CN109352000B - 一种活塞环内孔精加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种活塞环内孔精加工工艺，包括夹具体、定位轴和活塞环，夹具体包括夹具基体和夹紧机构，夹具基体通过其机床夹持部夹持在三爪机床上，夹具基体中设有定位孔，定位轴能够插入定位孔完成组合，组合状态使用软性带材对活塞环外圆进行包裹，再将活塞环套设入定位轴中完成定位，定位后夹紧机构将活塞环固定，再将定位轴抽离定位孔完成拆分，然后完成对活塞环内孔的精加工，综上本发明通过与机床配合以及软性带材保护活塞环外圆的方式，保证活塞环内孔尺寸的同时活塞环外圆质量不受破坏，且本发明采用三爪普通机床进行内孔自定位加工，相较于四爪机床、专用机床以及改造普通机床，在保证生产效率的同时能够产生可观的经济效益。

Description

一种活塞环内孔精加工方法

技术领域

本发明涉及机械加工领域，具体涉及一种活塞环内孔精加工工艺。

背景技术

活塞环是发动机内的一种常见零件，外形呈圆环样式，由于活塞环是用于发动机做活塞运动的关键零件，故活塞环内外表面都有较高的尺寸要求、表面质量要求以及圆跳动要求；现有技术中，普通机床对活塞环内孔的精加工往往采用三爪或四爪夹持活塞环外圆来加工内孔，此方式定位精度高，但是由于活塞环外圆本身具有较高的尺寸要求和和表面质量要求，且三爪或四爪刚性接触的夹持方式极其容易造成活塞环外圆表面质量受到破坏甚至造成变形；

如果采用软性带材如铜皮等包裹活塞环外圆保护，虽不会造成表面质量受到破坏，但是由于材料厚度不一，如果用三爪夹持，这样的保护方式产生的误差在精加工工序中会造成圆跳动超差，例如一般带材的厚度尺寸公差为±0.05mm，如果活塞环的圆跳动要求在0.05mm以内，就有可能造成活塞环圆跳动超差；如果用四爪夹持，这样的保护方式需要在每件活塞环加工之前，通过调整四爪位置使得活塞环与机床主轴同轴，费时耗力生产效率低；

对于一些发动机厂往往会定制专用机床或改造普通机床加工活塞环，但是专用机床和改造普通机床的成本过高，对于生产形式对大批量生产的发动机厂来说，例如年产量20W个发动机的工厂，活塞环年产量高，这样的成本投入能够产生良好的经济效益，但是对于一些发动机维修厂来说，往往是根据发动机的损坏部位和损坏程度来加工所需更换的各类零件，生产类型为中小批量生产，例如本年度需要生产作为维备件的活塞环仅需要生产5000个，这样投入较大成本购买专用机床或改造普通机床，能够产生的经济效益不高。

综上，针对生产类型为中小批量的企业，如何在精加工后保证活塞环内孔尺寸的同时，不破坏活塞环外圆质量，且保证生产效率和经济效益，成为此类企业需要面对的难题。

发明内容

名词解释：

回转精度：回转体夹持于机床卡盘上并随机床主轴转动，得到的圆跳动值。

着色检查：在锥孔面中涂抹可擦拭清除的彩色油性涂料(如红丹)，保证其完全覆盖锥孔面，再将带锥面的轴插入锥孔中锥度配合，顺时针或者逆时针转动轴后取出观测，观测轴上锥面彩色油性涂料的覆盖情况。

密接度：着色检查法之后，所得轴的锥面上所覆盖彩色油性涂料百分比。

密接：运用着色检查法，将彩色油性涂料覆盖于轴的锥面上。

圆跳动：是指被测要素绕基准轴线回转一周时，由位置固定的指示器(通常采用磁力表座+千分表或百分表的组合)在给定方向上测得的最大与最小读数之差。

三爪：机床附件，具体形态为均布在机床卡盘体上的三个活动卡爪，配合卡盘具有自定心作用，能够沿机床卡盘径向移动，使工件固定。

四爪：机床附件，具体形态为均布在机床卡盘体上的四个活动卡爪，无自定心功能，能够沿机床卡盘径向移动，使工件固定。

本发明目的提供一种活塞环内孔精加工工艺，针对活塞环年产量不高、且生产类型为中小批量类型的企业，在使用传统机床无法保证活塞环尺寸和表面质量，而通过改造机床或者购买专用机床生产成本高的问题，提供了解决方案：

