CN109514309B - 一种v型气缸体精铣顶面和精镗缸孔的夹具 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种V型气缸体精铣顶面和精镗缸孔的夹具，包括底座，所述的底座上设有两个可插接于气缸体的主轴孔内的定位销，所述的底座上设有两个可推动气缸体轴向位移的推动组件，所述底座的一侧设有多个沿其轴向布置的用于支承气缸体侧面的侧支承座，所述侧支承座内侧的底座上设有多个沿底座轴向布置的可伸入气缸体的侧面窗口以压紧气缸体的夹紧臂，所述底座的另一侧设有多个顶紧气缸体底面的顶紧组件。本发明的夹具，结构紧凑、使用方便，直接使用气缸体的主轴孔定位，实现快速定位夹紧V型气缸体，可保证V型气缸体顶面精铣和缸孔精镗的加工精度要求，大大减轻工人的劳动强度，提高生产效率。

Description

一种V型气缸体精铣顶面和精镗缸孔的夹具
技术领域
本发明涉及一种气缸体加工夹具，更具体地说，它涉及一种V型气缸体精铣顶面和精镗缸孔的夹具。
背景技术
如图1所示V型发动机的气缸体a就是将所有缸孔b分成两组，把相邻两组缸孔b以一定夹角布置，使两组缸孔b的中心形成一个夹角为α的平面，从端面看缸孔b呈V字形，缸孔b的中心与气缸体底面的夹角为90°-α/2。
发动机气缸体的顶面到主轴孔的距离、顶面平面度、顶面对主轴孔的平行度、缸孔对主轴承孔垂直度等都有较高的精度要求，这些关键部位的加工精度会直接影响到发动机的性能和使用寿命。在发动机气缸体精铣顶面精镗缸孔的加工工序中，为了保证顶面到主轴孔的距离、顶面的平面度、顶面对主轴孔的平行度、缸孔对主轴承孔垂直度，不但要以最远端的两个主轴孔定位，实现定位基准与设计基准的统一，还要以气缸体底面定位，限制工件绕主轴孔旋转的自由度，从而使气缸体在机床中获得精确的定位。在现有的V型气缸体精铣顶面精镗缸孔的加工工序中，在小批量生产时所使用的夹具一般是直接以气缸体底面和侧面定位，手工夹紧。该种夹紧方式存在的缺点为：
1、现有夹具在精铣顶面精镗缸孔工序时，其主定位面是底面、次定位基准是侧面，而设计基准是主轴孔，定位基准与设计基准不统一，保证不了气缸体顶面、缸孔的精度要求。
2、现有夹具采用底面和侧面定位，为了保证顶面、缸孔的精度，每一台气缸体加工前都必须要先打表校准气缸体主轴孔中心坐标，采用人工误差补偿方式来确保气缸体顶面、缸孔的加工精度，每台气缸体花费3.5小时左右的辅助校准时间。
由此可见，现有夹具的加工精度得不到保证，辅助校准和换型时间长、工人劳动强度大，生产效率低，仅适用于小批量生产。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对现有技术的上述不足，提供一种结构紧凑、使用方便的夹具，直接使用气缸体的主轴孔定位，实现快速定位夹紧V型气缸体，可保证V型气缸体顶面精铣和缸孔精镗的加工精度要求，大大减轻工人的劳动强度，提高生产效率。
本发明采用的技术方案是：一种V型气缸体精铣顶面和精镗缸孔的夹具，包括底座，所述的底座上设有两个可插接于气缸体的主轴孔内的定位销，所述的底座上设有两个可推动气缸体轴向位移的推动组件，所述底座的一侧设有多个沿其轴向布置的用于支承气缸体侧面的侧支承座，所述侧支承座内侧的底座上设有多个沿底座轴向布置的可伸入气缸体的侧面窗口以压紧气缸体的夹紧臂，所述底座的另一侧设有多个顶紧气缸体底面的顶紧组件。
