CN107877278B - 一种发动机曲轴曲柄销加工的通用夹具 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种发动机曲轴曲柄销加工的通用夹具，包括装夹于机床上的第一夹具和第二夹具，第一夹具用于夹持待加工曲轴曲柄销的一端，第二夹具用于夹持待加工曲轴曲柄销的另一端，第一夹具和第二夹具的装夹位的开度分别可调，且第一夹具和第二夹具的旋转中心位置在互相垂直的两个方向可调，通过组合式V型块的左右移动和左/右压块的上下移动，实现不同曲轴的装夹，和快速实现曲轴曲柄销的待加工轴段的回转中心线与机床的回转中心轴线位置重合，第一夹具主要完成曲轴前端主轴颈的装卡定位，第二夹具在完成曲轴后端主轴颈的装卡定位的同时，可兼有对曲轴旋转调节的功能，本发明的通用性好，操作简单，实用性强，值得推广。

Description

一种发动机曲轴曲柄销加工的通用夹具
技术领域
本发明属于机械加工用辅助工具领域，具体涉及一种发动机曲轴曲柄销加工的通用夹具。
背景技术
曲轴作为发动机工作过程的主要旋转零件，与连杆配合构成曲柄连杆机构，将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动，同时将缸内燃气推动活塞的做功的过程转变为曲轴旋转扭矩进行输出。
曲轴除了具有轴的一般加工规律外，也有它的工艺特点，主要包括形状复杂，刚性差及技术要求高。针对这些特点，在发动机曲轴加工过程中涉及许多专用夹具。同时，夹具是工艺装备的主要组合体，在机械制造加工占有重要地位。夹具对保证产品质量、提高生产率、减轻劳动强度、扩大机床使用范围、缩短产品试制周期具有重要意义。
而针对发动机曲轴加工过程中所涉及许多专用夹具往往都是针对某一型号进行专一使用，不能够对不同型号和规格的曲轴进行统一使用。
发明内容
鉴于此，本发明提供了一种发动机曲轴曲柄销加工的通用夹具，以便解决现有技术中的不足。
本发明的技术方案是：一种发动机曲轴曲柄销加工的通用夹具，包括装夹于机床上的第一夹具和第二夹具，所述第一夹具用于夹持待加工曲轴曲柄销的一端，第二夹具用于夹持待加工曲轴曲柄销的另一端，所述第一夹具和第二夹具的装夹位的开度分别可调，且第一夹具和第二夹具的旋转中心位置在互相垂直的两个方向可调。
优选地，第一夹具包括第一连接盘，所述第一连接盘的右侧面的下方设置有第一夹具体，第一夹具体包括第一竖板、第一横板和第二竖板，所述第一横板在第一竖板和第二竖板之间，且与第一竖板和第二竖板的一端固定连接成框形；所述第一横板的上表面通过滑轨安装螺栓连接有第一V型块滑轨，所述第一V型块滑轨上滑动连接有左滑块和右滑块，所述左滑块通过组合V型块第一安装螺栓与第一组合V型块左部固定连接，所述右滑块通过组合V型块第二安装螺栓与第一组合V型块右部固定连接，所述第一组合V型块右部和第一组合V型块左部组成第一组合V型块；所述第一竖板上设置有第二调节螺栓，所述第二调节螺栓穿过第一竖板后顶在第一组合V型块左部的左侧面上，所述第二竖板上设置有第一调节螺栓，所述第一调节螺栓穿过第二竖板后顶在第一组合V型块右部的右侧面上；所述第一夹具体的一端通过第一连接销铰接第一压盖，另一端通过第一压盖拧紧螺栓固连第一压盖，所述第一压盖的中部设置有安装孔，所述安装孔内从上到下依次设置有第一调整螺栓和连杆，所述连杆的下端与左压块的上表面固连，所述左压块的下表面上开设有V型槽，所述左压块位于第一组合V型块右部和第一组合V型块左部的正上方。
