CN106363425A - 发动机缸体斜孔加工夹具及找正方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种发动机缸体斜孔加工夹具，其特征在于：夹具板倾斜放置，夹具板的左侧面与机床坐标系的YZ平面平行，后侧面与机床坐标系的XZ平面平行；在夹具板下方连接有第一竖支撑块与第二竖支撑块，所述的第一竖支撑块与第二竖支撑块的顶面为圆弧面，底面为同一平面，并且该平面既平行于X轴，又平行于Y轴；所述的第一竖支撑块与第二竖支撑块以横向调节杆调节间距；所述的第一竖支撑块与第二竖支撑块放置在第一横支撑块与第二横支撑块上，所述的第一横支撑块与第二横支撑块的顶面为圆弧面，底面为同一水平面，所述的第一横支撑块与第二横支撑块以竖向调节杆来调节间距。本发明同时公开了一种发动机缸体斜孔加工夹具的找正方法。

Description

发动机缸体斜孔加工夹具及找正方法

技术领域

本发明涉及一种机械加工工装夹具，尤其涉及一种发动机缸体斜孔加工夹具。本发明还涉及该夹具的找正调整方法。

背景技术

某型号的汽油发动机缸体上有4个斜孔，斜孔位于缸体的轴承座上，连通缸孔。斜孔与发动机缸体的底面在两个方向均有夹角，并且该斜孔有很高的加工精度要求。对于这个斜孔的加工，传统上为采用专机进行加工，设计特定的专用机床，使刀具主轴与发动机缸体的底面倾斜成一个角度进行加工，这种方法一方面缺少柔性；另一方面对专机有很高的制作要求，实际往往难以保证加工精度。另外也有使用5轴加工中心进行加工，但使用的加工设备昂贵。发明人希望在普通的立式加中心或者钻攻中心进行发动机缸体上的斜孔加工，设备投资低，同时能保证加工精度。

为了在普通的立式加中心或者钻攻中心进行发动机缸体上的斜孔加工，必须要使用专用夹具，对于两个方向都要倾斜的夹具，传统上要采用分度盘等调节角度的机构，使用这种机构将使夹具变得庞大，而无法在空间相对较小的立式加中心或者钻攻中心上使用；也有的通过将夹具板直接按所需的角度进行整体式的加工，形成两个方向的斜角，这种方法需要去除大量的材料，加工难度大，同时造成夹具整体重量偏大，影响机床高速移动性能。另外如果做成整体式的，产生角度误差时将无法进行调整。

发明内容

本发明的第一个目的是提供一种发动机缸体斜孔加工夹具，其结构简单，可靠性高，方便调节，并且易于加工。

本发明是这样实现的，一种发动机缸体钻斜孔加工夹具，包括有夹具板，在夹具板上有定位装置与夹紧装置，其特征在于：夹具板倾斜放置，使发动机缸体上的斜孔轴线与机床主轴平行；所述的夹具板的左侧面与机床坐标系的YZ平面平行，所述的夹具板的后侧面与机床坐标系的XZ平面平行；在夹具板下方连接有第一竖支撑块与第二竖支撑块，所述的第一竖支撑块与第二竖支撑块的顶面为圆弧面，所述的第一竖支撑块与第二竖支撑块的底面为同一平面，并且该平面既平行于X轴，又平行于Y轴；所述的第一竖支撑块与第二竖支撑块以横向调节杆调节间距；所述的第一竖支撑块与第二竖支撑块放置在第一横支撑块与第二横支撑块上，所述的第一横支撑块与第二横支撑块的顶面为圆弧面，所述的第一横支撑块与第二横支撑块的底面为同一水平面，所述的第一横支撑块与第二横支撑块以竖向调节杆来调节间距；所述的第一横支撑块与第二横支撑块底部置于夹具底板上，并以螺钉连接，夹具底板放置在工作台上。

