CN109702529A - 发动机缸体斜水孔加工用夹持机构及加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种发动机缸体斜水孔加工用夹持机构，所述夹持机构包括托板、压紧组件、旋转机构，以及竖直安装于托板两端的连接竖板，所述压紧组件能将发动机缸体压紧在所述托板上，连接竖板与所述旋转机构的转轴连接，能由连接竖板带着夹持机构以旋转机构的转轴为中心转动。通过新设计的发动机缸体顶面斜水孔加工用夹持机构，解决了加工产品斜孔时，不能保证斜孔的角度、位置和对称性等问题；并且使用该夹具批量生产时，产品能保持高度的一致性，大幅提高了产品合格率，同时，加工效率也得到进一步的提高。

Description

发动机缸体斜水孔加工用夹持机构及加工方法

技术领域

本发明属于汽车发动机制造技术领域，特别涉及一种发动机缸体斜水孔加工用夹持机构及加工方法。

背景技术

水冷发动机的气缸体顶面设有斜水孔。如图1和图2所示的一种发动机缸体，发动机气缸体顶面的斜水孔位于缸孔之间，斜水孔的倾角、与缸孔之间的壁厚、孔径必须符合要求。在平面上钻斜孔，无论是位置精度、孔径精度及偏斜度都很难保证，且斜水孔属于深孔加工，在深孔加工中孔轴线的偏斜很难控制。

发明内容

本发明的目的在于：针对上述存在的问题，提供了一种发动机缸体斜水孔加工用夹持机构及加工方法，解决了加工产品斜孔时，不能保证斜孔的角度、位置和对称性等问题。

本发明采用的技术方案是这样实现的：一种发动机缸体斜水孔加工用夹持机构，所述夹持机构包括托板、压紧组件、旋转机构，以及竖直安装于托板两端的连接竖板，所述压紧组件能将发动机缸体压紧在所述托板上，连接竖板与所述旋转机构的转轴连接，能由连接竖板带着夹持机构以旋转机构的转轴为中心转动。

本发明所述的发动机缸体斜水孔加工用夹持机构，所述压紧组件安装在连接竖板上，压紧组件包括压紧油缸和压紧臂，压紧臂通过铰支座安装在压紧油缸的缸体顶部，压紧臂的尾端与压紧油缸的活塞杆铰接，并通过活塞杆的伸缩控制压紧臂前端对发动机缸体进行压紧或松开。

本发明所述的发动机缸体斜水孔加工用夹持机构，在所述托板的中部还设置有副托板，并在托板上围绕副托板设置有若干与发动机缸体底部销孔对应的定位销。

本发明所述的发动机缸体斜水孔加工用夹持机构，所述夹持机构还包括导向组件，以通过导向组件的导向作用，将发动机缸体推入到夹持机构的锁紧位置。

本发明所述的发动机缸体斜水孔加工用夹持机构，所述导向组件由在副托板顶部设置的两根以上的底部导向条，以及在两连接竖板的内侧分别设置的侧部导向条组成。

本发明所述的发动机缸体斜水孔加工用夹持机构，在托板上位于所述副托板之后设置有粗定位垫块；所述粗定位垫块的后端设置有竖直安装的粗定位挡块。

本发明所述的发动机缸体斜水孔加工用夹持机构，所述压紧组件上安装有传感器，设备通过传感器感应到产品压紧后启动加工程序。

本发明所述的发动机缸体斜水孔加工用夹持机构，还包括角度控制机构，所述角度控制机构包括气密检测板，以及安装在托板底部的定位垫块；所述定位垫块与气密检测板相互对应配合，并在托板翻转到位时相互贴合。

本发明所述的发动机缸体斜水孔加工用夹持机构，还包括翻转到位检测机构，所述翻转到位检测机构包括水平到位检测探头和角度到位检测探头；角度到位检测探头用于检测托板是否翻转到位，水平到位检测探头用于检测托板是否恢复到了水平位置。

发动机缸体斜水孔的加工方法，所述方法包括以下步骤：

S1：将夹持机构调整到水平，将副托板的水平位置调整到高于定位销的最高顶点；将发动机缸体的中间产品传送到正对夹具的底部导向条和侧部导向条形成的开口处，并将发动机缸体推入到副托板上；