优选地，第二夹具包括第二连接盘，所述第二连接盘的左侧面的下方设置有第二夹具体，第二夹具体包括第三竖板、第二横板和第四竖板，所述第二横板在第三竖板和第四竖板之间，且与第三竖板和第四竖板的一端固定连接成框形；所述第二横板的上表面通过滑轨安装螺栓连接有第二V型块滑轨，所述第二V型块滑轨上滑动连接有左滑块和右滑块，所述左滑块通过组合V型块第一安装螺栓与第二组合V型块左部固定连接，所述右滑块通过组合V型块第二安装螺栓与第二组合V型块右部固定连接，所述第二组合V型块右部和第二组合V型块左部组成第二组合V型块；所述第三竖板上设置有第三调节螺栓，所述第三调节螺栓穿过第三竖板后顶在第二组合V型块左部的左侧面上，所述第四竖板上设置有第四调节螺栓，所述第四调节螺栓穿过第四竖板后顶在第二组合V型块右部的右侧面上；所述第二夹具体的一端通过第二连接销铰接第二压盖，另一端通过第二压盖拧紧螺栓固连第二压盖，所述第二压盖的中部设置有安装孔，所述安装孔内从上到下依次设置有第二调整螺栓和连杆，所述连杆的下端与右压块的上表面固连，所述右压块的下表面上开设有V型槽，所述右压块位于第二组合V型块右部和第二组合V型块左部的正上方。
优选地，所述第二夹具上设置有分度旋转装置，所述分度旋转装置包括通过连接套与曲轴一端连接的从动转轴，所述从动转轴上设置有分度齿轮，所述分度齿轮与主动齿轮啮合，所述主动齿轮设置在主动轴上，所述主动轴通过联轴器与步进电机的输出轴连接，所述步进电机的输出轴上设置有角位移传感器。
与现有技术相比，本发明提供的一种发动机曲轴曲柄销加工的通用夹具的有益效果是：
1、本发明可适用于不同规格和型号的曲轴曲柄销，通用性好。
2、本发明的操作简单，实用性强，值得推广。
附图说明
图1是本发明的发动机曲轴曲柄销加工的整体装卡定位示意图；
图2是本发明的通用夹具的第一夹具结构示意图；
图3是本发明的通用夹具的第二夹具结构示意图；
图4是本发明的组合式V型块和左/右压块结构示意图；
图5是本发明的组合式V型块的滑轨结构示意图。
附图标记说明：
1、第一连接盘；2、第一夹具体安装孔；3、第一压盖拧紧螺栓；4、第一压盖；5、第一调整螺栓；6、第一连接销；7、第一调节螺栓；8、左压块；9、第一V型块滑轨；10、第一组合V型块右部；11、第一组合V型块左部；12、第二调节螺栓；13、第一夹具体；14、第二压盖拧紧螺栓；15、第二压盖；16、第二调整螺栓；17、角位移传感器；18、第二连接盘；19、第二夹具体安装孔；20、分度齿轮；21、连接套；22、第二夹具体；23、第四调节螺栓；24、第二连接销；25、第二V型块滑轨；26、第二组合V型块右部；27、第二组合V型块左部；28、右压块；29、第三调节螺栓；30、左滑块；31、组合V型块第一安装螺栓；32、右滑块；33、组合V型块第二安装螺栓；34、滑轨安装螺栓；35、曲轴。
具体实施方式
本发明提供了一种发动机曲轴曲柄销加工的通用夹具，下面结合图1、图2、图3、图4和图5的结构示意图，对本发明进行说明。
如图1所示，本发明提供的一种发动机曲轴曲柄销加工的通用夹具，包括装夹于机床上的第一夹具和第二夹具，第一夹具用于夹持待加工曲轴曲柄销的一端，第二夹具用于夹持待加工曲轴曲柄销的另一端，第一夹具和第二夹具的装夹位的开度分别可调，以适应不同大小直径的曲轴曲柄销的装夹定位需求，且第一夹具和第二夹具的旋转中心位置在互相垂直的两个方向可调，以方便快速实现曲轴曲柄销的待加工轴段的回转中心线与机床的回转中心轴线位置重合。
