CN108581566A - 一种汽车发动机用偏心轮的加工装置及其加工工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种汽车发动机用偏心轮的加工装置，包括外圆磨削工装和内圆车削工装，其中，所述外圆磨削工装包括底座，所述底座的中间位置设置有用于放置工件的弧形槽，所述外圆磨削工装还包括可分别从两端插入工件内圆中的第一固定管和第二固定管，且所述第二固定管的一端插入至第一固定管内，且所述第一固定管和第二固定管两端的顶心孔中心位于同一轴线，且该轴线与工件内圆的中心轴线之间的距离即为该外圆的偏心距离；所述内圆车削工装包括中心开孔的圆盘，所述圆盘的表面设置有三组可向开孔中心方向移动的推块，所述推块靠近所述开孔的一端表面固定设置有偏心夹块，且所述三组推块上的偏心夹块拼接在一起后其中心形成一个用于夹持工件的圆，且该圆的圆心与所述圆盘开孔的圆心之间的距离为待加工工件内圆的偏心距。还公开了一种汽车发动机用偏心轮的加工工艺。
Description
技术领域
本发明涉及了一种汽车发动机用偏心轮的加工装置及其加工工艺，属于精密工件加工工装技术领域。
背景技术
在一般情况下，针对该偏心轮的外观特性与使用要求，以确保产品的材料特性为前提，满足产品的使用寿命要求，通常采用如下工艺进行批量化生产：粉末冶金产生毛胚→热处理→精密机械切削加工。
产生毛胚的过程为采用金属粉末注射成型技术进行胚件成形，然后用化学或热分解的方法将成形坯件中的粘结剂脱除，最后经烧结致密化处理而得到具有一定硬度的最终胚件。
热处理的过程为将上述工艺形成的胚件通过粉末冶金材料热处理工艺进行材料改性处理，从而提高胚件的硬度，并获得优良地综合力学性能。
工业技术发展至今，上述两项工艺技术已非常成熟，并接近模式化的程度；而对于外观形状复杂的高硬度胚件进行精密机械切削加工，还处于一个需要进行技术整合，并进行反复实验与验证的探索阶段，很难实现高精度成品加工，更不容易进行批量化生产。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种汽车发动机用偏心轮的加工装置及其加工工艺，通过外圆磨削工装和内圆车削工装能够实现对偏心轮外圆和内圆的精密加工，使偏心轮实现高精度、低成本、批量化生产。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种汽车发动机用偏心轮的加工装置，其特征在于：包括外圆磨削工装和内圆车削工装，其中，所述外圆磨削工装包括底座，所述底座的中间位置设置有用于放置工件的弧形槽，所述外圆磨削工装还包括可分别从两端插入工件内圆中的第一固定管和第二固定管，且所述第二固定管的一端插入至第一固定管内，且所述第一固定管和第二固定管两端的顶心孔中心位于同一轴线，且该轴线与工件内圆的中心轴线之间的距离即为该外圆的偏心距离；
所述内圆车削工装包括中心开孔的圆盘，所述圆盘的表面设置有三组可向开孔中心方向移动的推块，所述推块靠近所述开孔的一端表面固定设置有偏心夹块，且所述三组推块上的偏心夹块拼接在一起后其中心形成一个用于夹持工件的圆，且该圆的圆心与所述圆盘开孔的圆心之间的距离为待加工工件内圆的偏心距。
前述的一种汽车发动机用偏心轮的加工装置，其特征在于：所述第一固定管和第二固定管的两端端面底部为水平状，截面成D字型，且所述第一固定管和第二固定管的外表面设置有锥度。
前述的一种汽车发动机用偏心轮的加工装置，其特征在于：所述弧形槽内设置有用于卡入所述工件中的凸块，且其中一块偏心夹块上设置有定位块，所述定位块的表面设置有用于卡入工件中的定位凸起。
前述的一种汽车发动机用偏心轮的加工装置，其特征在于：固定有定位块的偏心夹块的表面设置有截面为T型的卡槽，所述定位块卡装在所述卡槽内，且所述定位凸起伸出至所述卡槽外，所述定位块和所述偏心夹块之间还设置有弹簧。