优选地，如前所述的发动机缸体斜孔加工夹具，所述的横向调节杆包括布置在左右两侧边的两个横向调节杆，调节杆的两端分别连接在第一竖支撑块与第二竖支撑块，横向调节杆中间有横向调节螺母，可以调整横向调节杆的长度；所述的竖向调节杆包括布置在前后两侧边的两个竖向调节杆，调节杆的两端分别连接在第一横支撑块与第二横支撑块，竖向调节杆中间有调节竖向螺母，可以调整竖向调节杆的长度；所述的第一竖支撑块与第二竖支撑块在圆弧面上有螺纹孔，螺纹孔的轴线与夹具板表面垂直，夹具板上有螺纹通孔，通孔为长圆形；第一竖支撑块、第二竖支撑块与夹具板以螺钉进行固定，并安装有弹簧垫圈。所述的第一竖支撑块与第二竖支撑块的前后侧面有螺纹孔，螺纹孔的轴线与侧面垂直；所述的第一横支撑块与第二横支撑块在前后侧有向上凸出的固定板，固定板上有螺纹通孔，螺纹通孔直径大于所用的螺钉的直径，第一竖支撑块、第二竖支撑块与第一横支撑块与第二横支撑块以螺钉进行固定。

另一种优选方案，如前所述的发动机缸体斜孔加工夹具，所述的夹具底板的后侧边有向上凸起的竖支撑块固定板，所述的第一竖支撑块固定连接在竖支撑块固定板，所述的第一横支撑块与第二横支撑块在前后侧有向上凸出的活动竖支撑块固定板，活动竖支撑块固定板上有调节螺钉孔与螺纹通孔，螺纹通孔直径大于所用的紧固螺钉的直径，所述的横向调节杆为调节螺钉，以调节螺钉顶住第二竖支撑块，再以紧固螺钉固定连接；所述的第一横支撑块固定连接夹具底板上，所述的夹具底板左侧有向上凸出的活动横支撑块固定板，所述的竖向调节杆末端有螺纹，活动横支撑块固定板上有与竖向调节杆末端螺纹配合的调节螺钉孔，竖向调节杆顶住第二横支撑块，旋转竖向调节杆将可以调整第二横支撑块与第一横支撑块的间距。

本发明的另一个目的是提供一种发动机缸体斜孔加工夹具的找正调整方法，其操作方便，调整精度高。

本发明是这样实现的，一种发动机缸体斜孔加工夹具的找正调整方法，其步骤包括：

步骤1：将如前所述的发动机缸体斜孔加工夹具安装在机床的工作台上；

步骤2：将带有磁性表座的百分表固定安放在机床的主轴箱之上；

步骤3：移动工作台使百分表的指针接触夹具底板的后侧面，调节夹具底板的方位，使百分表沿X轴移动时指针不动时，固定夹具底板；

步骤4：移动工作台使百分表的指针接触夹具板的后侧面，调整横向调节杆的长度使百分表沿Z轴移动时指针摆动范围不超过0.04mm，预紧夹具板连接第一竖支撑块、第二竖支撑块的螺钉；预紧第一横支撑块、第二横支撑块连接第一竖支撑块、第二竖支撑块的螺钉；

步骤5：移动工作台使百分表的指针接触夹具板的左侧面，调整竖向调节杆的长度使百分表沿Z轴移动时摆动范围不超过0.04mm，预紧第一横支撑块、第二横支撑块连接夹具底板的螺钉；

步骤6：取下百分表，将带有磁性表座的千分表固定安放在机床的主轴箱之上；

步骤7：移动工作台使千分表的指针接触夹具板的左侧面，微调竖向调节杆的长度使千分表沿Z轴移动时摆动范围不超过0.01mm，紧固第一横支撑块、第二横支撑块连接夹具底板的螺钉；

步骤8：移动工作台使千分表的指针接触夹具的后侧面，微调横向调节杆的长度使千分表沿Z轴移动时摆动范围不超过0.01mm，紧固夹具板连接第一竖支撑块、第二竖支撑块的螺钉，紧固第一横支撑块、第二横支撑块连接第一竖支撑块、第二竖支撑块的螺钉。

