CN104723239B - 涡轮增压器涡轮箱体精基准加工工艺及夹具 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种涡轮增压器涡轮箱体精基准加工工艺及夹具，以涡轮箱体内法兰盖板侧的凸缘为粗基准，以进气口端面为精基准。包括夹具体、顶紧机构、定位机构和定位驱动机构，所述顶紧机构包括顶紧油缸和与顶紧油缸伸缩端连接的顶板，所述定位驱动机构包括推拉油缸、传动齿条、中心传动齿轮和与中心传动齿轮啮合的若干个行星齿轮，所述推拉油缸通过座体与所述夹具体连接，所述传动齿条连接在所述推拉油缸的伸缩端，并与一个行星齿轮相啮合，所述中心传动齿轮通过中心轴与所述台板连接，所述行星齿轮安装在所述定位拉杆的下端。能够可靠地保证涡轮箱体加工的精度，使得加工成品率及生产效率大幅度提高。

Description

涡轮增压器涡轮箱体精基准加工工艺及夹具
技术领域
本发明属于汽车发动机涡轮增压器生产技术领域，特别是一种用于涡轮增压器涡轮箱体精基准加工工艺及夹具。
背景技术
涡轮增压器的主要作用是通过增压技术提高发动机进气量,从而提高发动机的功率和扭矩，一台发动机装上涡轮增压器后，其最大功率与未装增压器的时候相比可以增加40%甚至更高。涡轮增压器涡轮箱体是涡轮增压器的核心部件之一，在涡轮增压技术中起着关键作用。涡轮箱体毛坯由铸造形成，粗基准与涡轮腔室由铸造砂芯获得，粗基准的位置同时确定了涡轮腔室的位置，在涡轮箱体的加工中利用粗基准定位加工精基准，然后再以精基准定位加工涡轮箱体的其他部位，从而保证涡轮箱体加工的可靠性和稳定性，是最终保证总装时涡轮与涡轮腔室准确定位以保证涡轮增压器的工作效率的关键工艺措施。涡轮箱体的传统加工方法是以毛坯端面或外表面作为粗基准，而以毛坯端面为精基准，由于粗基准为铸造毛坯面，精度较差，由此顺序传递加工的箱体容易造成涡轮轴心与精基准平面的垂直度超差，进而导致组装后涡轮与箱体腔室的相对位置错位，给空气增压效率带来不利影响，严重者甚至造成涡轮与箱体腔室结构的干涉而报废，迄今还没有较好的解决方案。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种涡轮增压器涡轮箱体精基准加工工艺及夹具，能够可靠地保证涡轮箱体加工的精度，使得加工成品率及生产效率大幅度提高。
为解决上述问题，本发明所采取的技术方案是：一种涡轮增压器涡轮箱体精基准加工工艺，其特征在于：以涡轮箱体内法兰盖板侧的凸缘为粗基准，以进气口端面为精基准。
一种涡轮增压器涡轮箱体精基准加工夹具，包括夹具体、顶紧机构、定位机构和定位驱动机构，所述顶紧机构包括顶紧油缸和与顶紧油缸伸缩端连接的顶板，所述顶紧油缸安装在所述夹具体上；所述顶紧油缸上设有供顶紧油缸伸缩端伸出的台板，所述定位机构包括若干个定位拉杆，所述定位拉杆通过轴承与所述台板穿装连接，所述定位拉杆的顶端设置定位爪；所述定位驱动机构包括推拉油缸、传动齿条、中心传动齿轮和与中心传动齿轮啮合的若干个行星齿轮，所述推拉油缸通过座体与所述夹具体连接，所述传动齿条连接在所述推拉油缸的伸缩端，并与一个行星齿轮相啮合，所述中心传动齿轮通过中心轴与所述台板连接，所述行星齿轮安装在所述定位拉杆的下端。
所述座体上设置传动齿条限位件。
所述定位拉杆的数量为3个。
所述顶板上设置顶紧凸台。
所述顶紧垫块设置为3个。
所述轴承为推力轴承。
所述定位拉杆上设置锁紧螺母。
所述定位爪与定位拉杆一体设置。
