CN104259891B - 一种发动机缸体粗加工的夹具总成 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种发动机缸体粗加工的夹具总成，包括夹具体，和设于所述夹具体的第一定位块、第二定位块、第一压紧机构、第二压紧机构，所述第一定位块具有水平定位面，所述第二定位块具有竖直定位面，所述第一压紧机构压紧所述发动机缸体并定位于所述水平定位面，所述第二压紧机构压紧所述发动机缸体并定位于所述竖直定位面，还包括设于所述夹具体的对中定位机构，所述发动机缸体设于所述对中定位机构内，且所述对中定位机构与分别设于所述发动机缸体的前端面和后端面的两同轴孔配合定位。采用此技术方案，减少了定位偏差，提高了发动机缸体的粗加工精度。
Description
技术领域
本发明涉及发动机缸体的加工夹具技术领域，具体涉及一种发动机缸体粗加工的夹具总成。
背景技术
发动机缸体粗加工质量的好坏直接影响后续的半精加工和精加工，从而影响发动机的整体性能，而发动机缸体粗加工的夹具决定了粗加工的精度。
现有技术中，发动机缸体1’放置于夹具体上的位置如图1所示，发动机缸体粗加工的夹具定位基准如图2所示，发动机缸体1’上分别设有六个定位面，第一定位面11’、第二定位面12’和第三定位面13’限制了发动机缸体1’沿Y轴的移动、X轴的转动和Z轴的转动三个自由度，第四定位面14’、第五定位面15’增加限制了Z轴的移动、Y轴的转动两个自由度，第六定位面16’增加限制了X轴的移动一个自由度，即通过上述六个定位面完全限制了发动机缸体的自由度。
然而，现有技术中夹具的定位基准，全部采用发动机缸体1’的表面作为定位面，由于其表面的制造精度较低，在对发动机缸体1’进行定位时，容易导致发动机缸体1’的定位面与夹具的定位块没有有效贴合，同时，全部采用定位面与夹具定位块贴合时，容易导致发动机缸体1’的尺寸误差全部集中在一侧，造成误差累计，造成粗加工后的发动机缸体1’的余量不均匀，在半精加工和精加工时很难保证质量。
发明内容
本发明提供了一种发动机缸体粗加工的夹具总成，旨在提高发动机缸体的粗加工时的加工精度，为后续的半精加工和精加工提供保证。
为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案：
一种发动机缸体粗加工的夹具总成，包括夹具体，和设于所述夹具体的第一定位块、第二定位块、第一压紧机构、第二压紧机构，所述第一定位块具有水平定位面，所述第二定位块具有竖直定位面，所述第一压紧机构压紧所述发动机缸体并定位于所述水平定位面，所述第二压紧机构压紧所述发动机缸体并定位于所述竖直定位面，还包括设于所述夹具体的对中定位机构，所述发动机缸体设于所述对中定位机构内，且所述对中定位机构与分别设于所述发动机缸体的前端面和后端面的两同轴孔配合定位。
优选地，所述对中定位机构包括驱动件、设于所述驱动件两侧并固接于所述夹具体的两底座，和设于所述驱动件与两所述底座之间并以所述驱动件对称分布的两连杆组件；所述连杆组件包括与所述驱动件接触的推杆，和转动连接于所述底座的摇臂，所述推杆沿自身轴线方向滑动连接于推杆支座，所述摇臂的一端设有定位轴，另一端设有过渡推杆，所述推杆远离所述驱动件的一端与所述过渡推杆接触，两所述定位轴与所述发动机缸体的两同轴孔对中定位。
优选地，所述驱动件包括可转动的椭圆轮，当所述椭圆轮的长轴端与两所述推杆接触时，两所述定位轴与两所述同轴孔对中定位；当所述椭圆轮的短轴端与两所述推杆接触时，两所述定位轴与两所述同轴孔脱离。
优选地，还包括复位拉簧，所述复位拉簧的一端与所述摇臂连接，另一端与所述推杆支座连接。