本发明通过下述技术方案实现：

一种活塞环内孔精加工工艺，该方法加工步骤包括：

a)将机床夹持部夹持于机床三爪卡盘P上，使夹具基体与机床主轴能够同步转动；

b)将定位轴插入夹具基体内的定位孔中；

c)将活塞环外轴面包裹软性带材，再将活塞环内孔面套入定位轴；

d)将夹紧机构压紧所述软性带材于活塞环外轴面上；

e)将定位轴抽离所述夹具基体；

f)转动机床主轴，使切削刀具伸入活塞环内孔中，完成加工。

g)松开夹紧机构并取出活塞环，再将定位轴插入所述定位孔中。

h)重复步骤c～g，直至完成活塞环的批量加工。

本发明的目的是提供一种加工方法，使之能够配合夹具，并在普通机床上使用三爪卡盘进行活塞环内孔精加工，在保证活塞环内孔尺寸的同时不会造成活塞环外表面质量损坏，为此采用了上述设计，总体设计思路如下：

活塞环内孔精加工，难点在于保证活塞环内孔对活塞环外圆的圆跳动，传统的加工手段，由于外圆与内孔之间有定位关系，所以需要以活塞环外圆为定位基准来加工活塞环内孔，方能保证圆跳动，但是此处由于活塞环外圆具有较高的质量要求，采用定位活塞环外圆的方式必然使用三爪夹持活塞环外圆，这种刚性接触方式容易造成活塞环外圆的损伤，为了规避此风险，将传统的外圆定位加工内孔的方式改为内孔自定位的加工方式，基于本思路，采用如下方案：

本方案的核心思想为，当活塞环内孔与机床主轴具有同轴关系时，就认为活塞环处于正确的加工位置，并在此位置能够实现对活塞环内孔的精加工，故应有一套加工过程中使用的夹具，该夹具上的定位件能够与活塞环内孔实现间隙配合，使活塞环处于正确的加工位置，在处于正确的加工位置之后，夹具能够固定活塞环，使活塞环保持正确的加工位置，并且在活塞环保持正确的加工位置之后，使用切削刀具加工活塞环内孔之前，该定位件能够抽离活塞环内孔，并解除与活塞环内孔的间隙配合，围绕此核心思想，采用了a～h的加工步骤：

a)将机床夹持部夹持于机床三爪卡盘P上，使夹具基体与机床主轴能够同步转动；此时依靠机床夹持部使夹具基体和机床主轴连接成固定整体，并且夹具基体为阶梯轴结构，此夹持方式使得机床主轴与夹具基体有同轴关系A；

b)将定位轴插入夹具基体内的定位孔中；设计定位孔与夹具基体同轴，而定位轴与定位孔之间为孔轴配合，故定位轴插入定位孔后，定位轴也与夹具基体形成了同轴关系B；

c)将活塞环外轴面包裹软性带材，再将活塞环内孔面套入定位轴；活塞环内孔与定位轴为间隙配合，故定位轴与活塞环内孔形成了同轴关系C，又由于同轴关系A和同轴关系B，可以推论出活塞环内孔此时与机床主轴形成了同轴关系D，依靠同轴关系D，活塞环此时处于正确的加工位置，处于此位置后，使得活塞环内孔能够被精加工，定位轴起到了将活塞环与机床主轴建立同轴关系的“桥梁”作用；

d)将夹紧机构压紧所述软性带材于活塞环外轴面上；活塞环处于正确的加工位置后，需要被夹具固定，才能保持整个加工过程中活塞环位置不变，故需要夹紧机构对活塞环进行固定，而如果夹紧机构直接夹持活塞环外圆，刚性接触将夹伤活塞环外圆使零件报废，故采用软性带材包裹活塞环外圆进行保护，夹紧机构作用与软性带材上，在夹紧活塞环，软性带材在此步骤中起到了缓冲作用，使得夹紧机构与活塞环外圆变为了柔性接触，使得活塞环在被固定的同时，其外表面得到了保护不会被夹伤。

e)将定位轴抽离所述夹具基体；由于上述步骤b～d，活塞环已经处于并保持正确加工位置不变，既同轴关系D依然存在，故此时抽离定位轴，不会改变活塞环的加工位置，同时也解除了活塞环内孔与定位轴的间隙配合关系，使得不会对切削刀具加工内孔产生干涉。

f)转动机床主轴，使切削刀具伸入活塞环内孔中，完成加工；

g)松开夹紧机构并取出活塞环，再将定位轴插入所述定位孔中；既完成单件活塞环的加工，并插入定位轴，为下一件活塞环加工做好初始化准备。

h)重复步骤c～g，直至完成活塞环的批量加工；c～g不断循环，即可完成一批次活塞环的批量生产，既稳定有效的实现了采用被方法精加工活塞环内孔的目的。

综上采用本加工方法，活塞环内孔依靠定位轴实现了自定位加工，并且活塞环外圆在加工过程中受到软性带材的包裹保护，故很好的实现了在保证保证活塞环外圆质量不受损坏的同时，对活塞环内孔精加工的目的，且本发明是在磨床或数控车床这样的普通机床上使用，故对于中小批量生产类型的企业，无需购买专用机床或改造普通机床，也无需采用四爪机床加工，使得每件活塞环加工之前，通过调整四爪位置使得活塞环与机床主轴同轴，仅仅通过本夹具配合三爪机床即可完成活塞环的批量加工，在为中小批量生产的企业节约成本并且带来更好的经济效益的同时，保证了生产效率。

