CN103753271A - 气缸体夹具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种气缸体夹具。该气缸体夹具，包括：底座，其包括：底板和定位凸台；主轴孔半圆定位块，并具有与待定位气缸体前后档主轴半圆孔适配的定位端面；夹紧装置，布设在主轴孔半圆定位块内侧的底座定位凸台上，其包括：夹紧支座、T形螺杆副及夹紧压块；中间档轴承座定位块具有气缸体轴承座定位侧面；缸孔滑块联动撑开装置，其包括：底柱和布设在底柱顶端的缸孔滑块组件。该气缸体夹具从端面和顶面夹紧气缸体，并利用加工中心主轴测量探头的点测功能，找到加工气缸体工艺定位销孔的基准坐标值，从而实现气缸体工艺定位销孔的精确加工，最终保证了各缸孔的壁厚均匀性。

Description

气缸体夹具

技术领域

本发明涉及定位工装领域，特别涉及一种气缸体夹具。

背景技术

如图1和图2所示，柴油机的干式缸套气缸体，因冷却液不直接接触缸套，为保障柴油机冷却系统的冷却效果，各缸孔壁厚均匀性控制要求较高（壁厚a=b）。由于铸造误差的存在，每台气缸体的毛坯缸孔壁厚都会有偏差，各缸孔之间的壁厚均匀性，最终需通过机加工来保证，而气缸体工艺定位基准的位置精度，则直接决定了缸孔位置精度，即直接决定了缸孔最终壁厚。

现有技术一般通过联动抱紧定位气缸体前后端缸孔外壁，并以前后端缸孔外壁之间的中心线为基准，加工出气缸体的工艺定位销孔。（一般为气缸体的工艺定位销孔），在机床上进行工装夹具校准时，需测出联动定位装置的两个定位端面之间的中间坐标值X，将X赋予加工程序，并以X作为基准加工气缸体工艺定位销孔。

现有技术的缺点，表现为一方面需要使用液压联动抱紧定位装置定位气缸体，增加了夹具复杂程度和制造成本，另一方面夹具的使用设备受限，如机床不配备气液接口装置时，需要在机床外接气液压站，操作性及便利性受影响比较大。

发明内容

本发明是为了克服上述现有技术中缺陷，提供了一种结构简单合理，采用气缸体前后档主轴半圆孔、中间档轴承座侧面及中间缸孔定位气缸体，从端面和顶面夹紧气缸体，从而实现气缸体工艺定位销孔的精确加工，最终保证了各缸孔的壁厚均匀性的气缸体夹具。

为达到上述目的，根据本发明提供了一种气缸体夹具，包括：

底座，其包括：底板和定位凸台，定位凸台的一端向上延伸出端面顶紧螺杆立板，端面顶紧螺杆与端面顶紧螺杆立板螺接，其顶紧面伸出端面顶紧螺杆立板内侧；

主轴孔半圆定位块，固定在底座的定位凸台上，并具有与待定位气缸体前后档主轴半圆孔适配的定位端面；

夹紧装置，布设在主轴孔半圆定位块内侧的底座定位凸台上，其包括：夹紧支座、T形螺杆副及夹紧压块，其中夹紧支座用螺钉固定于底座定位凸台上，夹紧支座开有U形口，T形螺杆副的螺杆T形头扣在夹紧支座U形口，夹紧压块可轴向上下调节的穿设在T形螺杆副的螺杆上部，并通过T形螺杆副的螺母拧紧；

中间档轴承座定位块，固定在底座的定位凸台上，并具有气缸体轴承座定位侧面；

缸孔滑块联动撑开装置，其包括：底柱和布设在底柱顶端的缸孔滑块组件，底柱固定在底座定位凸台上；缸孔滑块组件包括：定位垫圈、芯轴、内孔螺杆、T形销和圆头定位块，其中，所述定位垫圈固定在底柱顶端，芯轴与定位垫圈的芯轴盲孔间隙配合，并与定位垫圈的内孔螺杆螺纹升降配合；芯轴两侧开有与T形销适配的T形斜槽，通过芯轴升降，推动T形销向两侧伸张及回缩，所述圆头定位块与T形销通过螺纹连接，T形销向两侧伸张及回缩来带动圆头定位块定位缸孔。