前述的一种汽车发动机用偏心轮的加工装置，其特征在于：所述圆盘沿其周线等间距设置有三条滑槽，所述推块对应设置在所述滑槽内，且所述推块上设置有螺钉孔。
前述的一种汽车发动机用偏心轮的加工装置，其特征在于：所述滑槽的上表面设置有锯齿，所述推块的下表面为可与所述锯齿啮合的锯齿面。
前述的一种汽车发动机用偏心轮的加工装置，其特征在于：所述滑槽的截面为T型结构，所述推块的底部设置有卡入所述滑槽内的T型凸块。
一种汽车发动机用偏心轮的加工工艺，其特征在于：包括如下步骤：
（1）粗磨外圆，将待加工的工件放置到底座的槽中，利用凸块将其进行位置的初步定位，再将第一固定管和第二固定管从工件内圆的两端插入，并且在插入的过程中，端面底部的水平面贴合底座的上表面，固定完成后，将第一固定管和第二固定管连同工件从底座上取下，采用顶心磨对工件两端的两段外圆进行磨削加工；
（2）精车内孔，以上述磨削后的两段外圆为基准，通过内圆车削工装的偏心夹块定向夹持，
采用CNC数控车床对工件的柱形偏心内孔进行精密车削加工；
（3）精磨内孔，将上述精车削后的内孔使用珩磨机用微小切削的方式，将内孔尺寸加工到位；（4）精磨外圆，以上述精磨后的内孔为基准，通过外圆磨削工装定向装夹，再次采用顶心磨对粗磨过的两段外圆进行精密磨削加工，将外径尺寸控制到位，并保证内孔与外圆的中心轴线平行度与中心距精度。
前述的一种汽车发送机用偏心轮的加工工艺，其特征在于：所述步骤（2）中，在安装偏心夹块以定向夹持工件前，先通过推块夹持标准圆棒后进行转动，利用千分表对标准圆棒的外圆跳动值进行测算，来进行推块重复夹持精度的校正，校正完成后，再将偏心夹块安装固定到对应的推块上。
本发明的有益效果是：
通过将第一固定管和第二固定管两端的顶心孔中心轴线（两轴线同心共线），与工件的内圆中心轴线设为偏心结构，其偏心距离即为工件待加工外圆的偏心距；通过将圆盘中心开孔与偏心夹块组成的圆环中心设置成偏心结构，将待加工的工件通过偏心夹块夹持后，将圆盘固定到车削设备上进行车削，从而实现对工件内圆的偏心加工，通过外圆磨削工装和内圆车削工装能够实现对偏心轮外圆和内圆的精密加工，使偏心轮实现高精度、低成本、批量化生产。
附图说明
图1是本发明一种汽车发动机用偏心轮的加工装置的外圆磨削工装的结构示意图；
图2是本发明一种汽车发动机用偏心轮的加工装置的外圆磨削工装拆分时的剖视图；
图3是本发明一种汽车发动机用偏心轮的加工装置的外圆磨削工装组装时的剖视图；
图4是本发明一种汽车发动机用偏心轮的加工装置的内圆车削工装的正视图；
图5是本发明一种汽车发动机用偏心轮的加工装置的内圆车削工装的剖视图；
图6是本发明一种汽车发动机用偏心轮的加工装置的内圆车削工装的立体图；
图7是图6中C的放大示意图。
具体实施方式
下面将结合说明书附图，对本发明作进一步的说明。
如图1-图7所示，一种汽车发动机用偏心轮的加工装置，包括外圆磨削工装和内圆车削工装，其中，所述外圆磨削工装包括底座6，所述底座6的中间位置设置有用于放置工件9的弧形槽61，所述外圆磨削工装还包括可分别从两端插入工件9内圆中的第一固定管7和第二固定管8，且所述第二固定管8的一端插入至第一固定管7内，且所述第一固定管7和第二固定管8两端的顶心孔中心位于同一轴线E，且该轴线与工件9内圆的中心轴线F之间的距离即为该外圆91的偏心距离；在对工件9的外圆进行加工前，将工件放置在弧形槽61中，其中，所述弧形槽61内设置有用于卡入所述工件9中的凸块62，将凸块62卡入工件中后完成初步定位，再利用第一固定管7和第二固定管8从工件的两端插入其内圆中，其中，第一固定管7和第二固定管8的两端端面底部为水平状，截面成D字型，在插入过程中，第一固定管7和第二固定管8的端面底部的水平面贴合底座的上表面，保证水平插入，且所述第一固定管7和第二固定管8的外表面设置有锥度，保证插入进去后，能够完全将工件定位，固定完成后，将第一固定管和第二固定管连同工件从底座上取下，采用顶心磨对工件两端的两段外圆进行磨削加工，由于加工时，顶心磨顶住第一固定管7和第二固定管8的顶心孔进行加工，而顶心孔的轴线E与工件内圆的中心轴线F之间为偏心设计，偏心距离即为待加工外圆91的偏心距离，从而能够实现对工件外圆的偏心加工。