一种涡轮增压器涡轮箱体精基准加工夹具，包括座体、预定位芯柱、压紧机构、顶紧机构、定位机构和定位转动机构，所述预定位芯柱与所述座体固定连接；所述顶紧机构具有若干个顶杆，所述顶杆与所述座体穿装连接，其下方设置预紧弹簧；所述定位机构包括若干个定位拉杆，所述定位拉杆通过轴承与所述座体穿装连接，定位拉杆的顶端连接有定位爪；所述定位转动机构包括推拉操作杆、链板组件，所述推拉操作杆与所述座体穿装连接，所述链板组件分别固定安装在所述定位拉杆下端。
所述顶杆设置锁紧机构。
所述定位机构的数量为2个。
所述轴承为推力轴承。
所述推拉操作杆上设置限位螺母。
所述锁紧机构包括锁紧杆、锁紧块，锁紧块通过销钉与锁紧杆连接，可以在锁紧杆上可自由转动，同时锁紧块上设计一个自锁角度斜面，可以与顶杆的小角度斜面配合；
安装工件时拉动拉杆后移至限位螺母，在连杆机构的作用下，使定位块处于装卸工件的状态；将工件以预定位为定位，同时向下克服预紧弹簧的弹力，使两个定位块完全进入涡轮腔室；推动拉杆前移至限位螺母，使定位块处旋转至粗基准（如图9所示）；转动锁紧杆带动锁紧块前移，锁紧顶杆；最后旋转压紧螺母配合压板对工件进行夹紧。拆卸工件时反向操作即可。
一种涡轮增压器涡轮箱体精基准加工夹具，包括定位机构和压紧机构：所述定位机构包括导向锥、导向套、定位板、支架、手柄，所述支架上开有孔，导向套压装在支架的孔内，导向套内孔与导向锥外壁间隙配合，同时在圆周方向开设3个直槽；导向锥锥体部位开有3个斜槽，导向锥尾部通过螺纹孔安装手柄；定位板安装在导向锥的斜槽中，顶端安装在导向套的直槽中；所述压紧机构包括气缸、连板、定位锥套。定位锥套内孔与导向套外壁滑动配合，定位锥套通过连板连接在气缸上。
一种使用上述夹具进行涡轮增压器涡轮箱体精基准加工的方法，以涡轮箱体内法兰盖板侧的凸缘为粗基准，以进气口端面为精基准，具体操作步骤如下：
1)可编程控制器控制推拉油缸带动传动齿条往回拉动行星齿轮，带动定位导杆顺时针旋转，使定位部位收缩到涡轮箱体内腔轮廓以内，这时操作工从上到下安装涡轮箱体到顶板，并与顶板上的个顶紧凸块可靠接触；
2)然后可编程控制器控制推拉油缸带动齿条向前运动同时行星齿轮，定位导杆一起逆时针转动，这时定位导杆上方的定位部位旋转到达涡轮箱体粗基准定位点上方，同时顶紧油缸带动顶板和顶紧凸块将工件牢固的压紧在定位导杆上端的个定位点上,实现了工件精确定位和压紧的可靠性，从而保证了涡轮箱体精基准加工过程的质量稳定性。
附图说明
下面结合附图对本发明做进一步的说明：
图1是本发明实施例1的夹具侧视结构示意图；
图2是本发明实施例1从夹具体底部上看的俯视结构示意图；
图3是本发明实施例2从座体底部上看的俯视结构示意图；
图4是本发明实施例2的夹具结构示意图；
图5是本发明实施例2的夹具锁紧机构结构示意图；
图6是本发明实施例2的夹具侧视结构示意图；
图7是本发明实施例3的夹具结构示意图；
图8是图7的放大结构示意图；
图9是实施例1的夹具俯视结构示意图。
具体实施方式
实施例1：一种涡轮增压器涡轮箱体精基准加工工艺，其特征在于：以涡轮箱体内法兰盖板侧的凸缘为粗基准，以进气口端面为精基准。
如图1、2、9所示，一种涡轮增压器涡轮箱体精基准加工夹具，包括夹具体18、顶紧机构、定位机构和定位驱动机构，所述顶紧机构包括顶紧油缸13和与顶紧油缸伸缩端连接的顶板11，所述顶紧油缸13安装在所述夹具体18上；所述顶紧油缸13上设有供顶紧油缸伸缩端伸出的台板20，所述定位机构包括若干个定位拉杆8，所述定位拉杆8通过轴承16与所述台板20穿装连接，所述定位拉杆8的顶端设置定位爪17；所述定位驱动机构推拉油缸1、传动齿条2、中心传动齿轮5和与中心传动齿轮5啮合的若干个行星齿轮6，所述推拉油缸1的传动齿条与设置在夹具体上的座体3连接，所述传动齿条2连接在所述推拉油缸1的伸缩端，并与一个行星齿轮6相啮合，所述中心传动齿轮5通过中心轴19与所述台板20连接，所述行星齿轮6安装在所述定位拉杆8的下端。