本发明的发动机缸体钻孔加工夹具，通过两个竖支撑块与两个横支撑块组成的夹具支架实现了两个方向的倾斜，通过竖向调节杆与横向调节杆的长度调节实现角度的调整，从而使要加工的孔的轴线与机床的主轴平行；两个竖支撑块与两个横支撑块的顶部均为圆弧，在距离发生变化时，保持线接触。本发明的发动机缸体斜孔加工夹具结构简单，并且稳定可靠，调节方便。同时夹具上的每一零部件的加工也相对简单，能以普通的机床进行加工，并能有效地保证夹具的精度。本发明的发动机缸体斜孔加工夹具的调整方法，应用了夹具板上与主轴轴线平行的表面进行两个的方向找正，能使夹具找正非常精准。

附图说明

图1为本发明第一实施例的结构示意图。

图2为本发明第一实施例的夹具支架部分的结构示意图。

图3为本发明第一实施例的俯视图。

图4为图3的A－A剖视图。

图5为本发明第二实施例的结构示意图。

图6为本发明第二实施例的夹具支架部分的结构示意图。

图7为本发明第二实施例的俯视图。

图8为图7的A－A剖视图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施例对本发明作进一步的说明：如图1、图2、图3、图4所示，一种发动机缸体钻斜孔加工夹具，包括有夹具板11，在夹具板11上有定位装置13与夹紧装置14，其特征在于：夹具板11倾斜放置，使发动机缸体12上的斜孔轴线15与机床主轴平行；所述夹具板11的左侧面与机床坐标系的YZ平面平行，所述夹具板11的后侧面与机床坐标系的XZ平面平行；在夹具板11下方连接有第一竖支撑块3与第二竖支撑块10，所述的第一竖支撑块3与第二竖支撑块10的高度不相等，所述的第一竖支撑块3与第二竖支撑块10的顶面为圆弧面，所述的第一竖支撑块3与第二竖支撑块10的底面为同一平面，并且该平面既平行于X轴，又平行于Y轴；所述的第一竖支撑块3与第二竖支撑块10以横向调节杆8调节间距；所述的第一竖支撑块3与第二竖支撑块10放置在第一横支撑块2与第二横支撑块7上，所述的第一横支撑块2与第二横支撑块7的高度不相等，所述的第一横支撑块2与第二横支撑块7的顶面为圆弧面，所述的第一横支撑块2与第二横支撑块7的底面为同一水平面，所述的第一横支撑块2与第二横支撑块7以竖向调节杆5来调节间距。所述的第一横支撑块2与第二横支撑块7底部置于夹具底板6上，夹具底板6放置在工作台上；所述的第一横支撑块2与第二横支撑块7的中段的顶部加工成水平面，在水平面上加工螺纹通孔，并且该螺纹通孔直径大于所用的螺钉直径，以螺钉与夹具底板6进行固定连接。

所述的横向调节杆8包括布置在左右两侧边的两个横向调节杆8，横向调节杆的两端分别连接在第一竖支撑块3与第二竖支撑块10，横向调节杆8中间有横向调节螺母9，可以调整横向调节杆8的长度；所述的竖向调节杆5包括布置在前后两侧边的两个竖向调节杆5，竖向调节杆的两端分别连接在第一横支撑块2与第二横支撑块7，竖向调节杆5中间有竖向调节螺母4，可以调整竖向调节杆5的长度；所述的第一竖支撑块3与第二竖支撑块10在圆弧面上有螺纹孔，螺纹孔的轴线与夹具板11表面垂直，夹具板11上有螺纹通孔，通孔为长圆形；第一竖支撑块3、第二竖支撑块10与夹具板11以螺钉进行固定，并安装有弹簧垫圈；所述的第一竖支撑块3与第二竖支撑块10的前后侧面有螺纹孔，螺纹孔的轴线与侧面垂直；所述的第一横支撑块2与第二横支撑块7在前后侧有向上凸出的固定板1，固定板1上有螺纹通孔，螺纹通孔直径大于所用的螺钉的直径，第一竖支撑块3、第二竖支撑块10与第一横支撑块2与第二横支撑块7以螺钉进行固定。