进一步的，所述定位孔为锥孔，定位轴包括导向部、直段部和锥部；

对于步骤b，所述步骤b的具体方式为：操作者手持所述导向部，将定位轴插入所述定位孔，使所述锥部与所述定位孔锥度配合，直至在定位孔轴向不能再继续插入动作，所述步骤b完成；锥度配合不同于传统的圆柱孔与圆柱轴的间隙配合，由于制造误差存在，圆柱孔与圆柱轴无法做到完全一致，故圆柱孔轴的实际配合状态为过盈或间隙配合，相较于过盈配合，锥度配合易于拆卸，方便定位轴与夹具基体轻松实现组合和拆分状态的切换，相较于间隙配合，由于锥度配合的锥面特性，孔轴之间有轴向相对运动趋势时，锥面间能够产生相互的挤压力，该挤压力能够完全消除定位轴与定位孔锥面间的间隙，使得两者锥面贴合，避免了由于间隙存在造成加工中产生的误差，进而提高了活塞环内孔的加工精度，而定位轴插入定位孔的过程将产生上述的轴向相对运动趋势；对于步骤c，所述活塞环内孔面套入定位轴后，活塞环内孔与所述直段部间隙配合。

综上，导向部便于操作者手持定位轴进行插入抽离，定位轴的锥部和定位孔的锥孔设计能够消除间隙，提高活塞环内孔的加工精度，直段部用于定位轴和活塞环建立同轴关系。

进一步的，在所述步骤b与步骤c之间还应有步骤m，步骤m为检查定位轴回转精度S，所述步骤m具体方式为：转动机床主轴，使定位轴跟随同步转动，并用磁力表座架设千分表检查定位轴的回转精度S，所述回转精度S具体检测手段X为：千分表贴合于直段部，所述定位轴转动一周时千分表的读数变化值，该变化值即回转精度S；如果回转精度S≤0.01mm时，执行步骤c。既首件活塞环内孔精加工之前，需要检查定位轴回转精度S，如果回转精度S超差，既S＞0.01mm，此时由于机床主轴、夹具基体、定位孔和定位轴彼此的连系，将无法保证机床主轴与活塞环的同轴关系，既活塞环未处于正确的加工位置，进而进行后续步骤时无法保证活塞环内孔相关尺寸。

因进一步的，每加工100件活塞环，应检查一次所述定位轴的回转精度S，既执行一次步骤m。既批量加工活塞环的过程中，也应抽检定位轴的回转精度S，因加工过程中定位轴将反复插入、抽离定位孔，期间产生的磨损容易引起回转精度S超差，根据实际加工经验，抽检频次为100件/次，既保证活塞环内孔质量，又不影响整个加工过程中生产效率。

进一步的，还包括步骤n，所述步骤n位于步骤m与步骤c之间，步骤n为修复回转精度S，修复回转精度S的具体方式为：将夹具基体连带插入其中的定位轴一起置于研磨机床的三爪卡盘Q中，使三爪卡盘Q夹持机床夹持部，转动研磨机床主轴，用研磨棒对直段部进行研磨；研磨后，既步骤n完成后，用所述检测手段X检测一次回转精度S，既执行一次步骤m，此时如果S≤0.01mm，继续执行步骤c；如果S>0.01mm，重复步骤n直至S≤0.01mm为止。回转精度S超差时应进行相应的修复工作，具体方式是将夹具基体与定位轴作为一个整体，在研磨机上同步转动，然后对定位轴表面进行磨削修复，研磨加工尺寸精度高，加工余量小，在保证有效的修复同时不会使得定位轴尺寸出现较大的变化，进而造成定位轴与活塞环内孔的间隙配合量过大，而导致产品无法正常加工。

进一步的，研磨棒对直段部进行研磨时，拧入紧定螺钉，使紧定螺钉将锥部压紧并固定于定位孔上，直至定位轴无法自由转动为止。紧定螺钉能够使得定位轴与夹具基体形成暂时的连接，使得修复工作有效进行。

