CN108788843B - 用于船用柴油机连杆加工的定位装夹装置 - Google Patents

Abstract

一种用于船用柴油机连杆加工的定位装夹装置，包括厚端底板、薄端底板、三个液压推靠装置、三个可调定位靠山、厚端组合式等高垫块、薄端组合式等高垫块、蓄能器和液压站；其中，厚端底板和薄端底板固定在机床工作台上，厚端组合式等高垫块和薄端组合式等高垫块分别设置于厚端底板和薄端底板之上且垫置于连杆之下；可调定位靠山抵靠于连杆的外侧以对该连杆进行定位，液压推靠装置固定在薄端底板上且抵靠于连杆的外侧，且在液压油的驱动下夹紧连杆；蓄能器具有保压功能，液压站通过蓄能器与液压推靠装置连接；液压推靠装置及可调定位靠山将工件定位和夹紧，并利用蓄能器持续保持液压压力，保证连杆在加工中的稳定性。本发明实现了工件的自动定位及液压夹紧，可靠性高，省时省力，提高了效率，压紧力稳定可控。

Description

用于船用柴油机连杆加工的定位装夹装置

技术领域

本发明涉及一种机械加工工艺装备，具体涉及一种用于船用柴油机连杆加工的定位装夹装置，属于机械加工技术领域。

背景技术

连杆是船用柴油机的重要的大型零部件，单个零件重量能达到5吨，长度达到4米，其一端与十字头销相连，另一端与曲轴相连，是柴油机的一个重要运动部件。请参阅图1，连杆2的毛坯多为锻造件，毛坯经过粗加工后，整体为两头大中间小且直径不等的圆柱型结构，其连杆厚端11包括厚端外圆40，连杆薄端12包括薄端外圆41和薄端肩胛平面42，连杆2的杆身需要加工成杆身平面43，该道工序通常在龙门铣上完成，而且是占用连杆加工工时最多的部分。

按照现有的技术，在龙门铣上加工连杆2杆身平面43的装夹方法是使用压板螺丝来装夹，请参阅图2和图3，首先根据连杆厚端11与连杆薄端12的高低差值，选择高度合适的厚端等高垫块9和薄端等高垫块10放置于机床工作台1上，两等高垫块的高低差与连杆厚端11与连杆薄端12的高低差相等，不同机型的连杆2需要使用不同的等高垫；然后将连杆2水平放置于厚端等高垫块9和薄端等高垫块10上，再如图2所示，布置压板3搭压的位置，压板3的前端分别搭压在连杆厚端11和连杆薄端12的上平面上，搭压处放置垫片8以防止压板3的压力损伤工件，压板3的后端使用可调支撑4将压板3垫至后端比前端稍高约成2～3°倾角的位置，然后压紧螺栓5底部卡在机床工作台1的T型槽内，头部从压板3中穿出，略高于压板3的上平面，再使用垫圈6及压紧螺母7在压板3上方，通过旋紧压紧螺母7来压紧工件。

根据目前大型机床工作台面的尺寸情况，通常使用M24、M27等规格的压紧螺栓5，根据受力计算，使用M24螺栓压紧扭矩需要700NM，M27螺栓压紧扭矩需要900NM，如果使用人力来操作，就非常耗费体力；再者连杆2在龙门铣上加工需要多次上、下车，并且由于切削力大，工件完全靠操作人员人力将其压紧，防止工件加工过程中逃逸，会因为压紧力不足而导致质量问题；此外在连杆的加工过程中，需要操作人员多次拆、装工件，费时费力，效率低下且存在安全隐患。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺陷，提供一种用于船用柴油机连杆加工的定位装夹装置，采用液压自动定位装夹，在连杆加工过程中不再需要操作人员通过人力来装夹、校调，而是通过液压开关自动定位并夹紧工件，且工装带有保压装置，始终保证液压夹紧的可靠性。

本发明解决其技术问题的技术方案如下：

一种用于船用柴油机连杆加工的定位装夹装置，安装于机床工作台上，其特征在于：所述定位装夹装置包括厚端底板、薄端底板、三个液压推靠装置、三个可调定位靠山、厚端组合式等高垫块、薄端组合式等高垫块、蓄能器和液压站；

