CN108838881A - 一种相位角度微调的偏心轮磨削夹具 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种相位角度微调的偏心轮磨削夹具，其包括：支撑机构、定位机构和机床拨杆槽调整机构；支撑机构上布置待磨削的凸轮轴；定位机构设置在支撑机构上，用于对凸轮轴进行定位；机床拨杆槽调整机构设置在支撑机构侧部，用于微量调整磨削凸轮或偏心轮的相位角度。本发明采用以固定键定向、V形定位、轴颈夹紧的方式，安全可靠，质量可控，满足了批量生产要求；设计了调整机构，达到了相位角度微调目的，进一步提高了燃油喷射系统的工作可靠性；装置通用化，能满足多品种凸轮轴的偏心轮和凸轮的磨削需求；操作方便、装夹快捷，完全消除了人为因素易造成的质量隐患。
Description
技术领域
本发明属于偏心轮加工技术领域，涉及一种相位角度微调的偏心轮磨削夹具。
背景技术
新型发动机凸轮轴结构设计增加了偏心轮，其目的是通过偏心轮给输油泵定时供油。如果偏心轮出现质量问题，将造成输油泵工作性能受阻，严重影响到燃油喷射系统工作的可靠性。为此，凸轮轴的偏心轮加工质量至关重要。凸轮轴偏心轮设计见图1，01为凸轮，02为偏心轮，偏心轮02直径为52mm且中心与凸轮01中心的偏心距为6mm、偏移角度为30°。原加工方案是以工作轴颈定位，锥体处键槽定向装夹凸轮轴，凸轮轴键槽安装定位键，与本体联接，工作轴颈采用半圆头螺钉压紧，然后将其装夹在机床上，将前后顶尖顶入凸轮轴前后中心孔中，机床拨杆插入本体下端槽带动旋转进行磨削偏心轮，方案见图2。
原技术方案图2的主要技术缺陷是：
1、顶部夹紧螺钉03与零件轴颈直接接触，压紧力很难控制，容易使轴颈处产生凹坑，影响轴颈的表面质量和配合精度。
2、由于夹头键槽是通槽，装夹时是手动夹紧，当机床旋转或产生振动时易使本体04顺着键槽滑移，造成顶部夹紧螺钉03与轴颈之间产生滑痕；同时在加工过程中本体滑出还存在不安全因素。
3、由于本体的槽形与机床拨杆是直接接触的，所有配合间隙较小，反复装夹容易使夹头定位槽05磨损，间隙增大，导致零件凸轮对键槽的相位角度超差，影响了燃油喷射系统工作可靠性；而且间隙磨损较大后，磨削时容易使偏心轮表面因机床振动而产生振纹，造成废品。
发明内容
(一)发明目的
本发明的目的是：提供一种以键定向、V形定位、且能够微调相位角度结构的保证质量和安全的磨削夹具，且同时能够兼顾凸轮轴的凸轮和偏心轮磨削，满足批量生产要求，进一步提高燃油喷射系统的质量和工作可靠性。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供一种相位角度微调的偏心轮磨削夹具，其包括：支撑机构、定位机构和机床拨杆槽调整机构；支撑机构上布置待磨削的凸轮轴；定位机构设置在支撑机构上，用于对凸轮轴进行定位；机床拨杆槽调整机构设置在支撑机构侧部，用于微量调整磨削凸轮或偏心轮的相位角度。
其中，所述支撑机构包括基座和设置在基座上的V形部，V形部上支撑待磨削的凸轮轴。
其中，所述基座上还设置有半圆键3，半圆键3通过固定螺钉2设置在V形部前端，用于对凸轮轴键槽实现定向。
其中，所述V形部包括两个梯型部，每个梯型部包括斜面部和平台部，两个斜面部相对布置，以形成V形支撑。
其中，两个所述梯型部之间留有间隙，半圆键3的位置与间隙正对。
其中，所述定位机构包括：固定支承5、第一轴6、压板8、夹紧支承9和第二轴10；固定支承5一端固定在V形部的一个平台部上，另一端通过第一轴6连接压板8的一端；夹紧支承9一端通过第二轴10安装在V形部的另一个平台部上，另一端可拆卸地与压板8的另一端连接。
其中，所述固定支承5一端通过螺纹拧入V形部的一个平台部上，通过调整固定支承5拧入平台部的深度，调整压板8的高度，以达到V形定位不同轴颈尺寸，满足多品种凸轮轴的磨削。