进一步的，在所述步骤b与步骤c之间还应有步骤X，步骤X为着色检查，所述着色检查的具体方式为：将所述定位孔表面涂抹油性彩色涂料，再将定位轴插入所述定位孔进行锥度配合，锥度配合完成后，手持导向部，使锥部相对定位孔顺时针或逆时针转动三圈，取出观察锥部表面密接度；如果密接度≥90％时，执行步骤c。在活塞环首件加工前，应该检查定位孔与定位轴锥度配合的紧密程度，采用本方法批量加工活塞环需要反复的将定位轴插入和抽离定位孔，容易造成定位孔和定位轴的锥面磨损，从而影响锥度配合质量，进而对活塞环内孔精加工尺寸造成影响，着色检查是检查锥度配合质量的常用方法，通过着色检查后油性彩色涂料附着定位孔锥面的情况既密接度，可以反映锥度配合的紧密程度，根据实际加工经验，当密接度在90％以上时，可以提供有效的定位，工厂中常用的红丹作为着色检查的涂料，红丹常用于零部件制造加工过程中的临时标记，并且由于红丹涂抹处容易擦拭清除，非常适用于本发明。

进一步的，每加工100件活塞环，应进行一次着色检查，既执行一次步骤X。在活塞环内孔精加工的批量生产过程中，为保证整个批次活塞环内孔的尺寸稳定，应用着色检查法对定位孔和定位轴的锥度配合质量进行抽检，根据实际加工经验，抽检频次为100件/次，既保证活塞环内孔质量，又不影响整个生产效率。

进一步的，还包括步骤Y，所述步骤Y位于步骤X与步骤c之间，步骤Y为修复密接度，所述修复密接度具体方式为：将夹具基体连带插入其中的定位轴一起置于研磨机床的三爪卡盘Q中，使三爪卡盘Q夹持机床夹持部，转动研磨机床主轴，用研磨棒分别对所述定位孔的锥面和锥部的锥面进行研磨；研磨后，既步骤Y完成后，再进行一次所述着色检查，既执行一次步骤X，如果密接度≥90％，继续执行步骤c；如果密接度＜90％，重复步骤Y直至密接度≥90％为止。锥度配合质量不合格时，应对锥面进行研磨修复，研磨加工精度高且加工余量小，在保证高精度的锥面质量同时，也利于控制锥面尺寸。

进一步的，所述步骤d的具体方式为：

步骤一：两压紧螺栓旋入零件加工部内的螺纹孔，此时目测两压块与活塞环外圆接触并不再有间隙，停止旋入；步骤二：继续对称均匀旋入上下两压紧螺栓，既旋入压紧螺栓时双手同步旋入或一侧旋入1/5～1/2圈时停止，对侧再以相同的圈数旋入压紧螺栓，直至压块将活塞环外圆完全固定。夹紧活塞环的过程应该，均匀施加夹紧力，避免受力不均造成活塞环或定位轴的变形。

进一步的，确定压块将活塞环外圆完全固定的方法为：手持活塞环外圆并顺时针旋转，如果此时夹具基体跟随活塞环同步转动，说明完全活塞环外圆被压块完全固定。此方法简单有效，便于加工过程中实施。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、运用本发明，可以解决现有技术精加工中普通机床直接三爪卡盘夹持，由于直接刚性接触，会破坏活塞环外圆表面质量甚至由于夹紧力过大造成变形的问题，保证了零件夹持过程中得到了充分的保护而不被夹伤。

2、运用本发明，在零件夹持过程中包裹铜皮保护外圆时，解决了三爪夹持时由于铜皮厚薄不一无法实现定位的问题，使其依然可以实现定位，从而保证了产品最终尺寸及位置公差。

3、运用本发明，可以避免现有技术精加工中，四爪夹持需要每件活塞环加工之前，必须通过调整四爪位置使得活塞环与机床主轴同轴的繁琐过程，极大提高生产效率；

4、运用本发明，可以避免购买专用机床或者机床改造来实现零件精加工，降低了生产成本，适应中小批量多种类企业的生产类型。

综上，针对生产类型为中小批量的企业，在精加工后保证活塞环内孔尺寸的同时，避免了活塞环外圆质量遭受破坏，且保证了生产效率和经济效益。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明一个实施例的加工方法流程图。

图2为本发明一个实施例所使用夹具的轴测图。

图3为本发明一个实施例步骤b的示意图。

图4为本发明一个实施例步骤c的示意图。

图5为本发明一个实施例步骤e的示意图。

图6为本发明一个实施例步骤g的示意图。

图7为本发明一个实施例所使用夹具的主视图。

图8为本发明一个实施例所使用夹具A-A向剖视图。

图9为图8的II处放大图。

图10为本发明一个实施例定位轴结构示意图。

附图中标记及对应的零部件名称：

11-夹具基体、111-机床夹持部、112-零件加工部、12-夹紧机构、122-压块、123-压紧螺栓、13-紧定螺钉、2-定位轴、21-导向部、22-直段部、23-锥部、3-活塞环。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