进一步地，第一夹具包括第一连接盘1，所述第一连接盘1的右侧面的下方设置有第一夹具体13，第一夹具体13包括第一竖板、第一横板和第二竖板，所述第一横板在第一竖板和第二竖板之间，且与第一竖板和第二竖板的一端固定连接成框形；所述第一横板的上表面通过滑轨安装螺栓34连接有第一V型块滑轨9，所述第一V型块滑轨9上滑动连接有左滑块30和右滑块32，所述左滑块30通过组合V型块第一安装螺栓31与第一组合V型块左部11固定连接，所述右滑块32通过组合V型块第二安装螺栓33与第一组合V型块右部10固定连接，所述第一组合V型块右部10和第一组合V型块左部11组成第一组合V型块；所述第一竖板上设置有第二调节螺栓12，所述第二调节螺栓12穿过第一竖板后顶在第一组合V型块左部11的左侧面上，所述第二竖板上设置有第一调节螺栓7，所述第一调节螺栓7穿过第二竖板后顶在第一组合V型块右部10的右侧面上；所述第一夹具体13的一端通过第一连接销6铰接第一压盖4，另一端通过第一压盖拧紧螺栓3固连第一压盖4，所述第一压盖4的中部设置有安装孔，所述安装孔内从上到下依次设置有第一调整螺栓5和连杆，所述连杆的下端与左压块8的上表面固连，所述左压块8的下表面上开设有V型槽，所述左压块8位于第一组合V型块右部10和第一组合V型块左部11的正上方。
进一步地，第二夹具包括第二连接盘18，所述第二连接盘18的左侧面的下方设置有第二夹具体22，第二夹具体22包括第三竖板、第二横板和第四竖板，所述第二横板在第三竖板和第四竖板之间，且与第三竖板和第四竖板的一端固定连接成框形；所述第二横板的上表面通过滑轨安装螺栓34连接有第二V型块滑轨25，所述第二V型块滑轨25上滑动连接有左滑块30和右滑块32，所述左滑块30通过组合V型块第一安装螺栓31与第二组合V型块左部27固定连接，所述右滑块32通过组合V型块第二安装螺栓33与第二组合V型块右部26固定连接，所述第二组合V型块右部26和第二组合V型块左部27组成第二组合V型块；所述第三竖板上设置有第三调节螺栓29，所述第三调节螺栓29穿过第三竖板后顶在第二组合V型块左部27的左侧面上，所述第四竖板上设置有第四调节螺栓23，所述第四调节螺栓23穿过第四竖板后顶在第二组合V型块右部26的右侧面上；所述第二夹具体22的一端通过第二连接销24铰接第二压盖15，另一端通过第二压盖拧紧螺栓14固连第二压盖15，所述第二压盖15的中部设置有安装孔，所述安装孔内从上到下依次设置有第二调整螺栓16和连杆，所述连杆的下端与右压块28的上表面固连，所述右压块28的下表面上开设有V型槽，所述右压块28位于第二组合V型块右部26和第二组合V型块左部27的正上方。
进一步地，所述第二夹具上设置有分度旋转装置，所述分度旋转装置包括通过连接套21与曲轴一端连接的从动转轴，所述从动转轴上设置有分度齿轮20，所述分度齿轮20与主动齿轮啮合，所述主动齿轮设置在主动轴上，所述主动轴通过联轴器与步进电机的输出轴连接，所述步进电机的输出轴上设置有角位移传感器17。
下面结合附图，以直列6缸发动机曲轴为实施例，对本发明的具体实施方式进行描述，以便更好的理解本发明。
实施例
如图1所示，发动机曲轴曲柄销加工的整体装卡定位示意图，发动机曲轴加工的通用夹具包括第一夹具和第二夹具，第一夹具以曲轴35第一个主轴颈为定位面，其轴向定位面为曲轴35前端主轴颈上的止推面；第二夹具以曲轴最后一个主轴颈为定位面，其轴向定位面为曲轴35后端主轴颈上的止推面。左第二夹具体的两个连接盘，即第一连接盘1和第二连接盘18分别通过第一夹具体安装孔2和第二夹具体安装孔19与磨床的头架和尾架相连接。