其中，所述V形部的一个平台部上还设置有压紧螺母，用于在固定支承5拧入该平台部到位之后，通过压紧螺母对固定支承5压紧。
其中，所述压板8的另一端设有开槽，夹紧支承9的另一端与开槽相配合，夹紧支承9另一端的顶部设置锁紧螺母7，用于对夹紧支承9的另一端锁紧。
其中，所述机床拨杆槽调整机构包括：槽柄1，有两个，分别安装在基座两侧且位于平台部下方，两个槽柄1之间形成机床拨杆槽；调整螺钉4，有两个，分别安装在对应的槽柄1上，调整两个调整螺钉4，微量调整磨削凸轮或偏心轮的相位角度。
(三)有益效果
上述技术方案所提供的相位角度微调的偏心轮磨削夹具，采用以固定键定向、V形定位、轴颈夹紧的方式，安全可靠，质量可控，满足了批量生产要求；设计了调整机构，达到了相位角度微调目的，进一步提高了燃油喷射系统的工作可靠性；装置通用化，能满足多品种凸轮轴的偏心轮和凸轮的磨削需求；操作方便、装夹快捷，完全消除了人为因素易造成的质量隐患。
附图说明
图1为现有技术中凸轮轴偏心轮结构示意图。
图2为现有技术中凸轮轴偏心轮加工示意图。其中，II图为I图的左视图。
图3为本发明实施例磨削夹具的结构示意图。
图4为图3的左视图。
图中，1-槽柄；2-固定螺钉；3-半圆键；4-调整螺钉；5-固定支承；6-第一轴；7-锁紧螺母；8-压板；9-夹紧支承；10-第二轴。
具体实施方式
为使本发明的目的、内容和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
参照图3和图4所示，本实施例磨削夹具包括：支撑机构、定位机构和机床拨杆槽调整机构；支撑机构上布置待磨削的凸轮轴；定位机构设置在支撑机构上，用于对凸轮轴进行定位；机床拨杆槽调整机构设置在支撑机构侧部，用于微量调整磨削凸轮或偏心轮的相位角度。
其中，支撑机构包括基座和设置在基座上的V形部，V形部上支撑待磨削的凸轮轴。基座上还设置有半圆键3，半圆键3通过固定螺钉2设置在V形部前端，用于对凸轮轴键槽实现定向，避免凸轮轴的滑移现象，为加工质量提供保障。
V形部包括两个梯型部，每个梯型部包括斜面部和平台部，两个斜面部相对布置，以形成V形支撑。同时，两个梯型部之间留有间隙，半圆键3的位置与间隙正对。
定位机构包括：固定支承5、第一轴6、压板8、夹紧支承9和第二轴10；固定支承5一端固定在V形部的一个平台部上，另一端通过第一轴6连接压板8的一端；夹紧支承9一端通过第二轴10安装在V形部的另一个平台部上，另一端可拆卸地与压板8的另一端连接。
其中，固定支承5一端通过螺纹拧入V形部的一个平台部上，通过调整固定支承5拧入平台部的深度，可以相应地调整压板8的高度，以达到V形定位不同轴颈尺寸，满足多品种凸轮轴的磨削。相应地，V形部的一个平台部上还设置有压紧螺母，用于在固定支承5拧入该平台部到位之后，通过压紧螺母对固定支承5压紧，避免不稳定。
进一步地，压板8的另一端设有开槽，夹紧支承9的另一端与开槽相配合，夹紧支承9另一端的顶部设置锁紧螺母7，用于对夹紧支承9的另一端锁紧；开槽结构的设置，实现了装置的快速定位并夹紧。
机床拨杆槽调整机构包括：槽柄1，有两个，分别安装在基座两侧且位于平台部下方，两个槽柄1之间形成机床拨杆槽；调整螺钉4，有两个，分别安装在对应的槽柄1上，调整两个调整螺钉4，能够微量调整磨削凸轮或偏心轮的相位角度，保证了零件磨削质量，满足批量生产要求。
上述磨削夹具的具体的操作步骤如下：
1)清除凸轮轴键槽边棱的毛刺，并将轴颈和键槽清洗干净、吹干；
2)打开装置的压板8，将凸轮轴键槽安装在装置的半圆键3上，同时轴颈支承在装置的V形部上。
3)将压板8与夹紧支承9连接，并用扳手将螺母7拧紧。
4)将带有夹具的凸轮轴安装到机床的两个顶尖上，并把机床拨杆插入夹具的机床拨杆槽中。
5)用手来回转动凸轮轴，调整机床拨杆与机床拨杆槽的两侧两个调整螺钉4的间隙，保证调整螺钉4与拨杆之间间隙0.1～0.15mm，最后将两个调整螺钉4分部拧紧固定。