图1～图9为本发明的一个优选实施例：

本发明将采用图2所示的夹具来加工活塞环3，如图1所示本发明采用的加工步骤包括：

a)将机床夹持部111夹持于机床三爪卡盘P上，使夹具基体11与机床主轴能够同步转动；

b)如图3所示，将定位轴2插入夹具基体11内的定位孔中；

c)如图4所示，将活塞环3外轴面包裹软性带材，再将活塞环3内孔面套入定位轴2；

d)将夹紧机构12压紧所述软性带材于活塞环3外轴面上；

e)如图5所示，将定位轴2抽离所述夹具基体11；

f)转动机床主轴，使切削刀具伸入活塞环3内孔中，完成加工。

g)如图6所示，松开夹紧机构12并取出活塞环3，再将定位轴2插入所述定位孔中。

h)重复步骤c～g，直至完成活塞环3的批量加工。

本发明的目的是提供一种加工方法，使之能够配合夹具，并在普通机床上使用三爪卡盘进行活塞环3内孔精加工，在保证活塞环3内孔尺寸的同时不会造成活塞环3外表面质量损坏，为此采用了上述设计，总体设计思路如下：

活塞环3内孔精加工，难点在于保证活塞环3内孔对活塞环3外圆的圆跳动，传统的加工手段，由于外圆与内孔之间有定位关系，所以需要以活塞环3外圆为定位基准来加工活塞环3内孔，方能保证圆跳动，但是此处由于活塞环3外圆具有较高的质量要求，采用定位活塞环3外圆的方式必然使用三爪夹持活塞环3外圆，这种刚性接触方式容易造成活塞环3外圆的损伤，为了规避此风险，将传统的外圆定位加工内孔的方式改为内孔自定位的加工方式，基于本思路，采用如下方案：

本方案的核心思想为，当活塞环3内孔与机床主轴具有同轴关系时，就认为活塞环3处于正确的加工位置，并在此位置能够实现对活塞环3内孔的精加工，故应有一套加工过程中使用的夹具，该夹具上的定位件能够与活塞环3内孔实现间隙配合，使活塞环3处于正确的加工位置，在处于正确的加工位置之后，夹具能够固定活塞环3，使活塞环3保持正确的加工位置，并且在活塞环3保持正确的加工位置之后，使用切削刀具加工活塞环3内孔之前，该定位件能够抽离活塞环3内孔，并解除与活塞环3内孔的间隙配合，围绕此核心思想，采用了a～h的加工步骤：

a)将机床夹持部111夹持于机床三爪卡盘P上，使夹具基体11与机床主轴能够同步转动；此时依靠机床夹持部111使夹具基体11和机床主轴连接成固定整体，并且夹具基体11为阶梯轴结构，此夹持方式使得机床主轴与夹具基体11有同轴关系A；

b)如图3所示，将定位轴2插入夹具基体11内的定位孔中；设计定位孔与夹具基体11同轴，而定位轴2与定位孔之间为孔轴配合，故定位轴2插入定位孔后，定位轴2也与夹具基体11形成了同轴关系B；

c)如图4所示，将活塞环3外轴面包裹软性带材，因铜带材为工厂中的一种常见耗材，且裁取方便，故本发明中优选采用厚度规格为0.1～0.2mm的铜带材进行包裹，再将活塞环3内孔面套入定位轴2；活塞环3内孔与定位轴2为间隙配合，故定位轴2与活塞环3内孔形成了同轴关系C，又由于同轴关系A和同轴关系B，可以推论出活塞环3内孔此时与机床主轴形成了同轴关系D，依靠同轴关系D，活塞环3此时处于正确的加工位置，处于此位置后，使得活塞环3内孔能够被精加工，定位轴2起到了将活塞环3与机床主轴建立同轴关系的“桥梁”作用；

d)将夹紧机构12压紧铜带材于活塞环3外轴面上；活塞环3处于正确的加工位置后，需要被夹具固定，才能保持整个加工过程中活塞环3位置不变，故需要夹紧机构12对活塞环3进行固定，而如果夹紧机构12直接夹持活塞环3外圆，刚性接触将夹伤活塞环3外圆使零件报废，故采用铜带材包裹活塞环3外圆进行保护，夹紧机构12作用与铜带材上，在夹紧活塞环3，铜带材在此步骤中起到了缓冲作用，使得夹紧机构12与活塞环3外圆变为了柔性接触，使得活塞环3在被固定的同时，其外表面得到了保护不会被夹伤。