上述技术方案中，主轴孔半圆定位块为两个，分别通过第一螺栓固定在底座的定位凸台的两端。

上述技术方案中，夹紧装置为两个，分别布设在两个主轴孔半圆定位块内侧的底座定位凸台上。

上述技术方案中，芯轴的外圆两侧设有与定位垫圈适配的防转扁位。

上述技术方案中，圆头定位块内侧垫装有伸张垫圈。

上述技术方案中，还包括：底面辅支装置，其包括：支承座及布设在所述支承座上的把手组件和支承销组件，所述把手组件包括：把手、连接轴、螺纹衬套、销轴和顶销，支承销组件包括：支承销、衬套和支承弹簧；所述支承座固于底座的底板，所述把手与连接轴紧固连接，所述螺纹衬套安装在支承座内，并通过支撑座上方的开槽锥端紧定螺钉限位，连接轴与螺纹衬套螺纹配合，销轴与顶销螺纹连接，顶销开有斜面和定位扁位，与支承销的斜面和定位卡槽配合，支承销支撑于支承弹簧上，支承弹簧落在螺塞上，螺塞与支承座螺纹配合，所述支承销上方设置有衬套。

上述技术方案中，支承销组件还包括：布设在支承销和支承座之间的衬套。

上述技术方案中，底面辅支装置为四个，分别布设在底座的底板四角。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：该气缸体夹具结构简单合理，采用气缸体前后档主轴半圆孔、中间档轴承座侧面及中间缸孔定位气缸体，从端面和顶面夹紧气缸体，并利用加工中心主轴测量探头的点测功能，找到加工气缸体工艺定位销孔的基准坐标值，从而实现气缸体工艺定位销孔的精确加工，最终保证了各缸孔的壁厚均匀性。

附图说明

图1为现有气缸体的俯视结构示意图；

图2为图1的G-G方向的剖视结构示意图；

图3为本发明的气缸体夹具的结构示意图；

图4为本发明的气缸体夹具的缸孔滑块联动撑开装置结构示意图；

图5为本发明的气缸体夹具的底面辅支装置结构示意图；

图6为本发明的气缸体定位示意图；

附图标记说明：

1-底座，2-主轴孔半圆定位块，3-夹紧装置，4-中间档轴承座定位块，5-缸孔滑块联动撑开装置，51-定位垫圈，52-芯轴，53-内孔螺杆，54-T形销，55-圆头定位块，56-垫圈，6-底面辅支装置，61-支承座，62-把手，63-连接轴，64-螺纹衬套，65-销轴，66-顶销，67-支承销，68-衬套，69-支承弹簧，70-螺塞。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的一个具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。需要理解的是，本发明的以下实施方式中所提及的“上”、“下”、“左”、“右”、“正面”和“反面”均以各图所示的方向为基准，这些用来限制方向的词语仅仅是为了便于说明，并不代表对本发明具体技术方案的限制。

本发明的气缸体夹具结构简单合理，采用气缸体前后档主轴半圆孔、中间档轴承座侧面及中间缸孔定位气缸体，从端面和顶面夹紧气缸体，并利用加工中心主轴测量探头的点测功能，找到加工气缸体工艺定位销孔的基准坐标值，从而实现气缸体工艺定位销孔的精确加工，最终保证了各缸孔的壁厚均匀性。

以下详细的描述通过举例但非限制的方式说明了本公开，应该明白的是本公开的各种方面可被单独的实现或者与其他方面结合的实现。本说明书清楚的使本领域的技术人员能够制造并使用我们相信为新的且非显而易见的改进，描述了若干实施例、变通方法、变型、备选方案以及系统应用，包括当前被认为是执行本说明书中描述的发明原理的最好模式。当描述元件或特征和/或实施例时，冠以“一”“一个”“该”和“所述”旨在表示具有元件或特征中的一个或多个。术语“包括”“包含”和“具有”旨在为包括性的，并表示在那些具体描述的元件或特征以外还具有额外的元件或特征。