6)开动机床进行磨削偏心轮或凸轮。
由以上技术方案可以看出，本发明有以下显著特点：
1、采用以固定键定向、V形定位、轴颈夹紧的方式，安全可靠，质量可控，满足了批量生产要求。
2、设计了调整机构，达到了相位角度微调目的，进一步提高了燃油喷射系统的工作可靠性。
3、装置通用化，能满足多品种凸轮轴的偏心轮和凸轮的磨削需求。
4、操作方便、装夹快捷，完全消除了人为因素易造成的质量隐患。
本夹具的通用化设计，不但能满足偏心轮的精密磨削，而且能满足现有多品种凸轮轴的凸轮磨削，同时操作方便、简单、快捷。取得了非常好的社会效益和经济效益：
1、实现了凸轮轴偏心轮和凸轮的磨削，保证了各品种凸轮轴的磨削质量，提高了燃油喷射系统工作可靠性，消除了质量隐患。
2、操作简单、装夹快捷，生产效率提高了20％。
3、凸轮轴废品率降低了约10％，几乎为零。采用此装置磨削各品种凸轮轴3000多件，减少废品损失费用约54万元(3000×1800(凸轮轴价格)×10％)。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种相位角度微调的偏心轮磨削夹具，其特征在于，包括：支撑机构、定位机构和机床拨杆槽调整机构；支撑机构上布置待磨削的凸轮轴；定位机构设置在支撑机构上，用于对凸轮轴进行定位；机床拨杆槽调整机构设置在支撑机构侧部，用于微量调整磨削凸轮或偏心轮的相位角度。
2.如权利要求1所述的相位角度微调的偏心轮磨削夹具，其特征在于，所述支撑机构包括基座和设置在基座上的V形部，V形部上支撑待磨削的凸轮轴。
3.如权利要求2所述的相位角度微调的偏心轮磨削夹具，其特征在于，所述基座上还设置有半圆键(3)，半圆键(3)通过固定螺钉(2)设置在V形部前端，用于对凸轮轴键槽实现定向。
4.如权利要求3所述的相位角度微调的偏心轮磨削夹具，其特征在于，所述V形部包括两个梯型部，每个梯型部包括斜面部和平台部，两个斜面部相对布置，以形成V形支撑。
5.如权利要求4所述的相位角度微调的偏心轮磨削夹具，其特征在于，两个所述梯型部之间留有间隙，半圆键(3)的位置与间隙正对。
6.如权利要求4所述的相位角度微调的偏心轮磨削夹具，其特征在于，所述定位机构包括：固定支承(5)、第一轴(6)、压板(8)、夹紧支承(9)和第二轴(10)；固定支承(5)一端固定在V形部的一个平台部上，另一端通过第一轴(6)连接压板(8)的一端；夹紧支承(9)一端通过第二轴(10)安装在V形部的另一个平台部上，另一端可拆卸地与压板(8)的另一端连接。
7.如权利要求6所述的相位角度微调的偏心轮磨削夹具，其特征在于，所述固定支承(5)一端通过螺纹拧入V形部的一个平台部上，通过调整固定支承(5)拧入平台部的深度，调整压板(8)的高度，以达到V形定位不同轴颈尺寸，满足多品种凸轮轴的磨削。
8.如权利要求7所述的相位角度微调的偏心轮磨削夹具，其特征在于，所述V形部的一个平台部上还设置有压紧螺母，用于在固定支承(5)拧入该平台部到位之后，通过压紧螺母对固定支承(5)压紧。
9.如权利要求6所述的相位角度微调的偏心轮磨削夹具，其特征在于，所述压板(8)的另一端设有开槽，夹紧支承(9)的另一端与开槽相配合，夹紧支承(9)另一端的顶部设置锁紧螺母(7)，用于对夹紧支承(9)的另一端锁紧。
10.如权利要求1-9中任一项所述的相位角度微调的偏心轮磨削夹具，其特征在于，所述机床拨杆槽调整机构包括：槽柄(1)，有两个，分别安装在基座两侧且位于平台部下方，两个槽柄(1)之间形成机床拨杆槽；调整螺钉(4)，有两个，分别安装在对应的槽柄(1)上，调整两个调整螺钉(4)，微量调整磨削凸轮或偏心轮的相位角度。
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