优选地，所述第一压紧机构包括连接于所述底座的连接杆，和设于所述连接杆的压板，所述连接杆靠近所述压板的一端设有螺纹，螺纹连接件螺接于所述连接杆并压紧所述压板。
优选地，所述第一压紧机构还包括第一支撑杆，所述第一支撑杆的一端连接所述底座，另一端支撑所述压板。
优选地，所述第二压紧机构包括通过转轴转动连接于所述夹具体的转动部，和设于所述转动部的压杆，所述转动部绕所述转轴向靠近所述发动机缸体的方向转动，并通过所述压杆压紧。
优选地，所述转动部包括固接于所述夹具体的固定轴和安装于所述固定轴的转动板，所述转动板设有安装孔，所述转动板通过所述安装孔套装于所述固定轴。
优选地，还包括设于所述固定轴和所述安装孔之间的衬套，所述衬套与所述固定轴过盈配合，与所述安装孔间隙配合。
优选地，还包括辅助支撑机构，所述辅助支撑机构包括支撑所述发动机缸体的第二支撑杆，所述第二支撑杆对所述发动机缸体的
作用力竖直向上，且所述第二支撑杆通过连接部连接于所述夹具体。
优选地，所述连接部包括固接于所述夹具体的滑套、和设于所述滑套内远离发动机缸体一侧的第一压簧，所述第二支撑杆滑接于所述滑套并与所述第一压簧接触。
优选地，还设有锁杆，所述锁杆通过锁止部与所述第二支撑杆配合锁止。
优选地，所述锁止部包括设于所述锁杆靠近所述第二支撑杆的一端的第一斜面，和设有所述第二支撑杆外壁的第二斜面，所述第一斜面与所述第二斜面斜楔配合，且所述锁杆与所述夹具体螺纹连接。
本发明取得的有益效果在于：
本发明提供了一种发动机缸体粗加工的夹具总成，包括夹具体，和设于所述夹具体的第一定位块、第二定位块、第一压紧机构、第二压紧机构，所述第一定位块具有水平定位面，所述第二定位块具有竖直定位面，所述第一压紧机构压紧所述发动机缸体并定位于所述水平定位面，所述第二压紧机构压紧所述发动机缸体并定位于所述竖直定位面，还包括设于所述夹具体的对中定位机构，所述发动机缸体设于所述对中定位机构内，且所述对中定位机构与分别设于所述发动机缸体的前端面和后端面的两同轴孔配合定位。采用此技术方案，通过对中定位机构定位发动机缸体更加合理，降低了全部采用定位面定位时造成的发动机缸体整体向一侧偏移的误差，减小了定位偏差，使得加工余量更加均匀，提高了发动机缸体的粗加工精度。
附图说明
图1为现有技术中发动机缸体置于夹具内的位置图；
图2为现有技术的发动机缸体的定位面示意图；
图3为本发明的夹具总成的一个实施例与发动机缸体夹紧的主视图；
图4为本发明的夹具总成的一个实施例的俯视图；
图5为本发明的夹具总成的一个实施例与发动机缸体夹紧的左视图；
图6为本发明的对中定位机构的一个实施例的左视图；
图7为本发明的对中定位机构的一个实施例的剖视图Ⅰ；
图8为本发明的对中定位机构的一个实施例的剖视图Ⅱ；
图9为本发明的第一压紧机构的一个实施例的主视图；
图10为本发明的辅助支撑机构的一个实施例的剖视图；
图11为本发明的第二定位块的一个实施例的主视图；
图12为本发明的第二压紧机构的一个实施例的剖视图；
图13为本发明中发动机缸体的压紧面的示意图Ⅰ；
图14为本发明中发动机缸体的压紧面的示意图Ⅱ。
附图标记说明：
