CN106903539A - 用于发动机缸体曲轴孔定位的测量芯轴 - Google Patents

用于发动机缸体曲轴孔定位的测量芯轴 Download PDF

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Abstract

本申请提供一种用于发动机缸体曲轴孔定位的测量芯轴，包括：和曲轴孔间隙配合的芯子；能够套设于所述芯子两端的左侧定位套和右侧定位套，用于驱动所述左侧定位套和所述右侧定位套沿着所述芯子相向地或者相反地运动以使得二者在松弛状态和张紧状态之间转换的驱动元件；当所述左侧定位套和所述右侧定位套处于松弛状态时，二者的外表面未接触所述曲轴孔内壁；当所述左侧定位套和所述右侧定位套处于张紧状态时，二者的外表面紧密接触所述曲轴孔内壁。本申请提供的测量芯轴消除了芯子和曲轴孔的配合间隙，实现零间隙配合，也使得芯子与曲轴孔的轴线完全重合，测量芯子的位置即可获知曲轴孔的位置，进而推断出缸孔和曲轴孔的位置关系，完成下一步加工。

Description

用于发动机缸体曲轴孔定位的测量芯轴
技术领域
本发明涉及机械加工领域，特别涉及发动机缸体曲轴孔的定位。
背景技术
发动机的缸体是发动机的关键零部件，其中的曲轴孔与缸孔的位置度直接决定发动机的性能的好坏及其使用寿命的长短。当采用数控龙门铣机床精加发动机的缸孔时，需要通过在已经完成精加工的曲轴孔内放置两套芯轴实现夹具与发动机缸体的导向定位。
传统的定位测量方式采用整体式芯轴，芯轴与曲轴孔间隙配合。由于发动机的缸孔的设计基准是曲轴孔轴心线，芯轴和曲轴孔的配合间隙误差直接带入曲轴孔与缸孔的位置度误差，导致缸体加工精度不稳定，合格率较低。
因此，亟待解决的问题是提供一种新的芯轴，以消除上述误差。
发明内容
鉴于现有技术中存在的问题，本发明提供一种用于发动机缸体曲轴孔定位的测量芯轴，包括：
用于设置在发动机缸体曲轴孔内的圆柱形芯子，所述芯子和所述曲轴孔间隙布置；
能够套设于所述芯子两端的左侧定位套和右侧定位套，所述左侧定位套和所述右侧定位套同步地处于松弛状态或张紧状态；
用于驱动所述左侧定位套和所述右侧定位套沿着所述芯子相向地或者相反地运动以使得二者在松弛状态和张紧状态之间转换的驱动元件；
当所述左侧定位套和所述右侧定位套处于松弛状态时，二者的外表面未接触所述曲轴孔内壁；
当所述左侧定位套和所述右侧定位套处于张紧状态时，二者的外表面紧密接触所述曲轴孔内壁，以使得所述芯子和所述曲轴孔的轴线重合；
当驱动元件驱动左侧定位套和所述右侧定位套相向地运动时，二者受力大小相同、方向相反，因此它们扩张的程度也是相同的，直到其外表面和发动机曲轴孔紧密贴合，这样就消除了芯子和曲轴孔的配合间隙，实现零间隙配合，也使得芯子与曲轴孔的轴线完全重合，测量芯子的位置即可获知曲轴孔的位置，进而推断出缸孔和曲轴孔的位置关系，完成下一步加工。
在本发明的一些实施方式中，所述芯子呈两端部径向收缩的枣核形；所述左侧定位套和所述右侧定位套套设于所述端部上且能够在所述驱动元件的驱动下沿着端部运动，以使得二者同步地在松弛状态和张紧状态之间转换。
在本发明的一些实施方式中，所述左侧定位套包括具有锥形内腔的能够容纳所述芯子的端部的第一部分和圆柱形的第二部分；所述右侧定位套包括具有锥形内腔的能够容纳所述芯子的端部的第一部分和圆柱形的第二部分。左侧定位套和右侧定位套和芯子的两端部的配合间隙高达0.005mm～0.01mm，以确保它们处于张紧状态时能够和曲轴孔的轴向完全重合。
在本发明的一些实施方式中，所述左侧定位套的第一部分和所述右侧定位套的第一部分的周壁上沿其轴向均匀的开设有多个槽，以增强左侧定位套和右侧定位套的弹性。
在本发明的一些实施方式中，所述芯子、所述左侧定位套的第二部分和右侧定位套的第二部分具有螺纹孔；所述驱动元件采用螺杆。
在本发明的一些实施方式中，所述左侧定位套的第二部分具有和所述螺纹孔相通的腔室；所述螺杆的一端经由所述螺纹孔进入所述腔室后形成径向的扩张端；所述扩张端和所述腔室的内壁之间依次布置球面垫圈和锥坑垫圈。
在本发明的一些实施方式中，所述芯子的两端部开设有第一销孔和第二销孔；所述左侧定位套的第一部分开设有第三销孔；所述右侧定位套的第一部分开设有第四销孔；所述测量芯轴还包括：能够设置于所述第一销孔和所述第三销孔内的第一销子；以及能够设置于所述第二销孔和所述第四销孔内的第二销子。