如图3所示，该气缸体夹具从端面和顶面夹紧气缸体。加工时，利用加工中心的主轴测量探头分别点测前后端缸孔外壁（即原联动抱紧定位装置的定位点），精确换算出前后端缸孔外壁之间的中间坐标值X，将X赋予加工程序，并以X作为基准加工气缸体工艺定位销孔，从而最终保证加工后各缸孔的壁厚均匀性，其具体结构包括：底座1和布设在该底座1上的主轴孔半圆定位块2、夹紧装置3、中间档轴承座定位块4、缸孔滑块联动撑开装置5和底面辅支装置6，以及端面顶紧螺杆7；其中，主轴孔半圆定位块2用于定位气缸体前后档主轴半圆孔，即定位气缸体的高度方向。夹紧装置3从顶面夹紧气缸体。中间档轴承座定位块4用于定位气缸体轴承座侧面，限制气缸体前后端方向，即定位气缸体的前后端面方向。缸孔滑块联动撑开装置5用于定位缸孔，即定位气缸体的左右侧方向。底面辅支装置6用于气缸体定位夹紧完成后，辅助支承气缸体底面，防止加工过程中零件震动。本发明的气缸体夹具减少了液压联动夹紧装置，大大降低了制造成本。

底座1用于支撑主轴孔半圆定位块2、夹紧装置3、中间档轴承座定位块4、缸孔滑块联动撑开装置5和底面辅支装置6等定位部件，其包括：用于支撑底面辅支装置6的底板和用于支撑主轴孔半圆定位块2、夹紧装置3、中间档轴承座定位块4、缸孔滑块联动撑开装置5的定位凸台，该定位凸台的一端向上延伸出端面顶紧螺杆立板，端面顶紧螺杆7旋入端面顶紧螺杆立板，以从后端面推动并顶紧气缸体。

主轴孔半圆定位块2为两个，分别通过螺栓固定在底座1定位凸台的两端，用于定位气缸体前后档主轴半圆孔，具有与待定位气缸体前后档主轴半圆孔适配的定位端面。

夹紧装置3为两个，分别布设在两个主轴孔半圆定位块2内侧的底座1定位凸台上，包括：夹紧支座、T形螺杆副及夹紧压块，其中夹紧支座用螺钉固定于底座1定位凸台上，夹紧支座开有U形口，T形螺杆副的螺杆T形头扣在夹紧支座U形口，夹紧压块可轴向上下调节的穿设在T形螺杆副的螺杆上部，并通过T形螺杆副的螺母拧紧，使夹紧压块从顶面夹紧气缸体。中间档轴承座定位块4通过螺栓固定于两个夹紧装置3之间的底座1定位凸台，用于定位气缸体轴承座侧面，限制气缸体前后端方向，即定位气缸体的前后端面方向。

如图4所示，缸孔滑块联动撑开装置5包括：底柱和布设在该底柱顶端的缸孔滑块组件，底柱用螺栓固定于中间档轴承座定位块4侧面的底座1定位凸台上。缸孔滑块组件包括：定位垫圈51、芯轴52、内孔螺杆53、T形销54和圆头定位块55，其中，定位垫圈51固定在底柱顶端，顶端轴向开设芯轴盲孔，芯轴52与芯轴盲孔间隙配合，芯轴52的外圆两侧设计成扁位，防止芯轴52在定位垫圈51内转动。芯轴52与定位垫圈51的内孔螺杆53螺纹配合，通过拧紧或松开螺杆53，芯轴52可垂直升降；芯轴52两侧开有T形斜槽，T形销54与T形斜槽配合，通过芯轴52升降，推动T形销54向两侧伸张及回缩，圆头定位块55与T形销54通过螺纹连接，T形销54向两侧伸张及回缩来带动圆头定位块55定位缸孔，圆头定位块55内侧垫装垫圈56，用于可调节圆头定位块55的伸张幅度。