所述内圆车削工装包括中心开孔的圆盘1，所述圆盘1的表面设置有三组可向开孔中心方向移动的推块2，所述推块2靠近所述开孔的一端表面固定设置有偏心夹块3，且所述三组推块2上的偏心夹块3拼接在一起后其中心形成一个用于夹持工件的圆，且该圆的圆心与所述圆盘1开孔的圆心之间的距离为待加工工件内圆的偏心距。
将待加工的工件通过三个偏心夹块3夹紧后，将圆盘1固定到车削设备上，对工件的内圆进行车削加工，由于三个偏心夹块3内壁组成的圆心的轴线B与圆盘1中心开孔的圆心轴线A之间的距离H即为待加工内圆的偏心距，因此车削后的工件内圆为偏心结构，且偏心距为H。
其中一块偏心夹块3上设置有定位块4，所述定位块4的表面设置有用于卡入工件中的定位凸起，在工件固定过程中，利用定位凸起卡入工件的凹槽内，使其不会轴向转动，便于提高加工精度。本实施例中，固定有定位块4的偏心夹块3的表面设置有截面为T型的卡槽22，所述定位块4卡装在所述卡槽22内，且所述定位凸起伸出至所述卡槽22外，所述定位块4和所述偏心夹块3之间还设置有弹簧5。由于工件的尺寸存在一定的差异，通过在定位块4与偏心夹块3之间设置弹簧5，可以根据工件的大小，调节定位块4相对偏心夹块3的位置，使定位凸起能够顺利的卡入大小不同的工件的凹槽中，提高了设备的通用性。
所述圆盘1沿其周线等间距设置有三条滑槽11，所述推块2对应设置在所述滑槽11内，且所述推块2上设置有螺钉孔21，当推块2被移动至需要的位置后，通过在螺钉孔21中插入螺钉销将其与滑槽11固定，保证对工件的夹紧度。其中，所述滑槽11的上表面设置有锯齿，且所述推块2的下表面为可与所述锯齿啮合的锯齿面，用以保证推块2与滑槽11紧密联接，从而确保整个夹爪结构对产品夹持固定时的稳定性。
所述滑槽11的截面为T型结构，所述推块2的底部设置有卡入所述滑槽11内的T型凸块，便于推块2在滑槽11内的水平移动。
本发明还公开了一种汽车发动机用偏心轮的加工工艺，其特征在于：包括如下步骤：
（1）粗磨外圆，将待加工的工件放置到底座的槽中，利用凸块将其进行位置的初步定位，再将第一固定管和第二固定管从工件内圆的两端插入，并且在插入的过程中，端面底部的水平面贴合底座的上表面，固定完成后，将第一固定管和第二固定管连同工件从底座上取下，采用顶心磨对工件两端的两段外圆进行磨削加工，直径留双边余量0.28mm，保证真圆度0.001mm以内；
（2）精车内孔，以上述磨削后的两段外圆为基准，通过内圆车削工装的偏心夹块定向夹持，
采用CNC数控车床对工件的柱形偏心内孔进行精密车削加工，孔径留双边余量0.01mm～0.02mm，保证粗糙度Ra0.8～Ra1.0，柱面度0.002mm以内，中心距精度±0.02mm以内；
（3）精磨内孔，将上述精车削后的内孔使用珩磨机用微小切削的方式，将内孔尺寸加工到位，且内孔的大小差异控制在0.003mm以内，表面粗糙度Ra0.4以内；
（4）精磨外圆，以上述精磨后的内孔为基准，通过外圆磨削工装定向装夹，再次采用顶心磨对粗磨过的两段外圆进行精密磨削加工，将外径尺寸控制到位，并保证内孔与外圆的中心轴线平行度，且中心距精度±0.007mm以内。
所述步骤（2）中，在安装偏心夹块以定向夹持工件前，先通过推块夹持标准圆棒后进行转动，利用千分表对标准圆棒的外圆跳动值进行测算，来进行推块重复夹持精度的校正，校正完成后，再将偏心夹块安装固定到对应的推块上，以保证加工的精度。
综上所述，本发明提供的一种汽车发动机用偏心轮的加工装置及其加工工艺，通过外圆磨削工装和内圆车削工装能够实现对偏心轮外圆和内圆的精密加工，使偏心轮实现高精度、低成本、批量化生产。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界。