作为进一步地改进，所述的底座上与所述顶紧组件位置相对应的一侧设有多个底面预定位块，所述的底座上与所述侧支承座位置相对应的一侧设有多个底面定位块。
进一步地，所述的底座两侧还分别设有万向辅助支承座和辅助支承油缸，所述的万向辅助支承座包括螺套、伸缩弹簧、弹簧座、钢球支柱和万向球，所述的弹簧座固定安装在底座上，所述的螺套通过螺纹与弹簧座旋接相连，所述的伸缩弹簧安装在弹簧座与螺套之间，所述的钢球支柱活动穿过弹簧座与伸缩弹簧连接，所述的万向球转动安装在钢球支柱的顶部。
进一步地，其中一个所述的定位销通过左定位支座安装在底座的一端，与该定位销对应的推动组件安装在该左定位支座上；另一个所述的定位销通过右定位支座安装在底座上，与该定位销对应的推动组件通过安装座安装在右定位支座外侧一端的底座上。
进一步地，所述的定位销均通过衬套分别安装在左定位支座和右定位支座上，所述的定位销上靠近衬套的一端设有端盖；所述的左定位支座上设有端面定位块。
进一步地，所述的右定位支座至少设有两个，每个右定位支座上均安装有定位销，每个右定位支座对应的定位销的轴心线相重合，所述的安装座滑动安装在底座上。
进一步地，多个夹紧臂的朝向分两组错开布置，其中，装在气缸体中侧面窗口外侧的多个夹紧臂的朝向与装在气缸体中侧面窗口内侧的多个夹紧臂的朝向相反。
进一步地，所述的底座上设有驱动夹紧臂旋转的夹紧油缸，所述夹紧臂的一端与夹紧油缸连接，另一端旋接有夹紧钉。
进一步地，所述的顶紧组件包括拉动油缸、拉杆导套、楔形拉杆、顶紧支柱、顶紧导套、顶紧螺钉，所述的拉动油缸和拉杆导套均固定安装在底座上，所述的楔形拉杆滑动安装在拉杆导套内，所述拉动油缸的输出端伸入拉杆导套内与楔形拉杆连接，所述的顶紧导套固定安装在底座上，所述的顶紧支柱滑动安装在顶紧导套内，所述的顶紧螺钉安装在顶紧支柱的顶部，所述的顶紧支柱的下端斜面与楔形拉杆的上侧斜面滑动连接；所述的顶紧导套外围还设有防尘罩。
进一步地，所述侧支承座的内侧底部还设有可拆卸的侧导向块。
有益效果
本发明与现有技术相比，具有以下优点：
1、本发明的夹具，结构紧凑、使用方便，直接使用气缸体的主轴孔定位，实现快速定位夹紧V型气缸体，其定位基准与设计基准一致，可保证V型气缸体顶面精铣和缸孔精镗的加工精度要求，不需要再打表校准气缸体主轴孔中心坐标，装夹时间小于0.5小时，大大减轻工人的劳动强度，提高生产效率。
2、本发明的夹具可在12V、16V、20V三种机型气缸体使用，在更换机型时，只需更换侧导向块，而不需要调试，提高了机型切换加工的效率，同时通过T型槽将安装座快速移到相应的机型位置固定即可，操作方便，更换机型时间小于1小时，进一步提高机型切换加工效率。
3、本发明的夹具使用油缸驱动相应的夹紧部件分别快速夹紧气缸体端面、底面和侧面窗口，实现对气缸体的夹紧，不需要手工夹紧，省时省力，大大减轻工人的劳动强度。
4、本发明通过在底座上设置万向辅助支承座，可减少气缸体在主轴孔定位插销过程中的摩擦力，防止气缸体与底面定位块发生冲击、碰撞而造成气缸体和底面定位块损伤的问题。
附图说明
图1为现有技术中12V发动机气缸体的立体结构示意图；
图2为现有技术中16V发动机气缸体的立体结构示意图；
图3为本发明的立体结构示意图；
图4为本发明的左视结构示意图；
图5为图4中A向的结构示意图；
图6为图5中D-D的剖面结构示意图；
图7为图6中E处的结构放大示意图；