如图5、图6、图7、图8所示，一种发动机缸体钻斜孔加工夹具，包括有夹具板11，在夹具板11上有定位装置13与夹紧装置14，其特征在于：夹具板11倾斜放置，使发动机缸体12上的斜孔轴线15与机床主轴平行；所述夹具板11的左侧面与机床坐标系的YZ平面平行，所述夹具板11的后侧面与机床坐标系的XZ平面平行；在夹具板11下方连接有第一竖支撑块3与第二竖支撑块10，所述的第一竖支撑块3与第二竖支撑块10的高度不相等，所述的第一竖支撑块3与第二竖支撑块10的顶面为圆弧面，所述的第一竖支撑块3与第二竖支撑块10的底面为同一平面，并且该平面既平行于X轴，又平行于Y轴；所述的第一竖支撑块3与第二竖支撑块10以横向调节杆8调节间距；所述的第一竖支撑块3与第二竖支撑块10放置在第一横支撑块2与第二横支撑块7上，所述的第一横支撑块2与第二横支撑块7的高度不相等，所述的第一横支撑块2与第二横支撑块7的顶面为圆弧面，所述的第一横支撑块2与第二横支撑块7的底面为同一水平面，所述的第一横支撑块2与第二横支撑块7以竖向调节杆4来调节间距。所述的第一横支撑块2与第二横支撑块7底部置于夹具底板6上，夹具底板6放置在工作台上；所述的第一横支撑块2与第二横支撑块7的中段的顶部加工成水平面，在水平面上加工螺纹通孔，并且该螺纹通孔直径大于所用的螺钉直径，以螺钉与夹具底板6进行固定连接。

所述的夹具底板6的后侧边有向上凸起的竖支撑块固定板16，所述的第一竖支撑块3固定连接在竖支撑块固定板16上，所述的第一横支撑块2与第二横支撑块7在前后侧有向上凸出的活动竖支撑块固定板17，所述的横向调节杆8为调节螺钉，活动竖支撑块固定板17上有与横向调节杆8配合的调节螺钉孔，横向调节杆8穿过调节螺钉孔顶住第二竖支撑块10，所述的活动竖支撑块固定板17上有螺纹通孔，螺纹通孔直径大于所用的紧固螺钉的直径，在横向调节杆顶住第二竖支撑块10后，以紧固螺钉固定连接；所述的第一横支撑块2固定连接夹具底板6上，所述的夹具底板6左侧有向上凸出的活动横支撑块固定板18，所述的竖向调节杆4末端有螺纹，活动横支撑块固定板上18有与竖向调节杆4末端螺纹配合的调节螺钉孔，竖向调节杆4顶住第二横支撑块7，旋转竖向调节杆4将可以调整第二横支撑块7与第一横支撑块2的间距。

本发明的发动机缸体斜孔加工夹具，通过两个竖支撑块与两个横支撑块组成的夹具支架实现了两个方向的倾斜，当产生误差时，可以通过竖向调节杆与横向调节杆的长度调节实现角度的调整，从而保证要加工的斜孔的轴线与机床主轴平行；两个竖支撑块与两个横支撑块的顶部均为圆弧，在支撑块的间距发生变化时，能保持线接触的状态。本发明的发动机缸体斜孔加工夹具结构简单，并且稳定可靠，调节方便；同时夹具上的每一零部件的加工也相对简单，能以普通的机床进行加工，并能有效地保证夹具的精度。

如前所述的发动机缸体斜孔加工夹具在零件加工时，按照理论设计的尺寸进行加工，实际加工中会有误差，需要进行找正调整才能保证发动机缸体上的斜孔轴线平行于机床主轴。

一种发动机缸体斜孔加工夹具的找正调整方法，其步骤包括：

步骤1：将如前所述的发动机缸体斜孔加工夹具安装在机床的工作台上；

步骤2：将带有磁性表座的百分表固定安放在机床的主轴箱之上；

步骤3：移动工作台使百分表的指针接触夹具底板的后侧面，调节夹具底板的方位，使百分表沿X轴移动时指针不动时，固定夹具底板；

步骤4：移动工作台使百分表的指针接触夹具板的后侧面，调整横向调节杆的长度使百分表沿Z轴移动时指针摆动范围不超过0.04mm，预紧夹具板连接第一竖支撑块、第二竖支撑块的螺钉；预紧第一横支撑块、第二横支撑块连接第一竖支撑块、第二竖支撑块的螺钉；

