定位销，每个定位销均配置成与紧固到工件的相应销接合。
10.一种用于保持工件的方法，包括：
将拉杆紧固到工件；
提供固定装置，所述固定装置包括垫和配置成与拉杆接合的夹具；
将拉杆移动到夹具中；
促使夹具与拉杆接合；以及
牵拉工件与垫接触。
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