CN106825950A - 一种连杆定位装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种连杆定位装置，包括第一安装座、第二安装座、定位板、定位销、Y向调节装置、顶紧气缸和顶紧头，Y向调节装置包括滑台，第一安装座、第二安装座分别与顶紧气缸固定连接且并排设置在滑台上，Y向调节装置驱动滑台沿第二安装座的Y向运动；定位销设于第一安装座的顶部，定位板设于第二安装座的顶部，顶紧头与顶紧气缸的输出端连接，顶紧头位于顶紧气缸和定位板之间；定位销的中心线、定位板的中心线和顶紧头的中心线位于同一竖直平面内。本发明采用一面两孔定位方式，即连杆下端面和大头内孔定位，小头内孔辅助定位，与连杆的镗孔加工定位方式保持一致，可以有效保证孔内裂解槽加工精度。

Description

一种连杆定位装置

技术领域

本发明涉及机械加工技术领域，尤其是一种连杆定位装置。

背景技术

连杆主要用于连接活塞和曲轴，其运动状态复杂，且承受着压缩、拉伸、弯曲等交变载荷的作用，因此，对其制造精度与机械性能要求很高。由于现代汽车工业的竞争日益激烈，能够降低生产成本、提高生产效率的连杆裂解新技术受到了发动机主机厂的重视。在裂解加工技术中，裂解槽加工是裂解技术的第一道工序，对后续工序的加工质量具有重要的影响。

连杆裂解加工是一种新型连杆加工技术，其原理是通过在连杆大头内孔中心处设计并预制缺口，形成应力集中，再主动施加垂直预定断裂面的载荷进行引裂，在几乎不发生变形的情况下，在缺口处规则断裂，实现连杆体与连杆盖的无屑断裂剖分；三维凹凸断裂面代替传统的加工面，保证了接合面的精确接合，并且无需对接合面进行加工，大大简化了连杆螺栓孔的结构设计和整体加工工艺，具有加工工序少、制造成本低、产品质量好等优点。我们使用光纤激光加工连杆大头内孔中心处的初始裂解槽，利用激光束与金属材料相互作用的特性进行精密切割。在连杆初始裂解槽的加工过程中经过激光加工的裂解槽曲率半径小，在其根部附近有淬火效应，使裂解更容易进行。

目前代表国内外先进水平的裂解槽加工工艺主要有机械拉削、激光切割和线切割等几种，其中激光加工裂解槽具有切缝窄、速度快、无刀磨损、易裂解等优点。

初始裂解槽的宽度、深度、位置度、对称度等参数是影响连杆裂解质量的重要因素，而这些参数与激光束和连杆的相互位置密切相关，要保证裂解槽的加工质量，就必须保证连杆与激光切割头的相互位置精度，由此，连杆的定位方法显得尤为重要，因为连杆的定位方法对于保证连杆的定位精度，从而保证裂解槽的加工质量有重要影响。而现有的连杆定位方法精度不高，步骤较多，导致连杆裂解槽裂解质量不高，影响生产效率。

发明内容

基于此，本发明的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种可以提高连杆定位精度、和连杆裂解槽裂解质量，以及生产效率的定位装置。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种连杆定位装置，包括第一安装座、第二安装座、定位板、定位销、Y向调节装置、顶紧气缸和顶紧头，所述Y向调节装置包括滑台，所述第一安装座、所述第二安装座分别与所述顶紧气缸固定连接且并排设置在所述滑台上，所述Y向调节装置驱动所述滑台沿所述第二安装座的Y向运动；所述定位销设于所述第一安装座的顶部，所述定位板设于所述第二安装座的顶部，所述顶紧头与所述顶紧气缸的输出端连接，所述顶紧头位于所述顶紧气缸和所述定位板之间；所述定位销的中心线、定位板的中心线和顶紧头的中心线位于同一竖直平面内。

应当说明的是，连杆上一般设有大头内孔和小头内孔，其中大头内孔由定位板约束，小头内孔由定位销约束，通过顶紧气缸推动顶紧头对连杆顶部施加压力，使连杆在加工时保证固定的状态；定位销的中心线、定位板的中心线和顶紧头的中心线位于同一平面上可以保证连杆被精确定位，确保连杆在激光加工裂解槽的过程中不会移动；Y向调节装置用于调整第一安装座、第二安装座和顶紧气缸的位置，以保证连杆裂解槽的定位精度。

作为上述方案的进一步优化，所述第二安装座上设有吸尘通道，所述吸尘通道位于所述定位板的底部，所述吸尘通道与吸尘器连通；由此，激光切割连杆时产生的废气可以通过吸尘通道进入吸尘器，安全且环保。