1’-发动机缸体；11’-第一定位面；12’-第二定位面；13’-第三定位面；14’-第四定位面；15’-第五定位面；16’-第六定位面；10-夹具总成；1-夹具体；11-第一定位块；12-第二定位块；121-竖直定位面；2-发动机缸体；21-同轴孔；22-第一面；23-第二面；24-第三面；25-第四面；3-对中定位机构；31-椭圆轮；32-底座；321-安装槽；331-推杆；332-摇臂；333-推杆支座；334-定位轴；335-过渡推杆；34-转销；35-复位拉簧；36-连杆；37-支架；4-第一压紧机构；41-连接杆；42-压板；43-螺纹连接件；44-第一螺母；45-第一支撑杆；46-第二压簧；5-第二压紧机构；51-转动部；52-压杆；521-压头；522-旋转手柄；53-固定轴；54-转动板；55-衬套；56-挡板；122-固定底座；123-支撑块；124-定位杆；6-辅助支撑机构；61-第二支撑杆；62-滑套；63-第一压簧；64-锁杆；65-锁止孔；66-防尘罩；67-堵头。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作详细介绍。
结合图3-14所示，本发明提供了一种发动机缸体粗加工的夹具总成10，包括夹具体1和设于夹具体1的第一定位块11，第二定位块12、第一压紧机构4、第二压紧机构5，第一定位块11具有水平定位面，第二定位块12具有竖直定位面121，第一压紧机构4压紧发动机缸体2并定位于水平定位面，水平定位面抵靠发动机的第一面22，第二压紧机构5压紧发动机缸体2并定位于竖直定位面121，夹具体1通过圆柱销和菱形销与机床定位，并过过螺栓与机床紧固。为了解决现有技术中存在的缺陷，本发明做出了如下技术改进：还包括设于夹具体1的对中定位机构3，发动机缸体2设于对中定位机构3内，且对中定位机构3与分别设于发动机缸体2的前端面和后端面的两同轴孔21配合定位。采用此技术方案，通过对中定位机构3定位发动机缸体2更加合理，降低了全部采用定位面定位时造成的发动机缸体2整体向一侧偏移的误差，减小了定位偏差，使得加工余量更加均匀，提高了发动机缸体2的粗加工精度。
上述的技术方案中，对中定位机构3包括驱动件、设于驱动件两侧并固接于夹具体1的两底座32，和设于驱动件与两底座32之间且以驱动件对称分布的两连杆组件；连杆组件包括与驱动件接触的推杆331，和转动连接于底座32的摇臂332，推杆331沿自身轴线方向滑动连接于推杆支座333，摇臂332的一端设有定位轴334，另一端设有过渡推杆335，推杆331远离驱动件的一端与过渡推杆335接触，两定位轴334与发动机缸体2的两同轴孔21对中定位，此方案结构简单，实现方便。
且优选地，驱动件包括可转动的椭圆轮31，当椭圆轮31的长轴端与两推杆331接触，两定位轴334与两同轴孔21对中定位，当椭圆轮31的短轴端与两推杆331接触，两定位轴334与两同轴孔21脱离。具体地，椭圆轮31转动连接于支架37上，椭圆轮31的中心连接有连杆36，连杆36可通过人工旋转，也可采用电机带动旋转；推杆支座333设有通孔，通孔的轴线为水平，推杆331滑接于通孔内，推杆331与椭圆轮31接触的一端优选圆弧面，以此减少两者接触时的摩擦阻力，降低磨损，保证传动的可靠性，推杆331与过渡推杆335接触的一端优选平面，当推杆331推动过渡推杆335并使摇臂332转动时，过渡推杆335的圆弧端面在该平面上沿曲线轨迹滑动，平面的接触面可保证两者始终保持接触，避免脱离造成传动失效；底座32设有安装槽321，摇臂332置于安装槽321内并通过转销34转动连接。当椭圆轮31的长轴端与两推杆331接触，与椭圆轮31接触的两推杆331分别向相反方向做直线运动，并分别推动设于摇臂332上的过渡推杆335，以此带动两摇臂332绕各自的旋转轴向靠近对方的一侧转动，使得两定位轴334与两同轴孔21对中定位。反之，要使两定位轴334与两同轴孔21脱离，可通过摇臂332的重力作用自动回位。此方案结构简单，通过旋转椭圆轮31即可实现对中定位机构的对中和脱离，操作方便。当然，驱动件还可采用其他方案例如双活塞杆气缸。