e)如图5所示，将定位轴2抽离所述夹具基体11；由于上述步骤b～d，活塞环3已经处于并保持正确加工位置不变，既同轴关系D依然存在，故此时抽离定位轴2，不会改变活塞环3的加工位置，同时也解除了活塞环3内孔与定位轴2的间隙配合关系，使得不会对切削刀具加工内孔产生干涉。

f)如图6所示，转动机床主轴，使切削刀具伸入活塞环3内孔中，完成加工；

g)松开夹紧机构12并取出活塞环3，再将定位轴2插入所述定位孔中；既完成单件活塞环3的加工，并插入定位轴2，为下一件活塞环3加工做好初始化准备。

h)重复步骤c～g，直至完成活塞环3的批量加工；c～g不断循环，即可完成一批次活塞环3的批量生产，既稳定有效的实现了采用被方法精加工活塞环3内孔的目的。

综上采用本加工方法，活塞环3内孔依靠定位轴2实现了自定位加工，并且活塞环3外圆在加工过程中受到软性带材的包裹保护，故很好的实现了在保证保证活塞环3外圆质量不受损坏的同时，对活塞环3内孔精加工的目的，且本发明是在磨床或数控车床这样的普通机床上使用，故对于中小批量生产类型的企业，无需购买专用机床或改造普通机床，也无需采用四爪机床加工，使得每件活塞环3加工之前，通过调整四爪位置使得活塞环3与机床主轴同轴，仅仅通过本夹具配合三爪机床即可完成活塞环3的批量加工，在为中小批量生产的企业节约成本并且带来更好的经济效益的同时，保证了生产效率。

进一步的，如图10所示，所述定位孔为锥孔，定位轴2包括导向部21、直段部22和锥部23；

对于步骤b，所述步骤b的具体方式为：操作者手持所述导向部21，将定位轴2插入所述定位孔，使所述锥部23与所述定位孔锥度配合，直至在定位孔轴向不能再继续插入动作，所述步骤b完成；锥度配合不同于传统的圆柱孔与圆柱轴的间隙配合，由于制造误差存在，圆柱孔与圆柱轴无法做到完全一致，故圆柱孔轴的实际配合状态为过盈或间隙配合，相较于过盈配合，锥度配合易于拆卸，方便定位轴2与夹具基体11轻松实现组合和拆分状态的切换，相较于间隙配合，由于锥度配合的锥面特性，孔轴之间有轴向相对运动趋势时，锥面间能够产生相互的挤压力，该挤压力能够完全消除定位轴2与定位孔锥面间的间隙，使得两者锥面贴合，避免了由于间隙存在造成加工中产生的误差，进而提高了活塞环3内孔的加工精度，而定位轴2插入定位孔的过程将产生上述的轴向相对运动趋势；对于步骤c，所述活塞环3内孔面套入定位轴2后，活塞环3内孔与所述直段部22间隙配合。

综上，导向部21便于操作者手持定位轴2进行插入抽离，定位轴2的锥部23和定位孔的锥孔设计能够消除间隙，提高活塞环3内孔的加工精度，直段部22用于定位轴2和活塞环3建立同轴关系。

进一步的，如图1所示，在所述步骤b与步骤c之间还应有步骤m，步骤m为检查定位轴2回转精度S，所述步骤m具体方式为：转动机床主轴，使定位轴2跟随同步转动，并用磁力表座架设千分表检查定位轴2的回转精度S，所述回转精度S具体检测手段X为：千分表贴合于直段部22，所述定位轴2转动一周时千分表的读数变化值，该变化值即回转精度S；如果回转精度S≤0.01mm时，执行步骤c。既首件活塞环3内孔精加工之前，需要检查定位轴2回转精度S，如果回转精度S超差，既S＞0.01mm，此时由于机床主轴、夹具基体11、定位孔和定位轴2彼此的连系，将无法保证机床主轴与活塞环3的同轴关系，既活塞环3未处于正确的加工位置，进而进行后续步骤时无法保证活塞环3内孔相关尺寸。

进一步的，如图1所示，每加工100件活塞环3，应检查一次所述定位轴2的回转精度S，既执行一次步骤m。既批量加工活塞环3的过程中，也应抽检定位轴2的回转精度S，因加工过程中定位轴2将反复插入、抽离定位孔，期间产生的磨损容易引起回转精度S超差，根据实际加工经验，抽检频次为100件/次，既保证活塞环3内孔质量，又不影响整个加工过程中生产效率。

