CN104690583A - 一种分段式排气歧管连接颈加工夹具及加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种分段式排气歧管连接颈加工工装及加工方法，包括连接盘和夹具体，所述夹具体通过连接螺栓与连接盘呈丁字形固定连接，所述夹具体设置工件加工基准平面，所述基准平面上分别活动连接前段定位机构、后段定位机构、前段压紧机构、后段压紧机构、前段配重机构和后段配重机构。能够实现分段式排气歧管两段产品的硬连接，且能较好的避免两段产品加工过程产生的中心高公差及中心高之差。

Description

一种分段式排气歧管连接颈加工夹具及加工方法

技术领域

本发明属于机械加工技术领域技术领域，特别涉及一种分段式排气歧管连接颈加工夹具及加工方法。

背景技术

现阶段国内主机厂分段式排气歧管的密封方式大多采用两种结构，一种是常规的采用增加两个不锈钢密封环密封的结构，另一种是采用取消密封环的硬连接结构，两段产品冷态时有非常小的装配间隙，方便冷态时安装；发动机工作时流经产品的热气将两段管口之间非常小的装配间隙涨死，保证产品在工作状态时不漏气，同时可节省两个不锈钢密封，该硬连接结构的优点是：1. 取消两个特制的不锈钢密封环，可降低整机成本；2. 产品加工时无密封环槽工位，降低加工时成本的同时可有效降低产品本身的成本；缺点是：1.两段产品的中心高公差及中心高之差要求很严格；2. 两段产品中心高之差稍大很容易造成产品漏气或断裂，特别是产品断裂风险很大。大多厂家由于采用常规的加工工艺无法解决和避免硬连接结构所带来的上述缺点，为了减少断裂风险，只得采用常规增加密封环的密封结构，但常规密封结构的成本居高不下一直是各大厂家研究解决的重大课题。一部分厂家初期也尝试采用分段式硬连接排气歧管结构，但大多均因为常规的加工工艺限制导致最终装机效果很差而不得不放弃了该结构。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种分段式排气歧管连接颈加工工装及加工方法，能够实现分段式排气歧管两段产品的硬连接，且能较好的避免两段产品加工过程产生的中心高公差及中心高之差。

为解决上述问题，本发明所采取的技术方案是：一种分段式排气歧管连接颈加工夹具， 包括连接盘和夹具体，所述夹具体通过连接螺栓与连接盘呈丁字形固定连接，所述夹具体设置工件加工基准平面，所述基准平面上分别活动连接前段定位机构、后段定位机构、前段压紧机构、后段压紧机构、前段配重机构和后段配重机构。

所述前段定位机构和后段定位机构分别由通过定位孔排列布设在所述夹具体上若干个定位销组成。

所述前段压紧机构和后段压紧机构分别包括压板和压紧螺栓，所述压紧螺栓与所述夹具体活动连接。

所述夹具体一侧分别设置压板支撑凸台。

所述前段配重机构和后段配重机构分别包括与所述夹具体活动连接的平衡块和与所述压板支撑凸台对称设置的平衡凸台。

一种使用上述夹具进行分段式排气歧管连接颈加工的方法，是按下述步骤进行：

1）将所述夹具体通过连接螺栓安装在所述连接盘上，在将连接盘装夹在加工设备的卡盘上；

2）通过所述前段定位机构或后段定位机构、前段压紧机构或后段压紧机构将排气歧管前段或后段坯料装夹在夹具体上，并将所述前段配重机构或后段配重机构安装在夹具体上，使排气歧管前段或后段坯料的进气法兰连接平面与所述基准平面紧密接触，然后对连接颈外圆或内圆进行试车；

3）测量连接颈外圆或内圆轴心与排气歧管进气法兰连接平面的距离，通过所述连接螺栓对夹具体与连接盘的相对位置进行微调，使连接颈外圆或内圆轴心与排气歧管进气法兰连接平面的距离尺寸在设计公差范围内，并拧紧连接螺栓使夹具体与连接盘连接牢固；

4）按照批次对待加工排气歧管前段或后段连接颈外圆、内圆及端面进行车削成活；

5）待批量排气歧管前段或后段连接颈全部加工完成后，更换所述后段定位机构或前段定位机构、后段压紧机构或前段压紧机构及后段配重机构或后段配重机构，依次装夹排气歧管后段或前段坯料，按照批次对待加工排气歧管后段或前段连接颈外圆、内圆及端面进行车削成活；