所述座体3上设置传动齿条限位件4。
所述定位拉杆8的数量为3个。
所述顶板11上设置顶紧凸块9。
所述顶紧凸块设置为3个。
所述轴承16为推力轴承。
所述定位拉杆8上设置锁紧螺母15。
所述定位爪17与定位拉杆8一体设置。
所述顶紧油缸13的伸缩端12与顶板11通过连接螺栓10固定。
所述定位拉杆下端设有用于防止行星齿轮滑出的卡簧14。
一种使用上述夹具进行涡轮增压器涡轮箱体精基准加工的方法，以涡轮箱体内法兰盖板侧的凸缘为粗基准，以进气口端面为精基准，具体操作步骤如下：
1)可编程控制器控制推拉油缸1带动传动齿条2往回拉动行星齿轮，带动定位导杆8顺时针旋转，使定位部位收缩到涡轮箱体内腔轮廓以内，这时操作工从上到下安装涡轮箱体到顶板11，并与顶板上的3个顶紧凸块9可靠接触；
2)然后可编程控制器控制推拉油缸1带动齿条2向前运动同时行星齿轮，定位导杆8一起逆时针转动，这时定位导杆8上方的定位部位旋转到达涡轮箱体粗基准定位点上方，同时顶紧油缸13带动顶板11和顶紧凸块9将工件7牢固的压紧在定位导杆8上端的3个定位点上,实现了工件精确定位和压紧的可靠性，从而保证了涡轮箱体精基准加工过程的质量稳定性。
本发明可靠地保证涡轮箱体加工的精度，使得加工成品率及生产效率大幅度提高。
实施例2：一种涡轮增压器涡轮箱体精基准加工工艺，其特征在于：以涡轮箱体内法兰盖板侧的凸缘为粗基准，以进气口端面为精基准。
如图3、4、5、6所示，一种涡轮增压器涡轮箱体精基准加工夹具，包括座体15、预定位芯柱8、压紧机构、顶紧机构、定位机构和定位转动机构，所述预定位芯柱8与所述座体15固定连接；所述顶紧机构具有若干个顶杆9，所述顶杆9与所述座体15穿装连接，其下方设置预紧弹簧12；所述定位机构包括若干个定位拉杆5，所述定位拉杆5通过轴承6与所述座体穿装连接，定位拉杆5的顶端连接有定位爪4；所述定位转动机构包括推拉操作杆1、链板组件3，所述推拉操作杆1与所述座体15穿装连接，所述链板组件3分别固定安装在所述定位拉杆5下端。
所述顶杆设置锁紧机构。
所述定位机构的数量为2个。
所述轴承6为推力轴承。
所述推拉操作杆上设置限位螺母2。
所述锁紧机构包括锁紧杆11、锁紧块10，锁紧块10通过销钉17与锁紧杆11连接，可以在锁紧杆11上可自由转动，同时锁紧块10上设计一个自锁小角度斜面，可以与顶杆9的小角度斜面配合，构成一个斜面自锁机构（如图5所示）；缩紧杆11上设有卡销18，锁紧杆11采用螺旋机构安装在夹具体上，旋转锁紧杆11，由于斜面自锁机构的限制，锁紧块10做直线移动，在顶杆9和锁紧块10上两个斜面的作用下对顶杆9进行锁紧，使顶杆9在压紧力的作用下不会下移。
所述夹紧机构：包括压紧螺母13、压板14组成一个典型的螺旋夹紧机构，实现对工件的夹紧。