S2：调整发动机缸体在副托板上的前后位置和左右位置，确保发动机缸体底部的销孔正对托板上相应的定位销；然后降低副托板到最低位置，使得缸体的底部销孔套入到相应的定位销上；

S3：将压紧组件紧压缸体的顶部，确保缸体被夹持牢固；夹持机构带着缸体旋转到预定角度并保持，然后启动加工工具对缸体进行斜水孔的加工，直到加工完单侧的所有斜水孔；

S4:将托板恢复到水平位置，并升高副托板到高于定位销的最高顶点，松开压紧组件,并将已完成斜水孔加工的缸体推出夹具，以进入下一个加工周期。

本发明的有益效果为：通过新设计的发动机缸体顶面斜水孔加工用夹持机构以及相应的加工方法，解决了加工产品斜孔时，不能保证斜孔的角度、位置和对称性等问题；并且使用该夹具批量生产时，产品能保持高度的一致性，大幅提高了产品合格率，同时，加工效率也得到进一步的提高。

附图说明

图1为发动缸体的斜水孔位置示意图；

图2为发动缸体的斜水孔剖视图；

图3为加工夹具的总体示意图；

图4为加工夹具后视图；

图5为加工夹具的夹持机构的立体示意图；

图6为加工夹具的夹持机构的主视图；

图7为加工夹具的气密检测板示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

如图所示：发动机缸体斜水孔加工夹具，所述夹具包括底板1、支撑柱2和夹持机构，所述支撑柱2设于底板1上，所述夹持机构连接在支撑柱2上，并能夹持住发动机缸体，还能将发动机缸体旋转到预定的角度。

进一步的，所述支撑柱2设有两根，并相对的固定在底板1的两端，在单侧或双侧的支撑柱上设置有旋转机构8，所述旋转机构8与夹持机构连接，并能驱动夹持机构旋转到预定的角度。

实施例2

在实施例1的基础上，所述夹持机构包括托板3、压紧组件4，以及竖直安装于托板两端的连接竖板31，连接竖板31与所述旋转机构8的转轴连接，并由连接竖板31带着夹持机构整体以旋转机构8的转轴为中心转动。

所述压紧组件4安装在连接竖板31上，压紧组件4包括压紧油缸41和压紧臂42，压紧臂42通过铰支座安装在压紧油缸41的缸体顶部，压紧臂42的尾端与压紧油缸41的活塞杆铰接，并通过活塞杆的伸缩控制压紧臂42前端对发动机缸体进行压紧或松开。

在所述托板3的中部还设置有副托板32，并围绕副托板32设置有若干定位销37，以共同对发动机缸体形成直接支撑。所述夹持机构还包括导向组件，以通过导向组件的导向作用，将发动机缸体推入到夹持机构的锁紧位置。具体的，在所述副托板32顶部设置有两根以上的底部导向条34；在所述两连接竖板31的内侧分别设置有侧部导向条33。其中，侧部导向条33为预定位机构，所述侧部导向条33与产品装夹到位后间隙0.5mm，以限制产品左右移动，口部有长度为50mm的坡口结构，坡口的优点为方便员工装夹产品。预定位主要作用为方便员工装夹产品时快速定位，使缸体上的销孔能准确的套入夹具上的定位销37，并最终完成定位和固定。底部导向条34可设计为圆柱形或长条形，并以圆柱形为最佳，用于支撑缸体下平面，作用主要是装夹产品用(上料架与夹具存在一定距离，要通过导向条连接才能实现产品的推进推出)，同样在口部设计为坡口形状方便装夹。侧部导向条33可通过伸缩油缸或者伸缩气缸安装在连接竖板31的内侧，可通过伸缩气缸或者伸缩油缸调整侧部导向条33之间的间距，以达到最佳的导向效果。

在托板3上位于所述副托板32之后设置有粗定位垫块35，粗定位垫块35也是预定位机构，限制产品向后移动，与产品装夹到位后间隙0.5mm.粗定位块的高度根据产品结构确定，能阻挡产品上较平整的搭子面。所述粗定位垫块35的后端设置有竖直安装的粗定位挡块36，以进一步的限定发动机缸体在托板上的位置。