如图2所示的通用夹具的第一夹具结构示意图，第一夹具通过曲轴第一个主轴颈为定位面的夹具，采用曲轴前端主轴颈上的止推面作为轴向定位面，第一组合V型块右部10、第一组合V型块左部11和左压块8结合进行组合定位装卡。第一组合V型块通过第一调节螺栓7和第二调节螺栓12作用后可以沿着第一V型块滑轨9进行左右移动；左压块8通过第一调整螺栓5作用可实现上下位置的调节；通过对第一组合V型块和左压块8的位置进行调节，可适应不同直径大小的主轴颈。第一压盖4一端通过第一连接销6与第一夹具体13铰接，另一端通过第一压盖拧紧螺栓3与第一夹具体13固定。
如图3所示的第二夹具通过曲轴最后端主轴颈为定位面，其轴向定位面为曲轴后端主轴颈上的止推面。与第一夹具体相同，同样采用组合式V型块和左/右压块进行定位装卡。第二组合V型块包括第二组合V型块右部26和第二组合V型块左部27并结合右压块28进行定位装卡。第二组合V型块右部26和第二组合V型块左部27通过第四调节螺栓23和第三调节螺栓29可以沿着第二V型块滑轨25进行左右移动；右压块28通过第二调整螺栓16实现上下位置的调节；通过对第二组合V型块和右压块28的位置进行调节，可适应不同直径大小的主轴颈。第二压盖15一端通过第二连接销24与第二夹具体22相铰接，另一端通过第二压盖拧紧螺栓14与第二夹具体22固定。
以直列6缸发动机曲轴加工过程为例，将精磨后的第一主轴颈和最后一个主轴颈分别放置在第一夹具和第二夹具的组合V型块内，并将百分表压在待加工的曲柄销轴的第1或者第6轴段的外圆周上，手动转动曲轴观察百分表的指针变化情况，当百分表数字几近不变时，即曲轴的待加工轴段回转中心线与磨床主轴回转中心线位置重合，然后通过左右压块压紧曲轴，再将分度齿轮20通过连接套21与曲轴35主轴颈相连接，然后通过第一压盖拧紧螺栓3、第二压盖拧紧螺栓14与第一夹具、第二夹具固定，这样就可以磨削第1、6曲柄销了。当磨削第2、5和3、4曲柄销时，只需要先将第一压盖拧紧螺栓3和第二压盖拧紧螺栓14松开，然后通过步进电机驱动分度齿轮20进行旋转定位，曲轴35顺时针分别旋转120°和240°并通过第一压盖拧紧螺栓3和第二压盖拧紧螺栓14压紧曲轴35就又可以磨削了。
其中，通用夹具不仅能够适用于不同规格和型号的曲轴曲柄销，而且能够实现在加工过程的准确定位和旋转，第一夹具、第二夹具的连接盘，即第一连接盘和第二连接盘分别通过第一夹具体安装孔和第二夹具体安装孔与磨床的头架和尾架主轴相连接；组合式V型块可沿着滑轨左右移动，左/右压块通过调节螺栓可上下移动，二者共同配合能够适应不同曲轴的曲柄半径和主轴颈，使得曲柄销的待加工轴段的旋转中心位于夹具体的中心位置；第一夹具、第二夹具的组合式V型块和左/右压块采用相同的结构尺寸；第一夹具主要完成曲轴前端主轴颈的装卡定位，第二夹具在完成曲轴后端主轴颈的装卡定位的同时，兼有对曲轴曲柄销分度旋转调节的功能；曲轴的旋转定位主要采用步进电机驱动分度齿轮进行旋转定位，同时安装角位移传感器进行检测。本发明可适用于不同规格和型号的曲轴曲柄销，通用性好，操作简单，实用性强，值得推广。
以上公开的仅为本发明的较佳实施例，但是应当指出，本发明实施例并非局限于此，任何本领域技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种发动机曲轴曲柄销加工的通用夹具，其特征在于，包括装夹于机床上的第一夹具和第二夹具，所述第一夹具用于夹持待加工曲轴曲柄销的一端，第二夹具用于夹持待加工曲轴曲柄销的另一端，所述第一夹具和第二夹具的装夹位的开度分别可调，且第一夹具和第二夹具的旋转中心位置在互相垂直的两个方向可调；