进一步的，如图1所示，还包括步骤n，所述步骤n位于步骤m与步骤c之间，步骤n为修复回转精度S，修复回转精度S的具体方式为：将夹具基体11连带插入其中的定位轴2一起置于研磨机床的三爪卡盘Q中，使三爪卡盘Q夹持机床夹持部111，转动研磨机床主轴，用研磨棒对直段部22进行研磨；研磨后，既步骤n完成后，用所述检测手段X检测一次回转精度S，既执行一次步骤m，此时如果S≤0.01mm，继续执行步骤c；如果S>0.01mm，重复步骤n直至S≤0.01mm为止。回转精度S超差时应进行相应的修复工作，具体方式是将夹具基体11与定位轴2作为一个整体，在研磨机上同步转动，然后对定位轴2表面进行磨削修复，研磨加工尺寸精度高，加工余量小，在保证有效的修复同时不会使得定位轴2尺寸出现较大的变化，进而造成定位轴2与活塞环3内孔的间隙配合量过大，而导致产品无法正常加工。

进一步的，如图8和图9所示，研磨棒对直段部22进行研磨时，拧入紧定螺钉13，使紧定螺钉13将锥部23压紧并固定于定位孔上，直至定位轴2无法自由转动为止。紧定螺钉13能够使得定位轴2与夹具基体11形成暂时的连接，使得修复工作有效进行。

进一步的，如图1所示，在所述步骤b与步骤c之间还应有步骤X，步骤X为着色检查，所述着色检查的具体方式为：将所述定位孔表面涂抹油性彩色涂料，再将定位轴2插入所述定位孔进行锥度配合，锥度配合完成后，手持导向部21，使锥部23相对定位孔顺时针或逆时针转动三圈，取出观察锥部23表面密接度；如果密接度≥90％时，执行步骤c。在活塞环3首件加工前，应该检查定位孔与定位轴2锥度配合的紧密程度，采用本方法批量加工活塞环3需要反复的将定位轴2插入和抽离定位孔，容易造成定位孔和定位轴2的锥面磨损，从而影响锥度配合质量，进而对活塞环3内孔精加工尺寸造成影响，着色检查是检查锥度配合质量的常用方法，通过着色检查后油性彩色涂料附着定位孔锥面的情况既密接度，可以反映锥度配合的紧密程度，根据实际加工经验，当密接度在90％以上时，可以提供有效的定位，工厂中常用的红丹作为着色检查的涂料，红丹常用于零部件制造加工过程中的临时标记，并且由于红丹涂抹处容易擦拭清除，非常适用于本发明。

进一步的，如图1所示，每加工100件活塞环3，应进行一次着色检查，既执行一次步骤X。在活塞环3内孔精加工的批量生产过程中，为保证整个批次活塞环3内孔的尺寸稳定，应用着色检查法对定位孔和定位轴2的锥度配合质量进行抽检，根据实际加工经验，抽检频次为100件/次，既保证活塞环3内孔质量，又不影响整个生产效率。

进一步的，如图1所示，还包括步骤Y，所述步骤Y位于步骤X与步骤c之间，步骤Y为修复密接度，所述修复密接度具体方式为：将夹具基体11连带插入其中的定位轴2一起置于研磨机床的三爪卡盘Q中，使三爪卡盘Q夹持机床夹持部111，转动研磨机床主轴，用研磨棒分别对所述定位孔的锥面和锥部23的锥面进行研磨；研磨后，既步骤Y完成后，再进行一次所述着色检查，既执行一次步骤X，如果密接度≥90％，继续执行步骤c；如果密接度＜90％，重复步骤Y直至密接度≥90％为止。锥度配合质量不合格时，应对锥面进行研磨修复，研磨加工精度高且加工余量小，在保证高精度的锥面质量同时，也利于控制锥面尺寸。

进一步的，如图7所示，所述步骤d的具体方式为：

步骤一：两压紧螺栓123旋入零件加工部112内的螺纹孔，此时目测两压块122与活塞环3外圆接触并不再有间隙，停止旋入；步骤二：继续对称均匀旋入上下两压紧螺栓123，既旋入压紧螺栓123时双手同步旋入或一侧旋入1/5～1/2圈时停止，对侧再以相同的圈数旋入压紧螺栓123，直至压块122将活塞环3外圆完全固定。夹紧活塞环3的过程应该，均匀施加夹紧力，避免受力不均造成活塞环3或定位轴2的变形。

进一步的，确定压块122将活塞环3外圆完全固定的方法为：手持活塞环3外圆并顺时针旋转，如果此时夹具基体11跟随活塞环3同步转动，说明完全活塞环3外圆被压块122完全固定。此方法简单有效，便于加工过程中实施。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种活塞环内孔精加工工艺，其特征在于：