进一步的，所述副托板32的底板设置有升降机构，可控制副托板32以及副托板32上的底部导向条34做相对于托板3的上下升降运动，主要作用在于：在发动机缸体推入夹具的过程中，通过升降机构将副托板32顶升，并使得底部导向条34的顶部高于所述定位销37的顶部高度，使得发动机缸体能顺利的推入，因为侧部导向条33的作用，使得推入过程很容易就能到位，这样当完全到位后，可以通过升降机构控制副托板32下降，使得底部导向条34的顶面位置低于定位销37的顶部高度，这样发动机缸体上的定位孔得以顺利套入到定位销37中，然后下压压紧臂42，以压紧并固定好发动机缸体，并开始后续的加工操作。当发动机缸体加工完成后，也需要抬升副托板32，使得发动机缸体能顺利的推出夹具，完成卸装过程。所述升降机构可以设为油缸传动控制，或者丝杆传动控制。更加详细的，所述升降机构包括设于托板3上的丝杆驱动电机38，并且配套的驱动丝杆381连接在副托板32的底部，这样通过驱动电机38和驱动丝杆381的共同配合来控制副托板32的升降。并且在托板3上围绕驱动丝杆381还设置有导向孔(图中未示出)，在副托板32上对应于所述导向孔设置有导向轴39，这样通过导向轴39与导向孔的配合，使得副托板32在升降过程中更加稳定。

所述夹具整体安装在载体机构上，在夹具底板上设有与载体机构连接的安装孔11。

所述旋转机构8设于支撑柱2内部，且所述旋转机构8设为电机传动或油缸传动，安装有齿轮、齿条用来控制夹具翻转。

所述压紧组件4上安装有传感器9，设备通过传感器9感应到产品压紧后启动加工程序。

实施例3

在实施例1和2的基础上，还包括角度控制机构5，所述角度控制机构5包括安装于底板1上的气密检测板51，以及安装在托板3底部的定位垫块52；所述定位垫块52与气密检测板51相互对应配合，并在托板3翻转到位时，相互贴合，以控制托板3能快速翻转到位(夹具翻转角度与产品上斜水孔与上平面夹角一致)。所述气密检测板51上设计有气检孔51a，当托板3完成翻转动作后，且定位垫块52与气密检测板51之间的间隙超过设定的间隙值时会自动报警。

所述夹具还包括设于底板1上的翻转到位检测机构，所述翻转到位检测机构包括水平到位检测探头6和角度到位检测探头7；角度到位检测探头7用于检测托板3是否翻转到位，水平到位检测探头6用于检测托板3是否恢复到了水平位置。

实施例4

本实施例中，夹具还设置有翻转角度的辅助保持机构，当托板3翻转到位后，所述辅助保持机构可控制托板3以稳定保持在相应的翻转角度位置。进一步的，所述辅助保持机构设为压紧油缸12，并安装在底板1上，当托板3翻转到位后，所述压紧油缸12通过伸出活塞杆顶住托板3以持续保持翻转角度。

所述底板1上设置有斜板13，所述斜板13保持一定的斜度安装在底板1上，并且斜板13相对于底板1的斜度与斜水孔的斜度相等。前述的角度到位检测探头7、压紧油缸12和气密检测板51均安装在斜板13上，以方便安装和控制。其中，所述角度到位检测探头7可以垂直于斜板13安装。

发动机缸体斜水孔的加工方法，所述方法包括以下步骤：

S1：将夹持机构调整到水平，将副托板的水平位置调整到高于定位销的最高顶点；将发动机缸体的中间产品传送到正对夹具的底部导向条和侧部导向条形成的开口处，并将发动机缸体推入到副托板上；

S2：调整发动机缸体在副托板上的前后位置和左右位置，确保发动机缸体底部的销孔正对托板上相应的定位销；然后降低副托板到最低位置，使得缸体的底部销孔套入到相应的定位销上；