所述厚端底板和薄端底板固定在所述机床工作台上，该薄端底板内部设有输送液压油的内置油孔，所述厚端组合式等高垫块和薄端组合式等高垫块分别设置于所述厚端底板之上和薄端底板之上，并且垫置于所述连杆之下；三个所述可调定位靠山抵靠于所述连杆的外侧以对该连杆进行定位，其中两个可调定位靠山固定在所述厚端底板上，另一个固定在所述薄端底板上；三个所述液压推靠装置固定在所述薄端底板上，并且抵靠于所述连杆的外侧，该液压推靠装置与所述薄端底板的内置油孔连通且在液压油的驱动下夹紧所述连杆；所述蓄能器具有保压功能，安装在所述薄端底板的侧边，与所述内置油孔连通；所述液压站通过蓄能器连接该内置油孔，并进而分别与三个所述液压推靠装置连接；

所述液压推靠装置及可调定位靠山将工件定位和夹紧，并利用所述蓄能器持续保持液压压力，保证所述连杆在加工中的稳定性。

作为进一步改进，所述的可调定位靠山包括可调定位靠山支架本体、调整螺栓和可调定位靠山铜支撑块，所述可调定位靠山支架本体的下部与所述厚端底板或薄端底板固定连接，所述调整螺栓通过螺纹连接于该可调定位靠山支架本体的上部，所述可调定位靠山铜支撑块固定连接于所述调整螺栓的头部且与所述连杆接触。

作为进一步改进，所述的液压推靠装置包括推靠装置支架本体、液压缸、液压缸压块和推靠装置铜支撑块；所述推靠装置支架本体的下部与所述薄端底板固定连接，所述液压缸设置于该推靠装置支架本体上部的通孔中，所述液压缸压块固定连接于所述推靠装置支架本体上且将所述液压缸压固于该推靠装置支架本体中，所述推靠装置铜支撑块固定连接于所述液压缸的头部且与所述连杆接触，所述液压缸的后部通过液压油管和快插式接头与所述内置油孔连通，所述推靠装置铜支撑块在所述液压缸的推动下压紧所述连杆。

作为进一步改进，所述的液压缸的本体上设有台肩，前部设有螺纹盲孔，所述推靠装置铜支撑块通过内六角螺栓和该螺纹盲孔固定于所述液压缸上；所述液压缸压块设有中心孔，所述液压缸穿过该中心孔，所述液压缸压块利用所述台肩将所述液压缸固定在所述推靠装置支架本体中。

作为进一步改进，所述的厚端组合式等高垫块和薄端组合式等高垫块均由若干垫块叠加而成，叠加后的具体高度根据所述连杆的厚端与薄端之间的高低差值确定。

与传统的柴油机连杆装夹相比，本发明具有下列优点：

1、现有技术都是靠手动操作来夹紧工件，而本发明实现了液压自动装夹，作业效率远远高于人工手动装夹，并且大幅减轻了操作人员的劳动强度。

2、采用手动装夹工件，工件位置不固定，每个工件需要单独设定加工零位，才能开始加工；而采用本发明实现了同一台机批量工件固定位置加工，加工前只需要对零位稍作确认即可开始加工，加工效率更高。

3、不同机型连杆的长度及厚端、薄端的高度都不一样，而本发明的底板可以移动，同时采用组合式垫块，所以能够在长度及高度方向进行调整，从而使得同一套装置能够满足多种机型连杆的加工，减少了装夹工装的种类。

4、现有技术通过人力来装夹，压紧力与搭压的位置及力矩有关，但是很难做到标准化及定量，而本发明因为夹紧工件的位置固定，液压压力是设定好的，蓄能器具有液压压力的保压功能，因此作用在工件上的压紧力稳定并可控。

总之，所述用于船用柴油机连杆加工的定位装夹装置能够实现在龙门铣床加工连杆杆身时工件的自动定位及液压夹紧，且带有保压及防错装置，可靠性高，省时省力，提高了整体加工效率。

附图说明

图1是连杆的结构示意图。

图2是采用现有技术的连杆装夹示意图.