活塞环(3)内孔精加工步骤包括：

a.将机床夹持部(111)夹持于机床三爪卡盘P上，使夹具基体(11)与机床主轴能够同步转动；

b.将定位轴(2)插入夹具基体(11)内的定位孔中；

c.将活塞环(3)外轴面包裹软性带材，再将活塞环(3)内孔面套入定位轴(2)；

d.将夹紧机构(12)压紧所述软性带材于活塞环(3)外轴面上；

e.将定位轴(2)抽离所述夹具基体(11)；

f.转动机床主轴，使切削刀具伸入活塞环(3)内孔中，完成加工；

g.松开夹紧机构(12)并取出活塞环(3)，再将定位轴(2)插入所述定位孔中

h.重复步骤c～g，直至完成活塞环(3)的批量加工；

在所述步骤b与步骤c之间还有步骤m，步骤m为检查定位轴(2)回转精度S，所述步骤m具体方式为：转动机床主轴，使定位轴(2)跟随同步转动，并用磁力表座架设千分表检查定位轴(2)的回转精度S，所述回转精度S具体检测手段X为：千分表贴合于直段部(22)，所述定位轴(2)转动一周时千分表的读数变化值，该变化值即回转精度S；

如果回转精度S≤0.01mm时，执行步骤c；

在所述步骤m与步骤c之间还有步骤n，步骤n为修复回转精度S，修复回转精度S的具体方式为：将夹具基体(11)连带插入其中的定位轴(2)一起置于研磨机床的三爪卡盘Q中，使三爪卡盘Q夹持机床夹持部(111)，转动研磨机床主轴，用研磨棒对直段部(22)进行研磨；研磨后，即步骤n完成后，用所述检测手段X检测一次回转精度S，即执行一次步骤m，此时如果S≤0.01mm，继续执行步骤c；如果S>0.01mm，重复步骤n直至S≤0.01mm为止；

在所述步骤b与步骤c之间还有步骤X，步骤X为着色检查，所述着色检查的具体方式为：将所述定位孔表面涂抹油性彩色涂料，再将定位轴(2)插入所述定位孔进行锥度配合，锥度配合完成后，手持导向部(21)，使锥部(23)相对定位孔顺时针或逆时针转动三圈，取出观察锥部(23)表面密接度；

如果密接度≥90％时，执行步骤c。

2.根据权利要求1所述的一种活塞环内孔精加工工艺，其特征在于：所述定位孔为锥孔，定位轴(2)包括导向部(21)、直段部(22)和锥部(23)；

对于步骤b，所述步骤b的具体方式为：操作者手持所述导向部(21)，将定位轴(2)插入所述定位孔，使所述锥部(23)与所述定位孔锥度配合，直至在定位孔轴向不能再继续插入动作，所述步骤b完成；

对于步骤c，所述活塞环(3)内孔面套入定位轴(2)后，活塞环(3)内孔与所述直段部(22)间隙配合。

3.根据权利要求1所述的一种活塞环内孔精加工工艺，其特征在于：每加工100件活塞环(3)，检查一次所述定位轴(2)的回转精度S，既执行一次步骤m。

4.根据权利要求1所述的一种活塞环内孔精加工工艺，其特征在于：研磨棒对直段部(22)进行研磨时，拧入紧定螺钉(13)，使紧定螺钉(13)将锥部(23)压紧并固定于定位孔上，直至定位轴(2)无法自由转动为止。

5.根据权利要求1所述的一种活塞环内孔精加工工艺，其特征在于：每加工100件活塞环(3)，进行一次着色检查。

6.根据权利要求权利要求1或5所述的一种活塞环内孔精加工工艺，其特征在于：还包括步骤Y，所述步骤Y位于步骤X与步骤c之间，步骤Y为修复密接度，所述修复密接度具体方式为：将夹具基体(11)连带插入其中的定位轴(2)一起置于研磨机床的三爪卡盘Q中，使三爪卡盘Q夹持机床夹持部(111)，转动研磨机床主轴，用研磨棒分别对所述定位孔的锥面和锥部(23)的锥面进行研磨；

研磨后，既步骤Y完成后，再进行一次所述着色检查，既执行一次步骤X，如果密接度≥90％，继续执行步骤c；

如果密接度＜90％，重复步骤Y直至密接度≥90％为止。

7.根据权利要求1所述的一种活塞环内孔精加工工艺，其特征在于：所述步骤d的具体方式为：

步骤一：两压紧螺栓(123)旋入零件加工部(112)内的螺纹孔，此时目测两压块(122)与活塞环(3)外圆接触并不再有间隙，停止旋入；

步骤二：继续对称均匀旋入上下两压紧螺栓(123)，既旋入压紧螺栓(123)时双手同步旋入或一侧旋入1/5～1/2圈时停止，对侧再以相同的圈数旋入压紧螺栓(123)，直至压块(122)将活塞环(3)外圆完全固定。

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