更优地，为了进一步保证两定位轴334与两同轴孔21的迅速脱离，避免摇臂332在脱离过程中来回晃动，降低工作效率，还设置了复位拉簧35，复位拉簧35的一端与摇臂332连接，另一端与推杆支座333连接，此方案利用复位拉簧35的弹性回复力拉动两摇臂332向远离对方的方向旋转，快速实现两定位轴334与两同轴孔21的脱离，提高了工作效率。
本发明提供的夹具总成10，第一压紧机构4优选固接于夹具体1的连接杆41，和设于连接杆41的压板42，连接杆41靠近压板42的一端设有螺纹，螺纹连接件43螺接于连接杆41并压紧压板42。具体地，连接杆41的一端与底座32螺纹连接，且通过第一螺母44锁紧，压板42上设有通孔，压板42的通孔穿入连接杆41并抵靠于发动机缸体2，连接杆41靠近压板42的一端设有螺纹，螺纹连接件43螺接于连接杆41并压紧压板42，此方案设置简单，压紧结构可靠。当然，结合现有技术，第一压紧机构4还可采用其他方案例如利用气动装置或液压装置等。
进一步地，为了避免压板42在非工作状态下滑落，造成每次压紧前都需要提升压板42，在本实施例中，优选在第一压紧机构4中设置第一支撑杆45，第一支撑杆45的一端固接于底座32，另一端支撑压板42，此方案可保证压板42始终固定在预设高度，方便第一压紧机构4对发动机缸体2的压紧操作，提高压紧效率。
此外，连接杆41上还套装第二压簧46，当发动机缸体2加工完毕，松开螺纹连接件43，压板42放松，第二压簧46的弹性回复力可自动顶起压板42，使其脱离发动机缸体2的表面，无需人工抬起，提高了工作效率。
本发明提供的夹具总成10，第二压紧机构5优选包括通过转轴转动连接于夹具体1的转动部51，和设于转动部51上的压杆52，转动部51绕转轴向靠近发动机缸体2的方向转动，并通过压杆52压紧。此方案中，第二压紧机构5相对发动机缸体2的位置更加灵活，对发动机缸体2的取放更加方便，同时，当加工刀具不与第二压紧机构5干涉时，其可作为加工发动机缸体2的其他面的压紧装置，反之，只需将第二压紧机构5通过转动部51转动，解除干涉即可，而无需重新定位和装卡，避免了多次定位和装卡导致的加工误差，提高了发动机缸体2的加工精度。
转动部优选包括固接于夹具体1的固定轴53和安装于固定轴53的转动板54，转动板54设有安装孔，转动板54通过安装孔套装于固定轴53。此方案连接结构简单，安装方便。具体地，固定轴53为阶梯轴，其大端通过螺钉固接于夹具体1，其小端与转动板54的安装孔配合并可相对转动，转动板54远离安装孔的一端设有压杆52,，压杆52优选与转动板54螺纹配合，实现对发动机缸体2的压紧和放松。
进一步地，固定轴53和安装孔之间还设有衬套55，衬套55与固定轴53过盈配合，与安装孔间隙配合。此方案避免了转动板54与固定轴53的直接接触，避免了固定轴53的磨损。同时，衬套55的设置，减小了固定轴53的结构尺寸，避免用于连接固定轴53的法兰过大而占用空间较大，不利于结构的紧凑性，且衬套55经过热处理，其耐磨性增加，连接可靠性增加。且更优地，为了避免转动板54旋转时脱出固定轴53，还设置了限位部，限位部设于转动板54脱出固定轴53的位移行程之内。在本实施例中，优选在固定轴53小端设置挡板56，挡板56与固定轴53通过螺钉固接，将转动板54限位于挡板56与固定轴53的大端之间。当然，限位部还可采用锁销限位。