步骤5：移动工作台使百分表的指针接触夹具板的左侧面，调整竖向调节杆的长度使百分表沿Z轴移动时摆动范围不超过0.04mm，预紧第一横支撑块、第二横支撑块连接夹具底板的螺钉；

步骤6：取下百分表，将带有磁性表座的千分表固定安放在机床的主轴箱之上；

步骤7：移动工作台使千分表的指针接触夹具板的左侧面，微调竖向调节杆的长度使千分表沿Z轴移动时摆动范围不超过0.01mm，紧固第一横支撑块、第二横支撑块连接夹具底板的螺钉；

步骤8：移动工作台使千分表的指针接触夹具的后侧面，微调横向调节杆的长度使千分表沿Z轴移动时摆动范围不超过0.01mm，紧固夹具板连接第一竖支撑块、第二竖支撑块的螺钉，紧固第一横支撑块、第二横支撑块连接第一竖支撑块、第二竖支撑块的螺钉。

本发明的发动机缸体斜孔加工夹具的找正调整方法，利用了夹具板上与主轴轴线平行的表面进行两个的方向找正，通过初调预紧，再精准微调，使夹具找正非常精准。

Claims (7)

1.一种发动机缸体钻斜孔加工夹具，包括有夹具板（11），在夹具板（11）上有定位装置（13）与夹紧装置（14），其特征在于：夹具板（11）倾斜放置，使发动机缸体（12）上的斜孔轴线（15）与机床主轴平行；在夹具板（11）下方连接有第一竖支撑块（3）与第二竖支撑块（10），所述的第一竖支撑块（3）与第二竖支撑块（10）的顶面为圆弧面，所述的第一竖支撑块（3）与第二竖支撑块（10）的底面为同一平面，并且该平面既平行于X轴，又平行于Y轴；所述的第一竖支撑块（3）与第二竖支撑块（10）以横向调节杆（8）调节间距；所述的第一竖支撑块（3）与第二竖支撑块（10）放置在第一横支撑块（2）与第二横支撑块（7）上，所述的第一横支撑块（2）与第二横支撑块（7）的顶面为圆弧面，所述的第一横支撑块（2）与第二横支撑块（7）的底面为同一水平面，所述的第一横支撑块（2）与第二横支撑块（7）以竖向调节杆（5）来调节间距；所述的第一横支撑块（2）与第二横支撑块（7）底部置于夹具底板（6）上，并以螺钉进行固定，夹具底板（6）放置在工作台上。

2.如权利要求1所述的发动机缸体钻斜孔加工夹具，其特征在于：所述的夹具板（11）的左侧面与机床坐标系的YZ平面平行，所述的夹具板（11）的后侧面与机床坐标系的XZ平面平行。

3.如权利要求2所述的发动机缸体钻斜孔加工夹具，其特征在于：所述的横向调节杆（8）包括布置在左右两侧边的两个横向调节杆（8），横向调节杆（8）的两端分别连接在第一竖支撑块（3）与第二竖支撑块（10），横向调节杆（8）中间有横向调节螺母（9），可以调整横向调节杆（8）的长度；所述的竖向调节杆（5）包括布置在前后两侧边的两个竖向调节杆（5），竖向调节杆的两端分别连接在第一横支撑块（2）与第二横支撑块（7），竖向调节杆（5）中间有竖向调节螺母（4），可以调整竖向调节杆（5）的长度；所述的第一竖支撑块（3）与第二竖支撑块（10）在圆弧面上有螺纹孔，螺纹孔的轴线与夹具板（11）表面垂直，夹具板（11）上有螺纹通孔，通孔为长圆形；第一竖支撑块（3）、第二竖支撑块（10）与夹具板（11）以螺钉进行固定，并安装有弹簧垫圈；所述的第一竖支撑块（3）与第二竖支撑块（10）的前后侧面有螺纹孔，螺纹孔的轴线与侧面垂直；所述的第一横支撑块（2）与第二横支撑块（7）在前后侧有向上凸出的固定板（1），固定板（1）上有螺纹通孔，螺纹通孔直径大于所用的螺钉的直径，第一竖支撑块（3）、第二竖支撑块（10）与第一横支撑块（2）与第二横支撑块（7）以螺钉进行固定。