本发明提供的用于发动机缸体曲轴孔定位的测量芯轴设计合理、精度保持性好、强度高、反复拆装后重复定位精度高，操作方便快捷。双张紧结构消除了曲轴孔与芯子的配合间隙，实现零间隙配合，保证缸体曲轴孔到缸体缸孔的位置精度。
附图说明
图1为本发明一实施方式中提供的用于发动机缸体曲轴孔定位的测量芯轴的结构示意图；
图2为本发明一实施方式中左、右定位套的结构示意图；
图3为本发明一实施方式中左、右定位套的剖面示意图；
图4为本发明提供的测量芯轴的设置于发动机曲轴孔内的示意图；
图5为本发明提供的测量芯轴的应用示意图。
具体实施方式
为了使发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对发明作进一步详细的说明。虽然附图中显示了本公开示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻的理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
如图1所示，其显示了本发明一实施方式中提供的用于发动机缸体曲轴孔定位的测量芯轴的结构示意图。该测量芯轴主要包括圆柱形芯子1、左侧定位套2和右侧定位套3以及驱动元件4。
圆柱形的芯子1设置于发动机缸体曲轴孔内，且芯子1和曲轴孔间隙布置。左侧定位套2和右侧定位套3能够套设于芯子1两端，并且二者能够同步地处于松弛状态或张紧状态。驱动元件4用于驱动左侧定位套2和右侧定位套3沿着芯子1相向地或者相反地运动以使得二者在松弛状态和张紧状态之间转换。
结合图4和图5所示，两个测量芯轴分别设置于发动机缸体的一对曲轴孔内，当左侧定位套2和右侧定位套3处于松弛状态时，二者的外表面未接触所述曲轴孔内壁；当左侧定位套2和右侧定位套3处于张紧状态时，二者的外表面紧密接触所述曲轴孔内壁，以使得芯子1和曲轴孔的轴线重合。通过测量左侧定位套2的测量面，确定芯轴的轴线位置。又因在张紧状态下芯轴的轴线位置和曲轴孔轴线位置是完全重合的，进而能够确定缸体9曲轴孔的轴线位置。根据曲轴孔和缸孔的位置关系并且结合上述测量结果完成缸孔的加工。该测量芯轴采用张紧于曲轴孔内的紧密式配合代替了现有的间隙配合，其能够大幅降低缸体位置度综合误差的影响，保证精度在要求范围之内，提高缸体加工合格率。
继续参照图1，芯子1呈两端部11径向收缩的枣核形，即芯子1的两端部11呈锥形端。左侧定位套2和右侧定位套3套设于端部11上且能够在驱动元件4的驱动下沿着端部11运动，以使得二者同步地在松弛状态和张紧状态之间转换。
结合图2和3所示，左侧定位套2包括具有锥形内腔的能够容纳芯子1的端部11的第一部分21和圆柱形的第二部分22。右侧定位套3包括具有锥形内腔的能够容纳芯子1的端部11的第一部分31和圆柱形的第二部分32。左侧定位套2的第一部分21和右侧定位套3的第一部分31的周壁上沿其轴向均匀的开设有多个槽23；33。具体而言，槽23、33可以为六个，其能够使得内腔为锥形的左侧定位套2的第一部分21和右侧定位套3的第一部分31具有较好的弹性，且能够均匀的张紧，这对于张紧后测量芯轴的轴心线和曲轴孔的轴心线保持一致至关重要。
参照图1，在本发明的一些实施方式中，芯子1、左侧定位套2的第二部分22和右侧定位套3的第二部分32具有螺纹孔。驱动元件4采用贯穿于螺纹孔内的螺杆4。为了进一步提高定位精度，左侧定位套2的第二部分22具有和上述螺纹孔相通的腔室221，螺杆4的一端经由螺纹孔进入腔室221后形成径向的扩张端41。扩张端41和腔室221的内壁之间依次布置球面垫圈5和锥坑垫圈6，以实现旋紧螺杆4时芯子1和左侧定位套2能够自动找正。
在本发明的一些实施方式中，芯子1的两端部11开设有第一销孔和第二销孔。左侧定位套2的第一部分21开设有第三销孔。右侧定位套3的第一部分31开设有第四销孔。第一销子7能够设置于第一销孔和第三销孔内，第二销子8能够设置于所述第二销孔和所述第四销孔内。
在本发明的一些实施方式中，还可以通过设置螺钉，以实现芯子1、左侧定位套2和右侧定位套3的相互定位。