本发明的涡轮箱体精基准面加工装置, (1)定位装置：由拉杆1、限位螺母2、连扳3、定位块4、定位支撑杆5、推力轴承6、锁紧螺母7、预定位8等组成。连扳3通过销钉与拉杆1相连，组成连杆机构；同时连扳3通过螺栓与定位支撑杆5相连。定位支撑杆5下部安装有推力轴承6，通过两个锁紧螺母7固定定位支撑杆5在夹具体上位置；定位支撑杆5顶部安装定位块4以螺钉连接。推动拉杆1在连杆机构带动下定位支撑杆5做旋转运动，拉杆1上安装两个可调限位螺母2，控制定位支撑杆5的旋转角度，从而带动定位块4转动至定位或装卸工件状态。预定位8安装在夹具体上，对工件起径向定心作用。（2）预顶紧装置：由顶杆9、预紧弹簧12组成，顶杆9与夹具体滑动装配，顶杆9下端装有预紧弹簧12，顶杆9下部设计有一个小角度斜面。预顶紧装置的作用是保证工件粗基准贴紧定位块4。（3）预顶紧装置锁紧机构：由锁紧杆11、锁紧块10组成，锁紧块10通过销钉与锁紧杆11连接，可以在锁紧杆11上可自由转动，同时锁紧块10上设计一个自锁小角度斜面，可以与顶杆9的小角度斜面配合，构成一个斜面自锁机构（如图8所示）；锁紧杆11采用螺旋机构安装在夹具体上，旋转锁紧杆11，由于斜面自锁机构的限制，锁紧块10做直线移动，在顶杆9和锁紧块10上两个斜面的作用下对顶杆9进行锁紧，使顶杆9在压紧力的作用下不会下移。（4）夹紧装置：由压紧螺母13、压板14组成一个典型的螺旋夹紧机构，实现对工件的夹紧。
实施例3：一种涡轮增压器涡轮箱体精基准加工工艺，其特征在于：以涡轮箱体内法兰盖板侧的凸缘为粗基准，以进气口端面为精基准。
如图7、8所示，本发明的涡轮箱体精基准面加工定位夹具，包括定位机构和压紧机构：所述定位机构包括导向锥3、导向套4、定位板5、支架8、手柄9。所述支架8上开有孔，导向套4压装在支架8的孔内，导向套4内孔与导向锥3外壁间隙配合，同时在圆周方向开设3个直槽；导向锥3锥体部位开有3个斜槽，导向锥尾部通过螺纹孔安装手柄9；定位板5（3个）加工有与导向锥3角度相同的斜槽并安装在导向锥3的斜槽中，定位板与导向锥内侧铰接，顶端安装在导向套4的直槽中；通过推拉手柄9，带动导向锥3前后移动，定位板5在导向锥3的斜槽作用下，在导向套4的直槽中伸缩，对工件粗基准起轴向定位作用。压紧机构：包括气缸1、连板7、定位锥套6。定位锥套6内孔与导向套4外壁滑动配合，定位锥套6通过连板7连接在气缸1上，使用时通过对气缸1通气，气缸1带动连板7以及定位锥套6前后移动，对工件实施径向定心，同时具有压紧作用。
向左推动手柄9，手柄9带动导向锥3前进，定位板5在导向锥3斜槽作用下，缩进导向套4内，此时把工件内腔从左向右套到定位装置上，向右拉动手柄9，手柄9带动导向锥3后退，定位板5在导向锥3斜槽作用下伸出进入工件粗基准面，向气缸1通气，气缸1活塞杆缩回带动连板7和定位锥套6向左前进，定位锥套6进入工件内腔，径向定心并压紧工件。拆卸工件时反向操作即可。

Claims (9)

1.一种涡轮增压器涡轮箱体精基准加工工艺，其特征在于：以涡轮箱体内法兰盖板侧的凸缘为粗基准，以进气口端面为精基准，具体操作步骤如下：
1)可编程控制器控制推拉油缸带动传动齿条往回拉动行星齿轮，带动定位导杆顺时针旋转，使定位部位收缩到涡轮箱体内腔轮廓以内，这时操作工从上到下安装涡轮箱体到顶板，并与顶板上的顶紧凸块可靠接触；
2)然后可编程控制器控制推拉油缸带动齿条向前运动带动行星齿轮，定位导杆一起逆时针转动，这时定位导杆上方的定位部位旋转到达涡轮箱体粗基准定位点上方，同时顶紧油缸带动顶板和顶紧凸块将工件牢固的压紧在定位导杆上端的定位点上,实现了工件精确定位和压紧的可靠性，从而保证了涡轮箱体精基准加工过程的质量稳定性。