S3：将压紧组件紧压缸体的顶部，确保缸体被夹持牢固；夹持机构带着缸体旋转到预定角度并保持，然后启动加工工具对缸体进行斜水孔的加工，直到加工完单侧的所有斜水孔；

S4:将托板恢复到水平位置，并升高副托板到高于定位销的最高顶点，松开压紧组件,并将已完成斜水孔加工的缸体推出夹具，以进入下一个加工周期。

当调整托板到水平位置时，通过水平到位检测探头检测托板是否恢复到了水平位置，否则夹具的预警系统将启动报警。

当所述托板翻转到位后，可启动辅助保持机构以控制托板稳定保持在相应的翻转角度。

当托板转动角度停止后，预警系统确认安装于底板上的气密检测板和安装在托板底部的定位垫块是否贴合紧密，否则预警系统将启动报警。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种发动机缸体斜水孔加工用夹持机构，其特征在于：所述夹持机构包括托板、压紧组件、旋转机构，以及竖直安装于托板两端的连接竖板，所述压紧组件能将发动机缸体压紧在所述托板上，连接竖板与所述旋转机构的转轴连接，能由连接竖板带着夹持机构以旋转机构的转轴为中心转动。

2.根据权利要求1所述的发动机缸体斜水孔加工用夹持机构，其特征在于：所述压紧组件安装在连接竖板上，压紧组件包括压紧油缸和压紧臂，压紧臂通过铰支座安装在压紧油缸的缸体顶部，压紧臂的尾端与压紧油缸的活塞杆铰接，并通过活塞杆的伸缩控制压紧臂前端对发动机缸体进行压紧或松开。

3.根据权利要求2所述的发动机缸体斜水孔加工用夹持机构，其特征在于：在所述托板的中部还设置有副托板，并在托板上围绕副托板设置有若干与发动机缸体底部销孔对应的定位销。

4.根据权利要求3所述的发动机缸体斜水孔加工用夹持机构，其特征在于：所述夹持机构还包括导向组件，以通过导向组件的导向作用，将发动机缸体推入到夹持机构的锁紧位置。

5.根据权利要求4所述的发动机缸体斜水孔加工用夹持机构，其特征在于：所述导向组件由在副托板顶部设置的两根以上的底部导向条，以及在两连接竖板的内侧分别设置的侧部导向条组成。

6.根据权利要求5所述的发动机缸体斜水孔加工用夹持机构，其特征在于：在托板上位于所述副托板之后设置有粗定位垫块；所述粗定位垫块的后端设置有竖直安装的粗定位挡块。

7.根据权利要求6所述的发动机缸体斜水孔加工用夹持机构，其特征在于：所述压紧组件上安装有传感器，设备通过传感器感应到产品压紧后启动加工程序。

8.根据权利要求7所述的发动机缸体斜水孔加工用夹持机构，其特征在于：还包括角度控制机构，所述角度控制机构包括气密检测板，以及安装在托板底部的定位垫块；所述定位垫块与气密检测板相互对应配合，并在托板翻转到位时相互贴合。

9.根据权利要求7所述的发动机缸体斜水孔加工用夹持机构，其特征在于：还包括翻转到位检测机构，所述翻转到位检测机构包括水平到位检测探头和角度到位检测探头；角度到位检测探头用于检测托板是否翻转到位，水平到位检测探头用于检测托板是否恢复到了水平位置。

10.发动机缸体斜水孔的加工方法，所述方法包括以下步骤：

S1：将夹持机构调整到水平，将副托板的水平位置调整到高于定位销的最高顶点；将发动机缸体的中间产品传送到正对夹具的底部导向条和侧部导向条形成的开口处，并将发动机缸体推入到副托板上；

S2：调整发动机缸体在副托板上的前后位置和左右位置，确保发动机缸体底部的销孔正对托板上相应的定位销；然后降低副托板到最低位置，使得缸体的底部销孔套入到相应的定位销上；

S3：将压紧组件紧压缸体的顶部，确保缸体被夹持牢固；夹持机构带着缸体旋转到预定角度并保持，然后启动加工工具对缸体进行斜水孔的加工，直到加工完单侧的所有斜水孔；

S4:将托板恢复到水平位置，并升高副托板到高于定位销的最高顶点，松开压紧组件,并将已完成斜水孔加工的缸体推出夹具，以进入下一个加工周期。