如图5所示，底面辅支装置6为四个，分别布设在底座的底板四角，其分别包括：支承座61及布设在该支承座61上的把手组件和支承销组件，把手组件包括：把手62、连接轴63、螺纹衬套64、销轴65和顶销66，支承销组件包括：支承销67、衬套68和支承弹簧69。支承座61用内六角圆柱头螺钉紧固于底座1的底板，把手62与连接轴63紧固连接，螺纹衬套64安装在支承座61内，并通过支撑座上方的开槽锥端紧定螺钉限位，连接轴63与螺纹衬套64螺纹配合，销轴65与顶销66螺纹连接，顶销66开有斜面和定位扁位，与支承销67的斜面和定位卡槽配合，支承销67支撑于支承弹簧69上，支承弹簧69落在螺塞70上，螺塞70与支承座61螺纹配合，通过螺纹调节，可以调整支承销67的自然状态高度，自由状态时，支承销67位于最低点，即不跟气缸体底面接触，支承销67上方设置有衬套68，衬套68起防尘和提高支承销67和支承座61的配合精度的作用。当拧紧把手62时，连接轴63推动销轴65、顶销66与支承销67通过斜面接触配合，使支承销67向上升起，抵住气缸体底面，从而起到辅支作用，松开把手，此时支承销67回到自然状态，卸开辅支作用。

如图6所示，以卧式加工中心加工玉柴某干式缸套气缸体为例，说明本发明的实施过程。以主轴孔半圆定位块2定位气缸体前后档（第一、五档）主轴半圆孔内侧，定位高度方向；以缸孔滑块联动撑开装置5撑开第二缸毛坯上缸孔，定位左右侧方向；以端面顶紧螺杆顶紧气缸体端面，以中间档轴承座定位块4定位轴承座中间档侧面，定位前后端面方向；以夹紧装置3从顶面夹紧气缸体；以底面辅支装置6辅助端平气缸体底面。夹具在气缸体前后端保留足够的让刀空间，保证机床主轴测量探头能分别从气缸体的前后端伸进，探测前后端缸孔外壁。在机床进行夹具校正时，可直接找正夹具前后档主轴孔半圆定位块2中心坐标值Y1，获得气缸体工艺定位销孔的Y坐标值=Y1+d（d值为固定值，为产品设计值）；加工程序执行开始后，主轴测量探头移至气缸体前端（或后端），点测缸孔外壁，程序获得并记录此位置坐标值Z1，移出主轴测量探头，工作台旋转180度，主轴测量探头移至气缸体后端（或前端），点测缸孔外壁，程序获得并记录此处位置坐标值Z2，此时程序自动换算得出前后端缸孔外壁之间的中间坐标值X1，赋予加工程序，获得气缸体工艺定位销孔的X坐标值=X1+c（c值为固定值，为产品设计值），此时即可直接执行加工气缸体侧面工艺定位销孔程序。

要说明的是，当夹具固定在机床上后，工艺定位销孔的Y坐标值=Y1+d是固定不变的；而由于铸造误差，每台气缸体的毛坯缸孔壁厚都会有偏差，前后端缸孔外壁也会有变化，即前后端缸孔外壁间的中心值X1是变化的，故工艺定位销孔的X坐标值=X1+c也会有变化，本发明通过主轴探头测量换算的办法，准确获取X坐标值，保证了工艺定位销孔的位置精度，同时也保证了缸孔加工的位置精度，使缸孔壁厚均匀性得到保证。与现有技术相比，本发明的气缸体夹具减少了液压联动夹紧装置，大大降低了制造成本，且更容易实现，充分利用机床自身携带功能，摆脱了机床无气液接口配置即难以实现加工的困境，使设计者设计加工工艺方案时选择性更多，机床使用起来更具通用性和便利性，加工起来精度更高，是一种先进的加工方法，符合国内外加工技术的发展趋势。