所述第二夹具包括第二连接盘(18)，所述第二连接盘(18)的左侧面的下方设置有第二夹具体(22)，第二夹具体(22)包括第三竖板、第二横板和第四竖板，所述第二横板在第三竖板和第四竖板之间，且与第三竖板和第四竖板的一端固定连接成框形；所述第二横板的上表面通过滑轨安装螺栓(34)连接有第二V型块滑轨(25)，所述第二V型块滑轨(25)上滑动连接有左滑块(30)和右滑块(32)，所述左滑块(30)通过组合V型块第一安装螺栓(31)与第二组合V型块左部(27)固定连接，所述右滑块(32)通过组合V型块第二安装螺栓(33)与第二组合V型块右部(26)固定连接，所述第二组合V型块右部(26)和第二组合V型块左部(27)组成第二组合V型块；所述第三竖板上设置有第三调节螺栓(29)，所述第三调节螺栓(29)穿过第三竖板后顶在第二组合V型块左部(27)的左侧面上，所述第四竖板上设置有第四调节螺栓(23)，所述第四调节螺栓(23)穿过第四竖板后顶在第二组合V型块右部(26)的右侧面上；所述第二夹具体(22)的一端通过第二连接销(24)铰接第二压盖(15)，另一端通过第二压盖拧紧螺栓(14)固连第二压盖(15)，所述第二压盖(15)的中部设置有安装孔，所述安装孔内从上到下依次设置有第二调整螺栓(16)和连杆，所述连杆的下端与右压块(28)的上表面固连，所述右压块(28)的下表面上开设有V型槽，所述右压块(28)位于第二组合V型块右部(26)和第二组合V型块左部(27)的正上方；
所述第二夹具上设置有分度旋转装置，所述分度旋转装置包括通过连接套(21)与曲轴一端连接的从动转轴，所述从动转轴上设置有分度齿轮(20)，所述分度齿轮(20)与主动齿轮啮合，所述主动齿轮设置在主动轴上，所述主动轴通过联轴器与步进电机的输出轴连接，所述步进电机的输出轴上设置有角位移传感器(17)。
2.根据权利要求1所述的一种发动机曲轴曲柄销加工的通用夹具，其特征在于，所述第一夹具包括第一连接盘(1)，所述第一连接盘(1)的右侧面的下方设置有第一夹具体(13)，第一夹具体(13)包括第一竖板、第一横板和第二竖板，所述第一横板在第一竖板和第二竖板之间，且与第一竖板和第二竖板的一端固定连接成框形；所述第一横板的上表面通过滑轨安装螺栓(34)连接有第一V型块滑轨(9)，所述第一V型块滑轨(9)上滑动连接有左滑块(30)和右滑块(32)，所述左滑块(30)通过组合V型块第一安装螺栓(31)与第一组合V型块左部(11)固定连接，所述右滑块(32)通过组合V型块第二安装螺栓(33)与第一组合V型块右部(10)固定连接，所述第一组合V型块右部(10)和第一组合V型块左部(11)组成第一组合V型块；所述第一竖板上设置有第二调节螺栓(12)，所述第二调节螺栓(12)穿过第一竖板后顶在第一组合V型块左部(11)的左侧面上，所述第二竖板上设置有第一调节螺栓(7)，所述第一调节螺栓(7)穿过第二竖板后顶在第一组合V型块右部(10)的右侧面上；所述第一夹具体(13)的一端通过第一连接销(6)铰接第一压盖(4)，另一端通过第一压盖拧紧螺栓(3)固连第一压盖(4)，所述第一压盖(4)的中部设置有安装孔，所述安装孔内从上到下依次设置有第一调整螺栓(5)和连杆，所述连杆的下端与左压块(8)的上表面固连，所述左压块(8)的下表面上开设有V型槽，所述左压块(8)位于第一组合V型块右部(10)和第一组合V型块左部(11)的正上方。
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