更进一步地，压杆52靠近发动机缸体2的一端设有压头521，远离发动机缸体2的一端设有旋转手柄522，压头521可增加与发动机缸体2的接触面积，减小对发动机缸体2的表面的损伤，旋转手柄522可减小操作力，便于第二压紧机构5的夹紧和松开。当然，转动部还可采用轴承连接结构。
第二定位块12与第二压紧机构5配合实现对发动机缸体2定位夹紧，第二定位块可按如下方案设置，具体地，第二定位块12包括固定底座122和固接于固定底座122的支撑块123，支撑块123固接水平的定位杆124，定位杆124为阶梯轴，其小端穿过支撑块123上的通孔，并通过小端端部的螺纹与支撑块123锁紧，支撑块123大端的端面即为竖直定位面121。且优选地，第二定位块12设有两个，各第二定位块12分别抵靠于发动机缸体2的第二面23，以增加其与发动机缸体2的支撑点，保证第二压紧机构5与发动机缸体2之间的可靠固定。
本发明提供的夹具总成10，还包括辅助支撑机构6，辅助支撑机构6包括支撑发动机缸体2的第二支撑杆61，第二支撑杆61多发动机缸体2的作用力竖直向上，且第二支撑杆61通过连接部连接于夹具体1。此方案增加了夹具总成10对发动机缸体2的支撑，进一步提高了发动机缸体2的加工稳定性，减小了振动。
连接部可设置为实施例一：第二支撑杆61设置为螺杆，通过与夹具体1螺纹配合实现对发动机缸体2的支撑，然而此方案操作繁琐，且操作空间小，操作困难。考虑上述因素，优选设置为实施例二：连接部包括固接于夹具体1的滑套62，和设于滑套62内远离发动机缸体2一侧的第一压簧63，第二支撑杆61滑接于滑套62并与第一压簧63接触。具体地，滑套62通过螺钉固接于夹具体1内，且为中空结构，第二支撑杆61滑接于滑套62内，其伸出端与发动机缸体2接触，第二支撑杆61的另一端与第一压簧63接触。此方案中，第二支撑杆61自动伸出，并与发动机缸体2接触时自动缩回，保证了两者之间的有效贴合，同时，较实施例一相比，操作省时省力，且由于第一压簧63的设置，避免了第二支撑杆61与发动机缸体2的刚性冲击，避免了发动机缸体2的损伤。
进一步地，为了避免第二支撑杆61在发动机缸体2的加工过程中沿轴向攒动，辅助支撑机构6还设有锁杆64，锁杆64通过锁止部与第二支撑杆61配合锁止。
锁止部优选包括设于锁杆64靠近第二支撑杆61的一端的第一斜面，和设于第二支撑杆61外壁的第二斜面，第一斜面与第二斜面斜楔配合。具体地，锁杆64相对于第二支撑杆61垂直设置，滑套62靠近锁杆64的一侧设有锁止孔65，锁杆64穿过锁止孔65，并沿自身轴向移动，实现与第二支撑杆6的脱离和锁止。当然，锁止部还可采用其他实施例如插销式锁止结构。
锁杆64设于夹具体1，并优选锁杆64远离第二支撑杆61的一端与夹具体1螺纹配合，配合结构简单，实现方便。且更优地，为了提高锁杆64的锁止效率，缩短操作锁杆64的时间，锁杆64与夹具体1之间的螺纹还可采用双头螺纹或多头螺纹，以增加锁杆64上的螺纹导程，提高操作效率。
进一步地，滑套62靠近第一压簧63的一侧还设有开孔，开孔内设有堵头67，以方便对辅助支撑机构6的维修。
更进一步地，为了避免灰尘和杂物落入滑套62内，造成第二支撑杆61的卡涩或滑动失效，还在滑套62靠近第二支撑杆61的伸出端设有防尘罩66，防尘罩66穿过第二支撑杆61并套装于滑套62的外壁，以此延长辅助支撑机构6的使用寿命。
本发明提供的夹具总成10，第一压紧机构4、辅助支撑机构6可分别设有多组，在本实施例中，优选第一压紧机构4设有四组，辅助支撑机构6设有3组。具体地，辅助支撑机构6分别支撑于发动机缸体2的第三面24，第一压紧机构4分别对应第一定位块11和辅助支撑机构6的位置压紧，压紧面为发动机缸体2的第四面25。