6）重复步骤4）、5）即可。

进一步的，所述加工方法中，相互连接的排气歧管前段和后段的连接颈在同一机床上利用同一夹具加工。

本发明的夹具对相互连接的排气歧管前段和后段连接颈的加工设置同一加工基准平面，由此保证了其连接颈与连接法兰连接平面之间距离尺寸的一致性，且在夹具体上与压板支撑凸台对称设置有平衡凸台，并根据排气歧管前段和后段坯料及其与夹具一体构成的整体系统的旋转重心与旋转轴心的偏移设置合适的平衡块，这样可以使整个旋转系统在加工过程中处于动平衡状态，有效地避免工件在加工过程中的振动，从而防止连接颈不圆度超差及其轴心几何位置的偏移；其次，将相互配套连接的排气歧管前段和后段连接颈在同一机床、同一夹具上进行连接颈的加工，即能可靠地保证连接颈连接相关几何尺寸的加工精度。将硬连接的两段产品内、外园加工时设置在同一个数控车床上，且使用同一套工装，使两段产品管口处的中心高理论上保证在同一个高度尺寸，中心高之差理论为零。这样做不仅有效地保证了产品中心高的实物质量，还避免了两段产品装机时因中心高轻微的差异造成产品漏气和断裂的风险。其中的一款分段式硬连接排气歧管产品经我公司利用此工艺及专用工装加工后检测尺寸完全合格；且该产品经主机厂几次装机试验验证从未发生过漏气和断裂的质量问题。另外的一款分段式硬连接排气歧管产品因产品结构等原因无法设置在相同设备、相同工装上加工，我公司采用了两段分开分别加工的工艺，虽然两段产品的中心高尺寸也完全符合图纸公差要求，但是就因为微量的中心高差别导致装机效果很差，最终该产品放弃使用硬连接密封结构。经过发明人实验，只有使用本发明的夹具体和本发明的加工工艺，两者起到协同作用，才能完全合格。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步的说明：

图1是本发明前排气歧管车管口时定位装态图；

图2是本发明后排气歧管车管口时定位装态图；

图3是现有技术取消密封环的硬连接结构示意图。

具体实施方式

实施例1：如图1、2、3所示，一种分段式排气歧管连接颈加工夹具，包括连接盘1和夹具体2，所述夹具体2通过连接螺栓与连接盘1呈丁字形固定连接，所述夹具体2设置工件加工基准平面，所述基准平面上分别活动连接前段定位机构、后段定位机构、前段压紧机构、后段压紧机构、前段配重机构和后段配重机构。

所述前段定位机构和后段定位机构分别由通过定位孔排列布设在所述夹具体上若干个定位销2组成。

所述前段压紧机构和后段压紧机构分别包括压板5和压紧螺栓4，所述压紧螺栓4与所述夹具体6活动连接。

一种使用上述夹具进行分段式排气歧管连接颈加工的方法，是按下述步骤进行：

1）将所述夹具体通过连接螺栓安装在所述连接盘上，在将连接盘装夹在加工设备的卡盘上；

2）通过所述前段定位机构或后段定位机构、前段压紧机构或后段压紧机构将排气歧管前段或后段坯料装夹在夹具体上，并将所述前段配重机构或后段配重机构安装在夹具体上，使排气歧管前段或后段坯料的进气法兰连接平面与所述基准平面紧密接触，然后对连接颈外圆或内圆进行试车；

3）测量连接颈外圆或内圆轴心与排气歧管进气法兰连接平面的距离，通过所述连接螺栓对夹具体与连接盘的相对位置进行微调，使连接颈外圆或内圆轴心与排气歧管进气法兰连接平面的距离尺寸在设计公差范围内，并拧紧连接螺栓使夹具体与连接盘连接牢固；

4）按照批次对待加工排气歧管前段或后段连接颈外圆、内圆及端面进行车削成活；

5）待批量排气歧管前段或后段连接颈全部加工完成后，更换所述后段定位机构或前段定位机构、后段压紧机构或前段压紧机构及后段配重机构或后段配重机构，依次装夹排气歧管后段或前段坯料，按照批次对待加工排气歧管后段或前段连接颈外圆、内圆及端面进行车削成活；