2.采用权利要求1中的涡轮增压器涡轮箱体精基准加工工艺所使用的专用夹具，其特征在于：包括夹具体、顶紧机构、定位机构和定位驱动机构，所述顶紧机构包括顶紧油缸和与顶紧油缸伸缩端连接的顶板，所述顶紧油缸安装在所述夹具体上；所述顶紧油缸上设有供顶紧油缸伸缩端伸出的台板，所述定位机构包括若干个定位拉杆，所述定位拉杆通过轴承与所述台板穿装连接，所述定位拉杆的顶端设置定位爪；所述定位驱动机构包括推拉油缸、传动齿条、中心传动齿轮和与中心传动齿轮啮合的若干个行星齿轮，所述推拉油缸通过座体与所述夹具体连接，所述传动齿条连接在所述推拉油缸的伸缩端，并与一个行星齿轮相啮合，所述中心传动齿轮通过中心轴与所述台板连接，所述行星齿轮安装在所述定位拉杆的下端。
3.根据权利要求2中的专用夹具，其特征在于：所述座体上设置传动齿条限位件；所述定位拉杆的数量为3个；所述顶板上设置顶紧凸台；所述顶紧垫块设置为3个；所述轴承为推力轴承；所述定位拉杆上设置锁紧螺母；所述定位爪与定位拉杆一体设置。
4.采用权利要求1中的涡轮增压器涡轮箱体精基准加工工艺所使用的专用夹具，其特征在于：包括座体、预定位芯柱、压紧机构、顶紧机构、定位机构和定位转动机构，所述预定位芯柱与所述座体固定连接；所述顶紧机构具有若干个顶杆，所述顶杆与所述座体穿装连接，其下方设置预紧弹簧；所述定位机构包括若干个定位拉杆，所述定位拉杆通过轴承与所述座体穿装连接，定位拉杆的顶端连接有定位爪；所述定位转动机构包括推拉操作杆、链板组件，所述推拉操作杆与所述座体穿装连接，所述链板组件分别固定安装在所述定位拉杆下端。
5.根据权利要求4中的专用夹具，其特征在于：所述顶杆设置锁紧机构，所述锁紧机构包括锁紧杆、锁紧块，锁紧块通过销钉与锁紧杆连接，在锁紧杆上可自由转动，同时锁紧块上设计一个自锁角度斜面，与顶杆的小角度斜面配合。
6.根据权利要求5中的专用夹具，其特征在于：所述定位机构的数量为2个；所述轴承为推力轴承；所述推拉操作杆上设置限位螺母。
7.采用权利要求1中的涡轮增压器涡轮箱体精基准加工工艺所使用的专用夹具，其特征在于：包括定位机构和压紧机构：所述定位机构包括导向锥、导向套、定位板、支架、手柄，所述支架上开有孔，导向套压装在支架的孔内，导向套内孔与导向锥外壁间隙配合，同时在圆周方向开设3个直槽；导向锥锥体部位开有3个斜槽，导向锥尾部通过螺纹孔安装手柄；定位板安装在导向锥的斜槽中，顶端安装在导向套的直槽中；所述压紧机构包括气缸、连板、定位锥套，定位锥套内孔与导向套外壁滑动配合，定位锥套通过连板连接在气缸上。
8.一种使用权利要求6中的专用夹具进行涡轮增压器涡轮箱体精基准加工的方法，其特征在于：以涡轮箱体内法兰盖板侧的凸缘为粗基准，以进气口端面为精基准，具体操作步骤如下：安装工件时拉动定位拉杆后移至限位螺母，在连杆机构的作用下，使定位块处于装卸工件的状态；将工件以预定位为定位，同时向下克服预紧弹簧的弹力，使两个定位块完全进入涡轮腔室；推动定位拉杆前移至限位螺母，使定位块处旋转至粗基准；转动锁紧杆带动锁紧块前移，锁紧顶杆；最后旋转压紧螺母配合压板对工件进行夹紧，拆卸工件时反向操作即可。
9.一种使用权利要求7中的专用夹具进行涡轮增压器涡轮箱体精基准加工的方法，其特征在于：以涡轮箱体内法兰盖板侧的凸缘为粗基准，以进气口端面为精基准，具体操作步骤如下：向左推动手柄，手柄带动导向锥前进，定位板在导向锥斜槽作用下，缩进导向套内，此时把工件内腔从左向右套到定位装置上，向右拉动手柄，手柄带动导向锥后退，定位板在导向锥斜槽作用下伸出进入工件粗基准面，向气缸通气，气缸活塞杆缩回带动连板和定位锥套向左前进，定位锥套进入工件内腔，径向定心并压紧工件，拆卸工件时反向操作即可。
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