图8为图6中F处的结构放大示意图；
图9为图5中B-B的剖面结构放大示意图；
图10为图9中G处的结构放大示意图；
图11为图9中H处的结构放大示意图；
图12为图5中C-C的剖面结构放大示意图；
图13为图12中J处的结构放大示意图；
图14为图12中K处的结构放大示意图。
其中：1-底座、2-定位销、3-推动组件、4-侧支承座、5-夹紧臂、6-顶紧组件、7-底面预定位块、8-底面定位块、9-万向辅助支承座、10-辅助支承油缸、11-左定位支座、12-右定位支座、13-安装座、14-衬套、15-端盖、16-端面定位块、17-夹紧油缸、18-夹紧钉、19-防尘罩、20-侧导向块、21-导向块、22-拉紧螺钉、23-T型槽、24-油缸安装座、25-盖板、26-导向螺钉、27-护板、31-推动油缸、32-接头、33-推板、34-连接螺钉、61-拉动油缸、62-拉杆导套、63-楔形拉杆、64-顶紧支柱、65-顶紧导套、66-顶紧螺钉、91-螺套、92-伸缩弹簧、93-弹簧座、94-钢球支柱、95-万向球、1a-第一斜面、1b-第二斜面、a-气缸体、b-缸孔、c-主轴孔、d-侧面窗口。
具体实施方式
下面结合附图中的具体实施例对本发明做进一步的说明。
参阅图3-14所示，本发明的一种V型气缸体精铣顶面和精镗缸孔的夹具，包括底座1，底座1是一个长三棱体，其外表面具有第一斜面1a、第二斜面1b以及两个相垂直的垂直面，第一斜面1a与底座1的底部垂直面的夹角为α/2，在底座1上设有两个可插接于气缸体a的主轴孔c内的定位销2，两个定位销2布置在底座1的第一斜面1a两端，在底座1上设有两个可推动气缸体a轴向位移的推动组件3，推动组件推动气缸体a轴向位移，实现定位销2插入主轴孔c内和定位销2拔出主轴孔c。在底座1的一侧设有多个沿其轴向布置的用于支承气缸体a侧面的侧支承座4，多个侧支承座4同一直线布置，且设于底座1上第一斜面1a的较低一侧，防止气缸体a在吊装过程中侧翻，起到预定位气缸体a侧面的作用；在侧支承座4内侧的底座1上设有多个沿底座1轴向布置的可伸入气缸体a的侧面窗口d以压紧气缸体a的夹紧臂5，夹紧臂5设在底座1中第一斜面1a较低一侧，采用夹紧气缸体a的侧面窗口d的方式实现气缸体a夹紧，便于操作，其夹紧稳定性更高，在底座1的另一侧设有多个顶紧气缸体a底面的顶紧组件6，顶紧组件6设于底座1中第一斜面1a的较高一侧，与夹紧臂5位置相反，顶紧气缸体a的另一侧底面，进一步防止气缸体a晃动，提高夹紧稳定性。本发明在实际使用时，将气缸体a吊装底座1的第一斜面1a上，使位于底座1左端的定位销2在气缸体a一端外侧，位于底座1右端的定位销2在气缸体a另一端内侧；然后使用底座1右端的推动组件3推动气缸体a滑动，使气缸体a的主轴孔c分别套入两个定位销2上，实现主轴孔定位；最后利用夹紧臂5压紧气缸体a一侧的侧面窗口d，同时利用顶紧组件6顶紧气缸体a另一侧的底面，两者配合作用防止气缸体a晃动，实现气缸体的定位夹紧。本发明的夹具，结构紧凑、使用方便，直接使用气缸体的主轴孔定位，实现快速定位夹紧V型气缸体，其定位基准与设计基准一致，可保证V型气缸体顶面精铣和缸孔精镗的加工精度要求，不需要再打表校准气缸体主轴孔中心坐标，装夹时间小于0.5小时，大大减轻工人的劳动强度，提高生产效率。