图3是图2的俯视图。

图4是本发明的结构示意图。

图5是图4的俯视图。

图6是厚端底板的示意图。

图7是薄端底板的示意图。

图8是可调定位靠山的示意图。

图9是可调定位靠山支架本体的示意图。

图10是图9的左视图。

图11是调整螺栓的示意图。

图12是可调定位靠山铜支撑块的示意图。

图13是液压推靠装置的示意图。

图14是图13的左视图。

图15是图13的A-A剖视图。

图16是液压推靠装置支架本体的示意图。

图17是液压缸的剖视图。

图18是液压缸压块的示意图。

图19是图18的左视图。

图20是本发明的使用状态图。

图21是图20的俯视图。

图中，1—机床工作台，2—连杆，3—压板，4—可调支撑，5—压紧螺栓，6—垫圈，7—压紧螺母，8—垫片，9—厚端等高垫块，10—薄端等高垫块，11—连杆厚端，12—连杆薄端，13—厚端底板，14—薄端底板，15—液压推靠装置，16—可调定位靠山，17—底板固定螺栓，18—固定螺栓，19—蓄能器，20—外接液压油管，21—液压站，22—厚端组合式等高垫块，23—薄端组合式等高垫块，24—快插式接头，25—液压油管，26—液压缸，261—螺纹盲孔，262—台肩，27—液压缸压块，271—中心孔，28—推靠装置支架本体，281—通孔，29—推靠装置铜支撑块，30—内六角螺栓，31—内六角螺栓，32—调整螺栓，321—螺纹盲孔，33—可调定位靠山支架本体，331—螺纹通孔，34—可调定位靠山铜支撑块，35—内六角螺栓，36—底板紧固孔，37—紧固孔，38—内置油孔，39—底板起吊螺孔，40—厚端外圆，41—薄端外圆，42—薄端肩胛平面，43—杆身平面。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作详细的说明，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。凡依据本说明书的内容所做的等效变化及修改，都属于本发明要求保护的范围。

所述用于船用柴油机连杆加工的定位装夹装置安装于机床工作台1上，其根据车床加工后的连杆外形进行设计，该定位装夹装置依照零件上道工序的加工设置有多处定位部件、多处液压推靠部件以及多处辅助支撑部件，并带有保压装置，还可以根据零件型号的不同实现灵活调节，保证适用于多种规格的零件。

请参阅图4和图5，图示定位夹紧装置包括厚端底板13、薄端底板14、三个液压推靠装置15、三个可调定位靠山16、厚端组合式等高垫块22、薄端组合式等高垫块23、蓄能器19和液压站21。

请参阅图6，所述厚端底板13为一板状构件，通过底板固定螺栓17和底板紧固孔36固定在所述机床工作台1上，该厚端底板13上设置有用于起吊的底板起吊螺孔39和用于安装的紧固孔37。

请参阅图7，所述薄端底板14同样为一板状构件，通过底板固定螺栓17和底板紧固孔36固定在所述机床工作台1上，该薄端底板14上设置有用于起吊的底板起吊螺孔39和用于安装的紧固孔37，所述薄端底板14内部设有输送液压油的内置油孔38。

所述厚端组合式等高垫块22搁置于所述厚端底板13之上，并且垫置于所述连杆厚端11之下，所述薄端组合式等高垫块23搁置于所述薄端底板14之上，并且垫置于所述连杆薄端12之下。该厚端组合式等高垫块22和薄端组合式等高垫块23均由若干垫块叠加而成，叠加后的具体高度根据连杆厚端11与连杆薄端12的高低差值确定。

所述三个可调定位靠山16中的两个通过固定螺栓18和紧固孔37固定在所述厚端底板13上，并且从两侧抵靠所述连杆2的厚端外圆40的外侧，以对该连杆2的连杆厚端11进行定位。所述三个可调定位靠山16中的另一个通过固定螺栓18和紧固孔37固定在所述薄端底板14上，并且抵靠于所述连杆2的薄端外圆41的一侧，以对该连杆2的连杆薄端12进行定位。