作为上述方案的进一步优化，所述定位板的相对的两个侧面为圆弧面；更优选地，所述两个圆弧面的圆心相同，且半径相等；最优选地，所述圆弧面的半径与连杆上的大头内孔半径相等；由此，连杆固定后，定位板两侧圆弧面圆心与大头孔圆心重合，从而确定大头孔的位置，且在顶紧力F的作用下限制连杆X和Y方向的移动。

作为上述方案的进一步优化，所述定位销的横截面为菱形。应当说明的是，菱形的长轴与连杆轴向或/和大头内孔和小头内孔连心线垂直，以避免大头内孔和小头内孔中心距离误差干涉定位销、定位板与大头内孔和小头内孔的配合；定位板圆心与定位销圆心的距离为理论距离(即连杆大头内孔和小头内孔理论中心距离)，而在实际生产时连杆两孔的中心距离存在加工误差，如果采用圆形销，当实际加工的连杆中心距过短时，连杆放不进去治具，中心距过长时，连杆的小头内孔可穿过定位销，但连杆的大头内孔内壁无法与定位板圆弧接触，即便有气缸施加压力，仍然无法将大头内孔内壁与定位板圆弧面接触；而菱形定位销与小头内孔的间隙配合，可以约束连杆小头在X方向的移动，允许连杆小头在Y方向微小移动，因此避免了大头内孔圆心无法与定位板圆弧圆心重合的情况。

作为上述方案的进一步优化，所述顶紧气缸上设有活动板，所述顶紧头固定在所述活动板上；由此，顶紧气缸推动活动板，活动板带动若干顶紧头移动以顶紧连杆，通过活动板可以连接多个顶紧头，提高了连杆裂解槽的加工效率。

作为上述方案的进一步优化，所述顶紧头至少有2个；应当说明的是，顶紧头可以是1个，也可以是2个以上，当需要同时加工多条连杆时，可以根据需要增加顶紧头或顶紧气缸的数量。

综上所述，本发明的有益效果为：

1、本发明采用一面两孔定位方式，即连杆下端面和大头内孔定位，小头内孔辅助定位，与连杆的镗孔加工定位方式保持一致，可以有效保证孔内裂解槽加工精度；

2、采用本发明的连杆定位装置，重复定位精度高，调节方便；

3、本发明的连杆定位装置上下料方便，可以同时加工多条连杆。

附图说明

图1为连杆固定在本发明的连杆定位装置上的部分俯视结构示意图；

图2为本发明连杆定位装置的结构示意图；

图3为多条连杆放置在本发明的连杆定位装置上的结构示意图；

图4为连杆固定在本发明的连杆定位装置上的俯视结构示意图；

图5为本发明连杆定位装置的侧面结构示意图。

其中，1、定位板，2、定位销，3、Y向调节手轮，4、顶紧气缸，5、顶紧头，6、第一安装座，7、滑台，8、活动板，9、裂解槽，10、连杆，11、吸尘通道，12、第二安装座，13、定位销安装座，14、锁紧结构。

具体实施方式

为更好的说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

参见图1、图2、图3和图4，一种连杆定位装置，包括第一安装座6、第二安装座12、定位板1、定位销2、Y向调节装置、顶紧气缸4和顶紧头5，Y向调节装置包括滑台7，第一安装座6、第二安装座12分别与顶紧气缸4固定连接且并排设置在滑台上7，Y向调节装置驱动所述滑台7沿第二安装座12的Y向运动；定位销2设于第一安装座6的顶部，定位板1设于第二安装座12的顶部，顶紧头5与顶紧气缸4的输出端连接，顶紧头5位于顶紧气缸4和定位板1之间；定位销2的中心线、定位板1的中心线和顶紧头5的中心线位于同一竖直平面内。

如图5所示，Y向调节装置还可以包括Y向调节手轮3和锁紧结构14，由此，可通过转动Y向调节手轮3驱动第一安装座6、第二安装座12和顶紧气缸4一起移动；并且，Y向调节手轮3与锁紧结构14连接，在调整连杆位置后，Y向调节手轮是可锁紧的；锁紧结构可以设置在Y向调节手轮连接的丝杆轴的轴承座(图中未示出)上；另外，Y向调节装置可看做一个手动平移台，其还包括导轨、滑块和支撑座等，属于本领域技术人员熟知的内容，因此，Y向调节手轮、丝杆轴、导轨、滑块和支撑座之间的连接关系、工作原理以及锁紧结构的具体结构在此略过。