使用时，将两套测量芯轴分别装入发动机缸体9的一对曲轴孔内，旋紧螺杆4，带动左侧定位套2和右侧定位套3沿芯子1的两端部11轴向运动。左侧定位套2和右侧定位套3受到大小相同、方向相反的力，且在芯子1两端部11的锥形面作用下径向张紧，二者的扩张程度也是相同的，实现发动机缸体的曲轴孔与左侧定位套2和右侧定位套3紧密贴合，即消除曲轴孔与芯子1的配合间隙，实现零间隙配合(此时缸体曲轴孔与测量芯轴轴心线重合)。将第一销子7和第二销子8插入，以使得左侧定位套2、右侧定位套3和芯子之间不再发生旋转，相互固定。
通过置于缸体9两端的测量芯轴的芯子1中部外圆与夹具体10上的定位件12线接触，实现发动机缸体9的导向定位功能。利用丝表测量左侧定位套2的第二部分22的外圆面与缸体9的缸孔之间的位置关系，进而推定出曲轴孔和缸孔的位置关系，利用该位置关系完成缸孔的加工。两套测量芯轴的左定位套2上的测量面的尺寸一致性在0.003mm内。
测量完成后，拔出第一销子7和第二销子8，松反向旋转螺杆，在作用力与反作用力下，左侧定位套2和右侧定位套3反向运动至松弛状态，将芯子1、左侧定位套2和右侧定位套3由缸体曲轴孔中拆卸。
最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制性的。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，但本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.用于发动机缸体曲轴孔定位的测量芯轴，其特征在于，包括：
用于设置在发动机缸体曲轴孔内的圆柱形芯子(1)，所述芯子(1)和所述曲轴孔间隙布置；
能够套设于所述芯子(1)两端的左侧定位套(2)和右侧定位套(3)，所述左侧定位套(2)和所述右侧定位套(3)同步地处于松弛状态或张紧状态；
用于驱动所述左侧定位套(2)和所述右侧定位套(3)沿着所述芯子(1)相向地或者相反地运动以使得二者在松弛状态和张紧状态之间转换的驱动元件(4)；
当所述左侧定位套(2)和所述右侧定位套(3)处于松弛状态时，二者的外表面未接触所述曲轴孔内壁；
当所述左侧定位套(2)和所述右侧定位套(3)处于张紧状态时，二者的外表面紧密接触所述曲轴孔内壁，以使得所述芯子(1)和所述曲轴孔的轴线重合。
2.根据权利要求1所述的用于发动机缸体曲轴孔定位的测量芯轴，其特征在于：
所述芯子(1)呈两端部(11)径向收缩的枣核形；
所述左侧定位套(2)和所述右侧定位套(3)套设于所述端部(11)上且能够在所述驱动元件(4)的驱动下沿着端部(11)运动，以使得二者同步地在松弛状态和张紧状态之间转换。
3.根据权利要求2所述的用于发动机缸体曲轴孔定位的测量芯轴，其特征在于：
所述左侧定位套(2)包括具有锥形内腔的能够容纳所述芯子(1)的端部(11)的第一部分(21)和圆柱形的第二部分(22)；
所述右侧定位套(3)包括具有锥形内腔的能够容纳所述芯子(1)的端部(11)的第一部分(31)和圆柱形的第二部分(32)。
4.根据权利要求3所述的用于发动机缸体曲轴孔定位的测量芯轴，其特征在于：
所述左侧定位套(2)的第一部分(21)和所述右侧定位套(3)的第一部分(31)的周壁上沿其轴向均匀的开设有多个槽(21；31)。
5.根据权利要求3所述的用于发动机缸体曲轴孔定位的测量芯轴，其特征在于：
所述芯子(1)、所述左侧定位套(2)的第二部分(22)和右侧定位套(3)的第二部分(32)具有螺纹孔；
所述驱动元件(4)采用螺杆。
6.根据权利要求5所述的用于发动机缸体曲轴孔定位的测量芯轴，其特征在于：
所述左侧定位套(2)的第二部分(22)具有和所述螺纹孔相通的腔室(221)；
所述螺杆的一端经由所述螺纹孔进入所述腔室(221)后形成径向的扩张端(41)；
所述扩张端(41)和所述腔室(221)的内壁之间依次布置球面垫圈(5)和锥坑垫圈(6)。
7.根据权利要求6所述的用于发动机缸体曲轴孔定位的测量芯轴，其特征在于：
所述芯子(1)的两端部(11)开设有第一销孔和第二销孔；
所述左侧定位套(2)的第一部分(21)开设有第三销孔；
所述右侧定位套(3)的第一部分(31)开设有第四销孔；
所述测量芯轴还包括：
能够设置于所述第一销孔和所述第三销孔内的第一销子(7)；以及
能够设置于所述第二销孔和所述第四销孔内的第二销子(8)。
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