请参阅图8，所述可调定位靠山16包括可调定位靠山支架本体33、调整螺栓32和可调定位靠山铜支撑块34。请参阅图9和图10，所述可调定位靠山支架本体33的下部与所述厚端底板13或薄端底板14固定连接，上部设有水平的螺纹通孔331，所述调整螺栓32通过螺纹连接于该螺纹通孔331中，请参阅图11，该调整螺栓32的头部设有螺纹盲孔321，所述可调定位靠山铜支撑块34通过内六角螺栓35和该螺纹盲孔321固定连接于所述调整螺栓32的头部且与所述连杆2接触。

所述三个液压推靠装置15根据不同机型连杆的标识，利用固定螺栓18和紧固孔37固定在所述薄端底板14上，并且抵靠于所述连杆2的连杆薄端12的外侧，以对该连杆2进行夹紧。其中一个液压推靠装置15抵靠所述薄端外圆41的另一侧且与所述可调定位靠山16相对，另二个液压推靠装置15抵靠在所述连杆2的薄端肩胛平面42上。

请参阅图13、图14和图15，所述液压推靠装置15包括推靠装置支架本体28、液压缸26、液压缸压块27和推靠装置铜支撑块29。请参阅图16，所述推靠装置支架本体28的下部与所述薄端底板14固定连接，上部设有水平的通孔281。请参阅图17，所述液压缸26的本体上设有台肩262，前部设有螺纹盲孔261，所述推靠装置铜支撑块29通过内六角螺栓30和该螺纹盲孔261固定连接于所述液压缸26的头部且与所述连杆2的连杆薄端12接触。请参阅图18和图19，所述液压缸压块27设有中心孔271，所述液压缸26穿过该中心孔271，所述液压缸压块27通过内六角螺栓31固定连接于所述推靠装置支架本体28上，并且利用所述台肩262将所述液压缸26压固于所述推靠装置支架本体28上。所述液压缸26的后部通过液压油管25和快插式接头24与所述薄端底板14的内置油孔38连通(见图4)，该液压缸26在液压油的驱动下，推动所述推靠装置铜支撑块29压紧所述连杆薄端12以夹紧所述连杆2。

请参阅图5，所述蓄能器19具有保压功能，安装在所述薄端底板14的侧边，与所述内置油孔38连通；所述液压站21的压力是预先设定好的，其通过外接液压油管20和蓄能器19连接该内置油孔38，并进而分别与所述三个液压推靠装置15的液压缸26连接。

请参阅图20和图21，本发明所述定位装夹装置的工作过程如下：

1：首先利用起吊螺孔39将厚端底板13及薄端底板14起吊至机床工作台1上，并根据连杆2的长度，再利用底板固定螺栓17固定好厚端底板13和薄端底板14；3个液压推靠装置15及3个可调定位靠山16根据不同机型的标识，利用固定螺栓18分别固定在厚端底板13和薄端底板14上，在两块底板上根据机型合理布置厚端组合式等高垫块22和薄端组合式等高垫块23；将连杆2水平吊运至两组合式等高垫块上放置；将3个可调定位靠山16和3个液压推靠装置15分别安装在厚端底板13和薄端底板14上，液压推靠装置15通过液压油管25及快插式接头24与内置油孔38联通，蓄能器19安装在薄端底板14侧边，与内置油孔38联通；再通过外接液压油管20将蓄能器19与液压站21连接。

2：将三个可调定位靠山16的调整螺栓32旋到最底部标准位置，启动连杆2的薄端外圆41处的液压推靠装置15，将连杆2的连杆薄端12推靠至与另一侧的可调定位靠山16接触，再卸掉液压缸26的压力；以上操作的主要原理是，连杆厚端外圆40处的两个可调定位靠山16的中心线距离薄端外圆41处的可调定位靠山16的距离，等于薄端外圆41的半径，以上操作后，连杆2即被推靠至与机床X轴水平方向放置。