Claims (9)
1.一种汽车发动机用偏心轮的加工装置，其特征在于：包括外圆磨削工装和内圆车削工装，其中，
所述外圆磨削工装包括底座（6），所述底座（6）的中间位置设置有用于放置工件（9）的弧形槽（61），所述外圆磨削工装还包括可分别从两端插入工件（9）内圆中的第一固定管（7）和第二固定管（8），且所述第二固定管（8）的一端插入至第一固定管（7）内，且所述第一固定管（7）和第二固定管（8）两端的顶心孔中心位于同一轴线，且该轴线与工件（9）内圆的中心轴线之间的距离即为该外圆（91）的偏心距离；
所述内圆车削工装包括中心开孔的圆盘（1），所述圆盘（1）的表面设置有三组可向开孔中心方向移动的推块（2），所述推块（2）靠近所述开孔的一端表面固定设置有偏心夹块（3），且所述三组推块（2）上的偏心夹块（3）拼接在一起后其中心形成一个用于夹持工件的圆，且该圆的圆心与所述圆盘（1）开孔的圆心之间的距离为待加工工件内圆的偏心距。
2.根据权利要求1所述的一种汽车发动机用偏心轮的加工装置，其特征在于：所述第一固定管（7）和第二固定管（8）的两端端面底部为水平状，截面成D字型，且所述第一固定管（7）和第二固定管（8）的外表面设置有锥度。
3.根据权利要求1所述的一种汽车发动机用偏心轮的加工装置，其特征在于：所述弧形槽（61）内设置有用于卡入所述工件（9）中的凸块（62），且其中一块偏心夹块（3）上设置有定位块（4），所述定位块（4）的表面设置有用于卡入工件中的定位凸起。
4.根据权利要求3所述的一种汽车发动机用偏心轮的加工装置，其特征在于：固定有定位块（4）的偏心夹块（3）的表面设置有截面为T型的卡槽（22），所述定位块（4）卡装在所述卡槽（22）内，且所述定位凸起伸出至所述卡槽（22）外，所述定位块（4）和所述偏心夹块（3）之间还设置有弹簧（5）。
5.根据权利要求1所述的一种汽车发动机用偏心轮的加工装置，其特征在于：所述圆盘（1）沿其周线等间距设置有三条滑槽（11），所述推块（2）对应设置在所述滑槽（11）内，且所述推块（2）上设置有螺钉孔（21）。
6.根据权利要求5所述的一种汽车发动机用偏心轮的加工装置，其特征在于：所述滑槽（11）的上表面设置有锯齿，所述推块（2）的下表面为可与所述锯齿啮合的锯齿面。
7.根据权利要求5所述的一种汽车发动机用偏心轮的加工装置，其特征在于：所述滑槽（11）的截面为T型结构，所述推块（2）的底部设置有卡入所述滑槽（11）内的T型凸块。
8.根据权利要求1-7中任意一项所述的汽车发动机用偏心轮的加工装置的加工工艺，其特征在于：包括如下步骤：
（1）粗磨外圆，将待加工的工件放置到底座的槽中，利用凸块将其进行位置的初步定位，再将第一固定管和第二固定管从工件内圆的两端插入，并且在插入的过程中，端面底部的水平面贴合底座的上表面，固定完成后，将第一固定管和第二固定管连同工件从底座上取下，采用顶心磨对工件两端的两段外圆进行磨削加工；
（2）精车内孔，以上述磨削后的两段外圆为基准，通过内圆车削工装的偏心夹块定向夹持，
采用CNC数控车床对工件的柱形偏心内孔进行精密车削加工；
（3）精磨内孔，将上述精车削后的内孔使用珩磨机用微小切削的方式，将内孔尺寸加工到位；（4）精磨外圆，以上述精磨后的内孔为基准，通过外圆磨削工装定向装夹，再次采用顶心磨对粗磨过的两段外圆进行精密磨削加工，将外径尺寸控制到位，并保证内孔与外圆的中心轴线平行度与距离精度。
9.根据权利要求8所述的一种汽车发送机用偏心轮的加工工艺，其特征在于：所述步骤（2）中，在安装偏心夹块以定向夹持工件前，先通过推块夹持标准圆棒后进行转动，利用千分表对标准圆棒的外圆跳动值进行测算，来进行推块重复夹持精度的校正，校正完成后，再将偏心夹块安装固定到对应的推块上。
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