6）重复步骤4）、5）即可。

进一步的，所述加工方法中，相互连接的排气歧管前段和后段的连接颈在同一机床上利用同一夹具加工。

本发明的夹具对相互连接的排气歧管前段和后段连接颈的加工设置同一加工基准平面，由此保证了其连接颈与连接法兰连接平面之间距离尺寸的一致性，且在夹具体上与压板支撑凸台对称设置有平衡凸台，并根据排气歧管前段和后段坯料及其与夹具一体构成的整体系统的旋转重心与旋转轴心的偏移设置合适的平衡块，这样可以使整个旋转系统在加工过程中处于动平衡状态，有效地避免工件在加工过程中的振动，从而防止连接颈不圆度超差及其轴心几何位置的偏移；其次，将相互配套连接的排气歧管前段和后段连接颈在同一机床、同一夹具上进行连接颈的加工，即能可靠地保证连接颈连接相关几何尺寸的加工精度。将硬连接的两段产品内、外园加工时设置在同一个数控车床上，且使用同一套工装，使两段产品管口处的中心高理论上保证在同一个高度尺寸，中心高之差理论为零。这样做不仅有效地保证了产品中心高的实物质量，还避免了两段产品装机时因中心高轻微的差异造成产品漏气和断裂的风险。其中的一款分段式硬连接排气歧管产品经我公司利用此工艺及专用工装加工后检测尺寸完全合格；且该产品经主机厂几次装机试验验证从未发生过漏气和断裂的质量问题。另外的一款分段式硬连接排气歧管产品因产品结构等原因无法设置在相同设备、相同工装上加工，我公司采用了两段分开分别加工的工艺，虽然两段产品的中心高尺寸也完全符合图纸公差要求，但是就因为微量的中心高差别导致装机效果很差，最终该产品放弃使用硬连接密封结构。经过发明人实验，只有使用本发明的夹具体和本发明的加工工艺，两者起到协同作用，才能完全合格。

实施例2：如图1、2、3所示，一种分段式排气歧管连接颈加工夹具，包括连接盘1和夹具体2，所述夹具体2通过连接螺栓与连接盘1呈丁字形固定连接，所述夹具体2设置工件加工基准平面，所述基准平面上分别活动连接前段定位机构、后段定位机构、前段压紧机构、后段压紧机构、前段配重机构和后段配重机构。

所述前段定位机构和后段定位机构分别由通过定位孔排列布设在所述夹具体上若干个定位销2组成。

所述前段压紧机构和后段压紧机构分别包括压板5和压紧螺栓4，所述压紧螺栓4与所述夹具体6活动连接。

所述夹具体6一侧分别设置压板支撑凸台8。

一种使用上述夹具进行分段式排气歧管连接颈加工的方法，是按下述步骤进行：

1）将所述夹具体通过连接螺栓安装在所述连接盘上，在将连接盘装夹在加工设备的卡盘上；

2）通过所述前段定位机构或后段定位机构、前段压紧机构或后段压紧机构将排气歧管前段或后段坯料装夹在夹具体上，并将所述前段配重机构或后段配重机构安装在夹具体上，使排气歧管前段或后段坯料的进气法兰连接平面与所述基准平面紧密接触，然后对连接颈外圆或内圆进行试车；

3）测量连接颈外圆或内圆轴心与排气歧管进气法兰连接平面的距离，通过所述连接螺栓对夹具体与连接盘的相对位置进行微调，使连接颈外圆或内圆轴心与排气歧管进气法兰连接平面的距离尺寸在设计公差范围内，并拧紧连接螺栓使夹具体与连接盘连接牢固；

4）按照批次对待加工排气歧管前段或后段连接颈外圆、内圆及端面进行车削成活；

5）待批量排气歧管前段或后段连接颈全部加工完成后，更换所述后段定位机构或前段定位机构、后段压紧机构或前段压紧机构及后段配重机构或后段配重机构，依次装夹排气歧管后段或前段坯料，按照批次对待加工排气歧管后段或前段连接颈外圆、内圆及端面进行车削成活；