3：启动连杆2的薄端肩胛平面42处的液压推靠装置15，利用液压缸26将连杆2沿机床X方向顶紧，到达指定压力后，拔掉外接液压油管20，利用蓄能器19实现连杆2沿X方向的定位装夹。

4：再启动薄端外圆41处的液压推靠装置15，沿Y方向顶紧连杆2，到达指定压力后，拔掉外接液压油管20，利用蓄能器19实现连杆2沿Y方向的定位装夹。

后续加工过程中，利用X、Y向的液压推靠装置15及可调定位靠山16将工件夹紧，并利用蓄能器19保证液压压力，保证在加工连杆2的杆身平面43过程中的稳定性。

本发明要求的保护范围不仅限于上述实施例，也应包括其他对此发明显而易见的变换和替代方案。

Claims (5)

1.一种用于船用柴油机连杆加工的定位装夹装置，安装于机床工作台上，其特征在于：所述定位装夹装置包括厚端底板、薄端底板、三个液压推靠装置、三个可调定位靠山、厚端组合式等高垫块、薄端组合式等高垫块、蓄能器和液压站；

所述厚端底板和薄端底板固定在所述机床工作台上，该薄端底板内部设有输送液压油的内置油孔，所述厚端组合式等高垫块和薄端组合式等高垫块分别设置于所述厚端底板之上和薄端底板之上，并且垫置于所述连杆之下；三个所述可调定位靠山抵靠于所述连杆的外侧以对该连杆进行定位，其中两个可调定位靠山固定在所述厚端底板上，另一个固定在所述薄端底板上；三个所述液压推靠装置固定在所述薄端底板上，并且抵靠于所述连杆的外侧，该液压推靠装置与所述薄端底板的内置油孔连通且在液压油的驱动下夹紧所述连杆；所述蓄能器具有保压功能，安装在所述薄端底板的侧边，与所述内置油孔连通；所述液压站通过蓄能器连接该内置油孔，并进而分别与三个所述液压推靠装置连接；

所述液压推靠装置及可调定位靠山将工件定位和夹紧，并利用所述蓄能器持续保持液压压力，保证所述连杆在加工中的稳定性。

2.如权利要求1所述的用于船用柴油机连杆加工的定位装夹装置，其特征在于：所述的可调定位靠山包括可调定位靠山支架本体、调整螺栓和可调定位靠山铜支撑块，所述可调定位靠山支架本体的下部与所述厚端底板或薄端底板固定连接，所述调整螺栓通过螺纹连接于该可调定位靠山支架本体的上部，所述可调定位靠山铜支撑块固定连接于所述调整螺栓的头部且与所述连杆接触。

3.如权利要求1所述的用于船用柴油机连杆加工的定位装夹装置，其特征在于：所述的液压推靠装置包括推靠装置支架本体、液压缸、液压缸压块和推靠装置铜支撑块；所述推靠装置支架本体的下部与所述薄端底板固定连接，所述液压缸设置于该推靠装置支架本体上部的通孔中，所述液压缸压块固定连接于所述推靠装置支架本体上且将所述液压缸压固于该推靠装置支架本体中，所述推靠装置铜支撑块固定连接于所述液压缸的头部且与所述连杆接触，所述液压缸的后部通过液压油管和快插式接头与所述内置油孔连通，所述推靠装置铜支撑块在所述液压缸的推动下压紧所述连杆。

4.如权利要求3所述的用于船用柴油机连杆加工的定位装夹装置，其特征在于：所述的液压缸的本体上设有台肩，前部设有螺纹盲孔，所述推靠装置铜支撑块通过内六角螺栓和该螺纹盲孔固定于所述液压缸上；所述液压缸压块设有中心孔，所述液压缸穿过该中心孔，所述液压缸压块利用所述台肩将所述液压缸固定在所述推靠装置支架本体中。

5.如权利要求1所述的用于船用柴油机连杆加工的定位装夹装置，其特征在于：所述的厚端组合式等高垫块和薄端组合式等高垫块均由若干垫块叠加而成，叠加后的具体高度根据所述连杆的厚端与薄端之间的高低差值确定。

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