本实施例中，在底座1上与顶紧组件6位置相对应的一侧设有多个底面预定位块7，在底座1上与侧支承座4位置相对应的一侧设有多个底面定位块8，其中，多个底面预定位块7和多个底面定位块8分别沿底座1的轴向方向直线布置，且均固定安装在底座1的第一斜面1a上，其底面预定位块7在插销前起到对气缸体a的导向作用，其底面定位块8起到支承气缸体a的作用，实现对气缸体a的底面定位，底面预定位块7与底面定位块8的配合，在插销的过程中，减少了气缸体a的摩擦面积，便于插销。在底座1两侧还分别设有万向辅助支承座9和辅助支承油缸10，其辅助支承油缸10起到辅助定位和支承气缸体a的作用，万向辅助支承座9包括螺套91、伸缩弹簧92、弹簧座93、钢球支柱94和万向球95，其中，弹簧座93固定安装在底座1上，螺套91通过螺纹与弹簧座93旋接相连，伸缩弹簧92安装在弹簧座93与螺套91之间，便于伸缩弹簧92的拆装更换，钢球支柱94活动穿过弹簧座93与伸缩弹簧92连接，万向球95转动安装在钢球支柱94的顶部。通过万向辅助支承座9的设置，可减少气缸体在主轴孔定位插销过程中的摩擦力，防止气缸体与底面定位块发生冲击、碰撞而造成气缸体和底面定位块损伤的问题。
其中一个定位销2通过左定位支座11安装在底座1的一端，与该定位销2对应的推动组件3安装在该左定位支座11上；另一个定位销2通过右定位支座12安装在底座1上，与该定位销2对应的推动组件3通过安装座13安装在右定位支座12外侧一端的底座1上，即右定位支座12与安装座13之间有一定距离，以便气缸体a的右端的轴承盖和轴承座能够插入右定位支座12与安装座13之间。其中，推动组件3包括推动油缸31、接头32、推板33、连接螺钉34，推动油缸31安装在左定位支座11或安装座13上，接头32安装在推动油缸31的输出端上，推板33通过连接螺钉34与接头32连接，推动油缸31伸缩带动推板33位移，实现推动气缸体a位移，在左定位支座11和安装座13上均设有导向块21，以提高推动组件3运动的稳定性。其定位销2均通过衬套14分别安装在左定位支座11和右定位支座12上，定位销2与衬套14之间采用H6/h5的精密级间隙配合，可根据机型需要快速装拆定位销2，节省换型时间；在定位销2上靠近衬套14的一端设有端盖15，定位销2安装在衬套14内后，使用拉紧螺钉22穿过端盖15与定位销2旋接，将定位销2拉紧固定，便于拆装更换，同时端盖15还起到防止杂质进入的作用；在左定位支座11上设有端面定位块16，气缸体a在插销的同时，气缸体a的端面与端面定位块16也贴合实现端面定位。
其右定位支座12至少设有两个，每个右定位支座12上均安装有定位销2，每个右定位支座12对应的定位销2的轴心线相重合，确保每个定位销2均能够插入主轴孔c内，每个右定位支座12的位置与对应机型的长度位置相对应，其安装座13滑动安装在底座1上，具体的，在底座1上设置有T型槽23，用于放置紧固安装座13的螺栓。当加工如图2所示的16V机型的气缸体时，由于该气缸体a的轴向长度较长，则可通过松开安装座13的螺栓，然后滑动安装座13至相应机型的位置上，再上紧螺栓，即可实现机型的切换使用，操作十分方便。在侧支承座4的内侧底部还设有可拆卸的侧导向块20，可根据不同机型宽度使用不同的侧导向块20，对气缸体a起到支承和导向的作用。本实施例中的夹具可在12V、16V、20V三种机型气缸体使用，在更换机型时，只需更换侧导向块，而不需要调试，提高了机型切换加工的效率，同时通过T型槽将安装座快速移到相应的机型位置固定即可，操作方便，更换机型时间小于1小时，进一步提高机型切换加工效率。为了使16V、20V等较长机型的夹紧稳定性更高，将多个夹紧臂5的朝向分两组错开布置，其中，装在气缸体a中侧面窗口d外侧的多个夹紧臂5的朝向与装在气缸体a中侧面窗口d内侧的多个夹紧臂5的朝向相反，为安装座13的移动而提供空间，同时使气缸体a受力均匀，防止气缸体a夹紧时产生径向偏移。