4.如权利要求3所述的发动机缸体钻斜孔加工夹具，其特征在于：所述的第一横支撑块（2）与第二横支撑块（7）的中段的顶部加工成水平面，在水平面上加工螺纹通孔，并且该螺纹通孔直径大于所用的螺钉直径。

5.如权利要求2所述的发动机缸体钻斜孔加工夹具，其特征在于：所述的夹具底板（6）的后侧边有向上凸起的竖支撑块固定板（16），所述的第一竖支撑块（3）固定连接在竖支撑块固定板（16）上，所述的第一横支撑块（2）与第二横支撑块（7）在前后侧有向上凸出的活动竖支撑块固定板（17），所述的横向调节杆（8）为调节螺钉，活动竖支撑块固定板（17）上有与横向调节杆（8）配合的调节螺钉孔，横向调节杆（8）穿过调节螺钉孔顶住第二竖支撑块（10），所述的活动竖支撑块固定板（17）上有螺纹通孔，螺纹通孔直径大于所用的紧固螺钉的直径，在横向调节杆顶住第二竖支撑块（10）后，以紧固螺钉固定连接；所述的第一横支撑块（2）固定连接夹具底板（6）上，所述的夹具底板（6）左侧有向上凸出的活动横支撑块固定板（18），所述的竖向调节杆（4）末端有螺纹，活动横支撑块固定板上（18）有与竖向调节杆（4）末端螺纹配合的调节螺钉孔，竖向调节杆（4）顶住第二横支撑块（7），旋转竖向调节杆（4）将可以调整第二横支撑块（7）与第一横支撑块（2）的间距。

6.如权利要求5所述的发动机缸体钻斜孔加工夹具，其特征在于：所述的第一横支撑块（2）与第二横支撑块（7）的中段的顶部加工成水平面，在水平面上加工螺纹通孔，并且该螺纹通孔直径大于所用的螺钉直径。

7.一种发动机缸体斜孔加工夹具的找正调整方法，其步骤包括：

步骤1：将权利要求4或权利要求6所述的发动机缸体斜孔加工夹具安装在机床的工作台上；

步骤2：将带有磁性表座的百分表固定安放在机床的主轴箱之上；

步骤3：移动工作台使百分表的指针接触夹具底板的后侧面，调节夹具底板的方位，使百分表沿X轴移动时指针不动时，固定夹具底板；

步骤4：移动工作台使百分表的指针接触夹具板的后侧面，调整横向调节杆的长度使百分表沿Z轴移动时指针摆动范围不超过0.04mm，预紧夹具板连接第一竖支撑块、第二竖支撑块的螺钉；预紧第一横支撑块、第二横支撑块连接第一竖支撑块、第二竖支撑块的螺钉；

步骤5：移动工作台使百分表的指针接触夹具板的左侧面，调整竖向调节杆的长度使百分表沿Z轴移动时摆动范围不超过0.04mm，预紧第一横支撑块、第二横支撑块连接夹具底板的螺钉；

步骤6：取下百分表，将带有磁性表座的千分表固定安放在机床的主轴箱之上；

步骤7：移动工作台使千分表的指针接触夹具板的左侧面，微调竖向调节杆的长度使千分表沿Z轴移动时摆动范围不超过0.01mm，紧固第一横支撑块、第二横支撑块连接夹具底板的螺钉；

步骤8：移动工作台使千分表的指针接触夹具的后侧面，微调横向调节杆的长度使千分表沿Z轴移动时摆动范围不超过0.01mm，紧固夹具板连接第一竖支撑块、第二竖支撑块的螺钉，紧固第一横支撑块、第二横支撑块连接第一竖支撑块、第二竖支撑块的螺钉。