6）重复步骤4）、5）即可。

进一步的，所述加工方法中，相互连接的排气歧管前段和后段的连接颈在同一机床上利用同一夹具加工。

本发明的夹具对相互连接的排气歧管前段和后段连接颈的加工设置同一加工基准平面，由此保证了其连接颈与连接法兰连接平面之间距离尺寸的一致性，且在夹具体上与压板支撑凸台对称设置有平衡凸台，并根据排气歧管前段和后段坯料及其与夹具一体构成的整体系统的旋转重心与旋转轴心的偏移设置合适的平衡块，这样可以使整个旋转系统在加工过程中处于动平衡状态，有效地避免工件在加工过程中的振动，从而防止连接颈不圆度超差及其轴心几何位置的偏移；其次，将相互配套连接的排气歧管前段和后段连接颈在同一机床、同一夹具上进行连接颈的加工，即能可靠地保证连接颈连接相关几何尺寸的加工精度。将硬连接的两段产品内、外园加工时设置在同一个数控车床上，且使用同一套工装，使两段产品管口处的中心高理论上保证在同一个高度尺寸，中心高之差理论为零。这样做不仅有效地保证了产品中心高的实物质量，还避免了两段产品装机时因中心高轻微的差异造成产品漏气和断裂的风险。其中的一款分段式硬连接排气歧管产品经我公司利用此工艺及专用工装加工后检测尺寸完全合格；且该产品经主机厂几次装机试验验证从未发生过漏气和断裂的质量问题。另外的一款分段式硬连接排气歧管产品因产品结构等原因无法设置在相同设备、相同工装上加工，我公司采用了两段分开分别加工的工艺，虽然两段产品的中心高尺寸也完全符合图纸公差要求，但是就因为微量的中心高差别导致装机效果很差，最终该产品放弃使用硬连接密封结构。经过发明人实验，只有使用本发明的夹具体和本发明的加工工艺，两者起到协同作用，才能完全合格。

实施例3：如图1、2、3所示，一种分段式排气歧管连接颈加工夹具，包括连接盘1和夹具体2，所述夹具体2通过连接螺栓与连接盘1呈丁字形固定连接，所述夹具体2设置工件加工基准平面，所述基准平面上分别活动连接前段定位机构、后段定位机构、前段压紧机构、后段压紧机构、前段配重机构和后段配重机构。

所述前段定位机构和后段定位机构分别由通过定位孔排列布设在所述夹具体上若干个定位销2组成。

所述前段压紧机构和后段压紧机构分别包括压板5和压紧螺栓4，所述压紧螺栓4与所述夹具体6活动连接。

所述夹具体6一侧分别设置压板支撑凸台8。

所述前段配重机构和后段配重机构分别包括与所述夹具体6活动连接的平衡块3和与所述压板支撑凸台8对称设置的平衡凸台。

一种使用上述夹具进行分段式排气歧管连接颈加工的方法，是按下述步骤进行：

1）将所述夹具体通过连接螺栓安装在所述连接盘上，在将连接盘装夹在加工设备的卡盘上；

2）通过所述前段定位机构或后段定位机构、前段压紧机构或后段压紧机构将排气歧管前段或后段坯料装夹在夹具体上，并将所述前段配重机构或后段配重机构安装在夹具体上，使排气歧管前段或后段坯料的进气法兰连接平面与所述基准平面紧密接触，然后对连接颈外圆或内圆进行试车；

3）测量连接颈外圆或内圆轴心与排气歧管进气法兰连接平面的距离，通过所述连接螺栓对夹具体与连接盘的相对位置进行微调，使连接颈外圆或内圆轴心与排气歧管进气法兰连接平面的距离尺寸在设计公差范围内，并拧紧连接螺栓使夹具体与连接盘连接牢固；

4）按照批次对待加工排气歧管前段或后段连接颈外圆、内圆及端面进行车削成活；

5）待批量排气歧管前段或后段连接颈全部加工完成后，更换所述后段定位机构或前段定位机构、后段压紧机构或前段压紧机构及后段配重机构或后段配重机构，依次装夹排气歧管后段或前段坯料，按照批次对待加工排气歧管后段或前段连接颈外圆、内圆及端面进行车削成活；