综上，该气缸体夹具结构简单合理，采用气缸体前后档主轴半圆孔、中间档轴承座侧面及中间缸孔定位气缸体，从端面和顶面夹紧气缸体，并利用加工中心主轴测量探头的点测功能，找到加工气缸体工艺定位销孔的基准坐标值，从而实现气缸体工艺定位销孔的精确加工，最终保证了各缸孔的壁厚均匀性。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种气缸体夹具，其特征在于，包括：

底座，其包括：底板和定位凸台，所述定位凸台的一端向上延伸出端面顶紧螺杆立板，端面顶紧螺杆与端面顶紧螺杆立板螺接，其顶紧面伸出端面顶紧螺杆立板内侧；

主轴孔半圆定位块，固定在所述底座的定位凸台上，并具有与待定位气缸体前后档主轴半圆孔适配的定位端面；

夹紧装置，布设在所述主轴孔半圆定位块内侧的底座定位凸台上，其包括：夹紧支座、T形螺杆副及夹紧压块，其中夹紧支座用螺钉固定于底座定位凸台上，夹紧支座开有U形口，T形螺杆副的螺杆T形头扣在夹紧支座U形口，所述夹紧压块可轴向上下调节的穿设在T形螺杆副的螺杆上部，并通过T形螺杆副的螺母拧紧；

中间档轴承座定位块，固定在所述底座的定位凸台上，并具有气缸体轴承座定位侧面；

缸孔滑块联动撑开装置，其包括：底柱和布设在所述底柱顶端的缸孔滑块组件，所述底柱固定在底座定位凸台上；所述缸孔滑块组件包括：定位垫圈、芯轴、内孔螺杆、T形销和圆头定位块，其中，所述定位垫圈固定在底柱顶端，所述芯轴与所述定位垫圈的芯轴盲孔间隙配合，并与定位垫圈的内孔螺杆螺纹升降配合；所述芯轴两侧开有与T形销适配的T形斜槽，通过芯轴升降，推动T形销向两侧伸张及回缩，所述圆头定位块与T形销通过螺纹连接，T形销向两侧伸张及回缩来带动圆头定位块定位缸孔。

2.根据权利要求1所述的气缸体夹具，其特征在于：所述主轴孔半圆定位块为两个，分别通过第一螺栓固定在底座的定位凸台的两端。

3.根据权利要求2所述的气缸体夹具，其特征在于：所述夹紧装置为两个，分别布设在两个主轴孔半圆定位块内侧的底座定位凸台上。

4.根据权利要求1所述的气缸体夹具，其特征在于：所述芯轴的外圆两侧设有与定位垫圈适配的防转扁位。

5.根据权利要求1所述的气缸体夹具，其特征在于：所述圆头定位块内侧垫装有伸张垫圈。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的气缸体夹具，其特征在于：还包括：底面辅支装置，其包括：支承座及布设在所述支承座上的把手组件和支承销组件，所述把手组件包括：把手、连接轴、螺纹衬套、销轴和顶销，支承销组件包括：支承销、衬套和支承弹簧；所述支承座固于底座的底板，所述把手与连接轴紧固连接，所述螺纹衬套安装在支承座内，并通过支撑座上方的开槽锥端紧定螺钉限位，连接轴与螺纹衬套螺纹配合，销轴与顶销螺纹连接，顶销开有斜面和定位扁位，与支承销的斜面和定位卡槽配合，支承销支撑于支承弹簧上，支承弹簧落在螺塞上，螺塞与支承座螺纹配合，所述支承销上方设置有衬套。

7.根据权利要求6所述的气缸体夹具，其特征在于：所述支承销组件还包括：布设在支承销和支承座之间的衬套。

8.根据权利要求6所述的气缸体夹具，其特征在于：所述底面辅支装置为四个，分别布设在底座的底板四角。

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