虽然本发明是结合以上实施例进行描述的，但本发明并不限定于以上实施例，而只是受权利要求的限定，本领域普遍技术人员能够容易地对其进行修改和变化，但并不离开本发明的实质构思和范围。
Claims (12)
1.一种发动机缸体粗加工的夹具总成，包括夹具体，和设于所述夹具体的第一定位块、第二定位块、第一压紧机构、第二压紧机构，所述第一定位块具有水平定位面，所述第二定位块具有竖直定位面，所述第一压紧机构压紧所述发动机缸体并定位于所述水平定位面，所述第二压紧机构压紧所述发动机缸体并定位于所述竖直定位面，其特征在于，还包括设于所述夹具体的对中定位机构，所述发动机缸体设于所述对中定位机构内，且所述对中定位机构与分别设于所述发动机缸体的前端面和后端面的两同轴孔配合定位；所述对中定位机构包括驱动件、设于所述驱动件两侧并固接于所述夹具体的两底座，和设于所述驱动件与两所述底座之间并以所述驱动件对称分布的两连杆组件；所述连杆组件包括与所述驱动件接触的推杆，和转动连接于所述底座的摇臂，所述推杆沿自身轴线方向滑动连接于推杆支座，所述摇臂的一端设有定位轴，另一端设有过渡推杆，所述推杆远离所述驱动件的一端与所述过渡推杆接触，两所述定位轴与所述发动机缸体的两同轴孔对中定位。
2.根据权利要求1所述的夹具总成，其特征在于，所述驱动件包括可转动的椭圆轮，当所述椭圆轮的长轴端与两所述推杆接触时，两所述定位轴与两所述同轴孔对中定位；当所述椭圆轮的短轴端与两所述推杆接触时，两所述定位轴与两所述同轴孔脱离。
3.根据权利要求2所述的夹具总成，其特征在于，还包括复位拉簧，所述复位拉簧的一端与所述摇臂连接，另一端与所述推杆支座连接。
4.根据权利要求1所述的夹具总成，其特征在于，所述第一压紧机构包括连接于所述底座的连接杆，和设于所述连接杆的压板，所述连接杆靠近所述压板的一端设有螺纹，螺纹连接件螺接于所述连接杆并压紧所述压板。
5.根据权利要求4所述的夹具总成，其特征在于，所述第一压紧机构还包括第一支撑杆，所述第一支撑杆的一端连接所述底座，另一端支撑所述压板。
6.根据权利要求1所述的夹具总成，其特征在于，所述第二压紧机构包括通过转轴转动连接于所述夹具体的转动部，和设于所述转动部的压杆，所述转动部绕所述转轴向靠近所述发动机缸体的方向转动，并通过所述压杆压紧。
7.根据权利要求6所述的夹具总成，其特征在于，所述转动部包括固接于所述夹具体的固定轴和安装于所述固定轴的转动板，所述转动板设有安装孔，所述转动板通过所述安装孔套装于所述固定轴。
8.根据权利要求7所述的夹具总成，其特征在于，还包括设于所述固定轴和所述安装孔之间的衬套，所述衬套与所述固定轴过盈配合，与所述安装孔间隙配合。
9.根据权利要求1-8任一项所述的夹具总成，其特征在于，还包括辅助支撑机构，所述辅助支撑机构包括支撑所述发动机缸体的第二支撑杆，所述第二支撑杆对所述发动机缸体的作用力竖直向上，且所述第二支撑杆通过连接部连接于所述夹具体。
10.根据权利要求9所述的夹具总成，其特征在于，所述连接部包括固接于所述夹具体的滑套、和设于所述滑套内远离发动机缸体一侧的第一压簧，所述第二支撑杆滑接于所述滑套并与所述第一压簧接触。
11.根据权利要求10所述的夹具总成，其特征在于，还设有锁杆，所述锁杆通过锁止部与所述第二支撑杆配合锁止。
12.根据权利要求11所述的夹具总成，其特征在于，所述锁止部包括设于所述锁杆靠近所述第二支撑杆的一端的第一斜面，和设有所述第二支撑杆外壁的第二斜面，所述第一斜面与所述第二斜面斜楔配合，且所述锁杆与所述夹具体螺纹连接。
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