在底座1上设有驱动夹紧臂5旋转的夹紧油缸17，其夹紧臂5的一端与夹紧油缸17连接，另一端旋接有夹紧钉18，使用夹紧钉18夹紧气缸体a的侧面窗口d，在底座1上还设有安装夹紧油缸17的油缸安装座24，起到安装作用，在气缸体a中第一斜面1a上与夹紧油缸17对应的位置还设有护板27，起到保护夹紧油缸17的作用。在气缸体a吊装在底座1上前，夹紧臂5均松开并转动回到护板27的内侧，以为气缸体a侧面提供让位空间，便于气缸体a吊装在底座1上；在气缸体a夹紧时，夹紧油缸17动作，将夹紧臂5旋出以将气缸体a夹紧，操作十分方便；在夹紧16V、20V等较长机型时，将多个夹紧臂5的朝向分两组错开布置，其中，装在气缸体a中侧面窗口d外侧的多个夹紧臂5的朝向与装在气缸体a中侧面窗口d内侧的多个夹紧臂5的朝向相反，以提高夹紧的稳定性。
顶紧组件6包括拉动油缸61、拉杆导套62、楔形拉杆63、顶紧支柱64、顶紧导套65、顶紧螺钉66，其中，拉动油缸61和拉杆导套62均固定安装在底座1上，且均沿第二斜面1b插入底座1内，楔形拉杆63滑动安装在拉杆导套62内，拉动油缸61的输出端伸入拉杆导套62内与楔形拉杆63连接，顶紧导套65固定安装在底座1上，且垂直于第一斜面1a，顶紧支柱64滑动安装在顶紧导套65内，顶紧螺钉66安装在顶紧支柱64的顶部，顶紧支柱64的下端斜面与楔形拉杆63的上侧斜面滑动连接，二者相垂直，在顶紧的过程中，拉动油缸61收缩，带动楔形拉杆63移动，使顶紧支柱64上升，从而使顶紧螺钉66顶紧气缸体a的底面；在楔形拉杆63上开有导向槽，在底座1上设有导向螺钉26，通过导向螺钉26与导向槽的配合，防止楔形拉杆63转动，确保顶紧支柱64的滑动稳定性；在顶紧导套65外围还设有防尘罩19，防止切削液和切屑进入顶紧导套65中，以免损伤顶紧支柱64而造成故障；在拉动油缸61外围还设有盖板25，避免杂质进入拉杆导套内。本发明的夹具使用油缸驱动相应的夹紧部件分别快速夹紧气缸体端面、底面和侧面窗口，实现对气缸体的夹紧，不需要手工夹紧，省时省力，大大减轻工人的劳动强度。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。

Claims (9)

1.一种V型气缸体精铣顶面和精镗缸孔的夹具，其特征在于，包括底座(1)，所述的底座(1)上设有两个可插接于气缸体(a)的主轴孔(c)内的定位销(2)，所述的底座(1)上设有两个可推动气缸体(a)轴向位移的推动组件(3)，所述底座(1)的一侧设有多个沿其轴向布置的用于支承气缸体(a)侧面的侧支承座(4)，所述侧支承座(4)内侧的底座(1)上设有多个沿底座(1)轴向布置的可伸入气缸体(a)的侧面窗口(d)以压紧气缸体(a)的夹紧臂(5)，所述底座(1)的另一侧设有多个顶紧气缸体(a)底面的顶紧组件(6)，所述的底座(1)两侧还分别设有万向辅助支承座(9)和辅助支承油缸(10)，所述的万向辅助支承座(9)包括螺套(91)、伸缩弹簧(92)、弹簧座(93)、钢球支柱(94)和万向球(95)，所述的弹簧座(93)固定安装在底座(1)上，所述的螺套(91)通过螺纹与弹簧座(93)旋接相连，所述的伸缩弹簧(92)安装在弹簧座(93)与螺套(91)之间，所述的钢球支柱(94)活动穿过弹簧座(93)与伸缩弹簧(92)连接，所述的万向球(95)转动安装在钢球支柱(94)的顶部。