6）重复步骤4）、5）即可。

进一步的，所述加工方法中，相互连接的排气歧管前段和后段的连接颈在同一机床上利用同一夹具加工。

本发明的夹具对相互连接的排气歧管前段和后段连接颈的加工设置同一加工基准平面，由此保证了其连接颈与连接法兰连接平面之间距离尺寸的一致性，且在夹具体上与压板支撑凸台对称设置有平衡凸台，并根据排气歧管前段和后段坯料及其与夹具一体构成的整体系统的旋转重心与旋转轴心的偏移设置合适的平衡块，这样可以使整个旋转系统在加工过程中处于动平衡状态，有效地避免工件在加工过程中的振动，从而防止连接颈不圆度超差及其轴心几何位置的偏移；其次，将相互配套连接的排气歧管前段和后段连接颈在同一机床、同一夹具上进行连接颈的加工，即能可靠地保证连接颈连接相关几何尺寸的加工精度。将硬连接的两段产品内、外园加工时设置在同一个数控车床上，且使用同一套工装，使两段产品管口处的中心高理论上保证在同一个高度尺寸，中心高之差理论为零。这样做不仅有效地保证了产品中心高的实物质量，还避免了两段产品装机时因中心高轻微的差异造成产品漏气和断裂的风险。其中的一款分段式硬连接排气歧管产品经我公司利用此工艺及专用工装加工后检测尺寸完全合格；且该产品经主机厂几次装机试验验证从未发生过漏气和断裂的质量问题。另外的一款分段式硬连接排气歧管产品因产品结构等原因无法设置在相同设备、相同工装上加工，我公司采用了两段分开分别加工的工艺，虽然两段产品的中心高尺寸也完全符合图纸公差要求，但是就因为微量的中心高差别导致装机效果很差，最终该产品放弃使用硬连接密封结构。经过发明人实验，只有使用本发明的夹具体和本发明的加工工艺，两者起到协同作用，才能完全合格。

Claims (7)

1.一种分段式排气歧管连接颈加工夹具，其特征在于：包括连接盘和夹具体，所述夹具体通过连接螺栓与连接盘呈丁字形固定连接，所述夹具体设置工件加工基准平面，所述基准平面上分别活动连接前段定位机构、后段定位机构、前段压紧机构、后段压紧机构、前段配重机构和后段配重机构。

2.如权利要求1所述的分段式排气歧管连接颈加工夹具，其特征在于：所述前段定位机构和后段定位机构分别由通过定位孔排列布设在所述夹具体上若干个定位销组成。

3.如权利要求1所述的分段式排气歧管连接颈加工夹具，其特征在于：所述前段压紧机构和后段压紧机构分别包括压板和压紧螺栓，所述压紧螺栓与所述夹具体活动连接。

4.如权利要求3所述的分段式排气歧管连接颈加工夹具，其特征在于：所述夹具体一侧分别设置压板支撑凸台。

5.如权利要求1所述的分段式排气歧管连接颈加工夹具，其特征在于：所述前段配重机构和后段配重机构分别包括与所述夹具体活动连接的平衡块和与所述压板支撑凸台对称设置的平衡凸台。

6.使用权利要求1中的夹具进行分段式排气歧管连接颈加工的方法，是按下述步骤进行：

1）将所述夹具体通过连接螺栓安装在所述连接盘上，在将连接盘装夹在加工设备的卡盘上；

2）通过所述前段定位机构或后段定位机构、前段压紧机构或后段压紧机构将排气歧管前段或后段坯料装夹在夹具体上，并将所述前段配重机构或后段配重机构安装在夹具体上，使排气歧管前段或后段坯料的进气法兰连接平面与所述基准平面紧密接触，然后对连接颈外圆或内圆进行试车；

3）测量连接颈外圆或内圆轴心与排气歧管进气法兰连接平面的距离，通过所述连接螺栓对夹具体与连接盘的相对位置进行微调，使连接颈外圆或内圆轴心与排气歧管进气法兰连接平面的距离尺寸在设计公差范围内，并拧紧连接螺栓使夹具体与连接盘连接牢固；

4）按照批次对待加工排气歧管前段或后段连接颈外圆、内圆及端面进行车削成活；

5）待批量排气歧管前段或后段连接颈全部加工完成后，更换所述后段定位机构或前段定位机构、后段压紧机构或前段压紧机构及后段配重机构或后段配重机构，依次装夹排气歧管后段或前段坯料，按照批次对待加工排气歧管后段或前段连接颈外圆、内圆及端面进行车削成活；

6）重复步骤4）、5）即可。

7.如权利要求6所述的分段式排气歧管连接颈加工的方法，其特征在于：所述加工方法中，相互连接的排气歧管前段和后段的连接颈在同一机床上利用同一夹具加工。