在本实施例中，Y向调节装置的底座固定在工作台(图中未示出)上；Y向调节装置还包括Y向调节手轮3，Y向调节手轮3与锁紧结构14连接，当通过Y向调节手轮3调整好菱形定位销2和定位板1的位置后，通过锁紧结构14锁紧Y向调节手轮3，保证定菱形位销2和定位板1位置固定，从而保证连杆裂解槽的定位精度；菱形定位销2用于约束小头内孔以及连杆10的辅助定位，限制连杆10以大头内孔为中心的转动，从而保证两裂解槽9的连线与连杆10轴向垂直；图1中顶紧头5上的箭头为顶紧力F；图2中双箭头指向为Y向；图4中向下的箭头为顶紧力F。

定位销安装座13固定在第一安装座6上，用于固定定位销，且作为连杆小头定位面；另外，不一定需要图2中的两个圆盘，也可以做成一个，图2中之所以设有两个圆盘是考虑到经常需要更换不同的产品，需要拆卸圆盘；为了防止第一安装座上的螺栓孔滑丝和端面磨损，所以在大圆盘上面垫一个圆盘，切换产品的时候只需要更换上面那个直径小一点的圆盘即可。

第二安装座12上设有吸尘通道11，吸尘通道11位于定位板1的底部，吸尘通道11与吸尘器(图中未示出)连通。定位板1的相对的两个侧面为圆弧面，两个圆弧面的圆心相同，且半径相等；圆弧面的半径与连杆10的大头内孔半径相同；定位销2的横截面为菱形。顶紧气缸4上设有活动板8，2个顶紧头5固定在活动板8上。

本实施例的连杆定位装置在应用时：

(1)首先，将一条或多条连杆放置在定位装置上，连杆的大头内孔穿过定位板，连杆的小头内孔穿过菱形定位销，大头内孔定位板的两侧面设置有圆弧，两圆弧同心，且圆弧半径与连杆大头内孔半径相同，固定连杆后，定位板的圆弧圆心与大头内孔圆心重合，从而确定大头内孔的位置；Y向调节手轮用于裂解槽Y向位置的调整，通过手动调节Y向调节手轮，驱动滑台上的第一安装座、第二安装座和顶紧气缸向Y向移动，使大头内孔的中心与激光切割头的中心在Y向保持重合，从而保证两裂解槽的连线通过大头内孔中心，调整完成后通过锁紧结构锁紧Y向调节手轮；Y向手轮只需在调试时使用，调整完成后正常加工连杆时不需使用，保持锁紧状态；

(2)顶紧气缸和顶紧头位于连杆大头顶部，调节顶紧气缸，顶紧头向连杆移动，向连杆顶部施加压力F，直至顶紧连杆，在顶紧力F的作用下限制连杆X和Y方向的移动，确保连杆位置不会移动；取放连杆时，顶紧头由顶紧气缸收回；

(3)激光切割头通过行进控制系统对连杆进行裂解槽的加工，在大头内孔定位板下方设置有吸尘口，吸尘口与吸尘器相连，用于吸收激光切割时产生的废气。

采用本实施例的连杆定位装置，允许叠加放置多条相同的连杆，放好连杆后，顶紧气缸工作杆伸出，顶紧头顶紧连杆顶部，完成加工后，顶紧气缸工作杆回收，取出连杆，整个流程简单、快捷、方便、高效；同时，可以保证连杆的定位精度，从而保证裂解槽的加工质量，降低裂解力，提高连杆裂解质量，同时减少连杆装夹步骤，提高生产效率；采用本实施例的装置，定位治具耐久可靠且治具更换方便，可通过更换治具来装夹不同型号、尺寸的连杆。

最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (6)

1.一种连杆定位装置，其特征在于，包括第一安装座、第二安装座、定位板、定位销、Y向调节装置、顶紧气缸和顶紧头，所述Y向调节装置包括滑台，所述第一安装座、所述第二安装座分别与所述顶紧气缸固定连接且并排设置在所述滑台上，所述Y向调节装置驱动所述滑台沿所述第二安装座的Y向运动；

所述定位销设于所述第一安装座的顶部，所述定位板设于所述第二安装座的顶部，所述顶紧头与所述顶紧气缸的输出端连接，所述顶紧头位于所述顶紧气缸和所述定位板之间；所述定位销的中心线、定位板的中心线和顶紧头的中心线位于同一竖直平面内。

2.根据权利要求1所述的连杆定位装置，其特征在于，所述第二安装座上设有吸尘通道，所述吸尘通道位于所述定位板的底部，所述吸尘通道与吸尘器连通。

3.根据权利要求1或2所述的连杆定位装置，其特征在于，所述定位板的相对的两个侧面为圆弧面。

4.根据权利要求1或2所述的连杆定位装置，其特征在于，所述定位销的横截面为菱形。

5.根据权利要求1所述的连杆定位装置，其特征在于，所述顶紧气缸上设有活动板，所述顶紧头固定在所述活动板上。

6.根据权利要求1或5所述的连杆定位装置，其特征在于，所述顶紧头至少有2个。