2.根据权利要求1所述的一种V型气缸体精铣顶面和精镗缸孔的夹具，其特征在于，所述的底座(1)上与所述顶紧组件(6)位置相对应的一侧设有多个底面预定位块(7)，所述的底座(1)上与所述侧支承座(4)位置相对应的一侧设有多个底面定位块(8)。
3.根据权利要求1或2所述的一种V型气缸体精铣顶面和精镗缸孔的夹具，其特征在于，其中一个所述的定位销(2)通过左定位支座(11)安装在底座(1)的一端，与该定位销(2)对应的推动组件(3)安装在该左定位支座(11)上；另一个所述的定位销(2)通过右定位支座(12)安装在底座(1)上，与该定位销(2)对应的推动组件(3)通过安装座(13)安装在右定位支座(12)外侧一端的底座(1)上。
4.根据权利要求3所述的一种V型气缸体精铣顶面和精镗缸孔的夹具，其特征在于，所述的定位销(2)均通过衬套(14)分别安装在左定位支座(11)和右定位支座(12)上，所述的定位销(2)上靠近衬套(14)的一端设有端盖(15)；所述的左定位支座(11)上设有端面定位块(16)。
5.根据权利要求3所述的一种V型气缸体精铣顶面和精镗缸孔的夹具，其特征在于，所述的右定位支座(12)至少设有两个，每个右定位支座(12)上均安装有定位销(2)，每个右定位支座(12)对应的定位销(2)的轴心线相重合，所述的安装座(13)滑动安装在底座(1)上。
6.根据权利要求5所述的一种V型气缸体精铣顶面和精镗缸孔的夹具，其特征在于，多个夹紧臂(5)的朝向分两组错开布置，其中，装在气缸体(a)中侧面窗口(d)外侧的多个夹紧臂(5)的朝向与装在气缸体(a)中侧面窗口(d)内侧的多个夹紧臂(5)的朝向相反。
7.根据权利要求5或6所述的一种V型气缸体精铣顶面和精镗缸孔的夹具，其特征在于，所述的底座(1)上设有驱动夹紧臂(5)旋转的夹紧油缸(17)，所述夹紧臂(5)的一端与夹紧油缸(17)连接，另一端旋接有夹紧钉(18)。
8.根据权利要求1所述的一种V型气缸体精铣顶面和精镗缸孔的夹具，其特征在于，所述的顶紧组件(6)包括拉动油缸(61)、拉杆导套(62)、楔形拉杆(63)、顶紧支柱(64)、顶紧导套(65)、顶紧螺钉(66)，所述的拉动油缸(61)和拉杆导套(62)均固定安装在底座(1)上，所述的楔形拉杆(63)滑动安装在拉杆导套(62)内，所述拉动油缸(61)的输出端伸入拉杆导套(62)内与楔形拉杆(63)连接，所述的顶紧导套(65)固定安装在底座(1)上，所述的顶紧支柱(64)滑动安装在顶紧导套(65)内，所述的顶紧螺钉(66)安装在顶紧支柱(64)的顶部，所述的顶紧支柱(64)下端斜面与楔形拉杆(63)的上侧斜面滑动连接；所述的顶紧导套(65)外围还设有防尘罩(19)。
9.根据权利要求1所述的一种V型气缸体精铣顶面和精镗缸孔的夹具，其特征在于，所述侧支承座(4)的内侧底部还设有可拆卸的侧导向块(20)。
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