CN110170874A - 一种模锻活塞双面钻孔夹具及其双面钻孔工艺方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种模锻活塞双面钻孔夹具及其双面钻孔工艺方法，与现有技术相比解决了模锻活塞双面钻孔作业效率低、精度差的缺陷。本发明包括模锻活塞、夹具底座组件、上抵压组件和下顶胀组件，上抵压组件安装在夹具底座组件上且位于模锻活塞的上方，定位底座安装在夹具底座组件上方，所述定位底座的上表面形状与模锻活塞内表面形状相同，模锻活塞套在定位底座上。本发明实现了模锻活塞两后裙面两侧同时钻孔加工，并可快速装夹、自动定位夹紧，大大降低了钻模与工件的装配技术难度并提高了对位准确性。

Description

一种模锻活塞双面钻孔夹具及其双面钻孔工艺方法
技术领域
本发明涉及机械钻孔技术领域，具体来说是一种模锻活塞双面钻孔夹具及其双面钻孔工艺方法。
背景技术
由于模锻活塞与活塞销装配需求，在技术工艺上需要在模锻活塞两后裙面两侧钻通孔。现有的钻孔装置只能在一个方位上(一侧)对模锻活塞进行钻孔加工，因此常采用分两道加工的方式，分两次对工件进行加工。
而分道加工方式存在两次装夹定位，致使效率较低，且重复定位较容易产生工件定位误差、尺寸偏差较大等一系列质量问题。同时由于模锻活塞内腔为复杂的不规则几何形状，在钻孔时需要利用装夹压板来定位加工，装夹压板与工件的装配准确度和难度也很难得到有效保证，无法满足高质量、高精度、大批量的生产要求。
因此，如何开发出一种用于模锻活塞进行双面钻孔作业的夹具已经成为急需解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中模锻活塞双面钻孔作业效率低、精度差的缺陷，提供一种模锻活塞双面钻孔夹具及其双面钻孔工艺方法来解决上述问题。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种模锻活塞双面钻孔夹具，包括模锻活塞、夹具底座组件、上抵压组件和下顶胀组件，上抵压组件安装在夹具底座组件上且位于模锻活塞的上方，定位底座安装在夹具底座组件上方，
所述定位底座的上表面形状与模锻活塞内表面形状相同，模锻活塞套在定位底座上；
所述的下顶胀组件包括安装在夹具底座组件上的下液压缸，下液压缸的下活塞杆朝向模锻活塞，定位底座内安装有胀块、前胀销和后胀销，前胀销与后胀销位于定位底座同一横向截面上且前胀销、后胀销均与定位底座构成滑动配合，胀块安装在定位底座内的纵向中心处且胀块与定位底座构成滑动配合，胀块的前端为锥台形状，胀块后端安装在下活塞杆上，前胀销后端、后胀销后端均抵在胀块前端锥台最窄处，当下活塞杆运动至最大载程时，胀块前端上移将前胀销前端、后胀销前端均挤在模锻活塞的内壁上。
还包括左压块组件和右压块组件，所述的左压块组件与右压块组件结构相同，所述的左压块组件包括安装在夹具底座组件上的左压头底座，左压头底座内安装有左液压缸，左液压缸的左活塞杆朝向夹具底座组件的纵向中心线，左活塞杆上固定安装有左压头，当左活塞杆运动至最大载程时，左压头抵在模锻活塞的外壁上。
所述的上抵压组件包括安装在夹具底座组件上的支柱，压板与衬套间隙配合安装在支柱上且与支柱、衬套构成转动配合，压板上安装有上液压缸，上液压缸的上活塞杆朝向模锻活塞且位于模锻活塞上方，上活塞杆上安装有上压块，当上活塞杆运动至最大载程时，上压块压在模锻活塞上。
所述定位底座的顶部安装有定位螺母。
所述的夹具底座组件包括夹具底座，夹具底座上固定安装有中间座，中间座上固定安装有定位盘。
所述的胀块后端通过过渡块、活塞杆接头安装在下活塞杆上。
所述的左压头顶部为半圆形。
一种模锻活塞双面钻孔夹具的双面钻孔工艺方法，包括以下步骤：
待模锻活塞套在定位底座上预夹紧上抵压组件的定位点；
确认模锻活塞已与定位底座上定位点贴合，未出现扭转；
下顶胀组件工作，致使前胀销和后胀销从模锻活塞内壁的定位点胀紧；
左压块组件、右压块组件工作，将左压头和右压头抵在模锻活塞的外壁；
启动机床，两个钻头从左右两边同时快速接近模锻活塞的5mm处自动转成工进慢速，钻头开始钻孔；
钻孔结束后，两个钻头同时快速退回原点；
上抵压组件、下顶胀组件、左压块组件和右压块组件自动松开回位；
取下双面钻好孔的模锻活塞。
有益效果
本发明的一种模锻活塞双面钻孔夹具及其双面钻孔工艺方法，与现有技术相比实现了模锻活塞两后裙面两侧同时钻孔加工，并可快速装夹、自动定位夹紧，大大降低了钻模与工件的装配技术难度并提高了对位准确性，缩短了加工时间，提高了生产效率。
附图说明
图1为本发明的正视结构图；
图2为图1的左侧视图；
图3为图1的A向视图；
其中，1-夹具底座、2-下液压缸、3-下活塞杆、4-中间座、5-定位盘、6-过渡块、7-右活塞杆、8-右液压缸、9-右压头底座、10-定位衬套、11-销轴、12-右钻头、13-定位底座、14-右压头、15-模锻活塞、16-上压块、17-上活塞杆、18-上液压缸、19-定位螺母、20-左压头、21-左钻头、22-左液压缸、23-左活塞杆、24-支柱、25-衬套、26-压板、27-前胀销、28-胀块、29-内六角螺栓、30-手柄、31-后胀销、32-活塞杆接头、33-左压头底座。
具体实施方式
为使对本发明的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解与认识，用以较佳的实施例及附图配合详细的说明，说明如下：
如图1和图2所示，本发明所述的一种模锻活塞双面钻孔夹具，包括模锻活塞15、夹具底座组件、左压块组件、右压块组件、上抵压组件和下顶胀组件，夹具底座组件用于提供相关组件的安装平台，上抵压组件用于从上方对模锻活塞15进行向下的抵压固定，下顶胀组件用于从下方从模锻活塞15内腔形成由内向外的顶胀固定。左压块组件和右压块组件用于分别从模锻活塞15的左侧、右侧对模锻活塞15进行顶压限位固定。
在此，通过上抵压组件、左压块组件、右压块组件形成上、左、右三个方向的固定，同时，针对于模锻活塞15为内腔复杂不规则几何形状结构，利用下顶胀组件从模锻活塞15内腔内将模锻活塞15的外壁往外顶，与左压块组件、右压块组件形成相对立的配合力，以此保证模锻活塞15的安装牢固性。下顶胀组件的作用有三点：1、从模锻活塞15内腔内将模锻活塞15的内壁往外顶，形成从模锻活塞15内腔的固定力；2、配合上抵压组件形成上下压合力；3、配合左压块组件、右压块组件形成相对立的配合力，通过下顶胀组件克服了传统的下部支撑方案所带来支撑力的单一性(传统只是形成一个由下至上的作用力)，形成了上、下、左、右四个方向作用力的相配合，从而牢固地形成对模锻活塞15的夹力。
同时，为了配合模锻活塞15内腔的特殊形状，将定位底座13的上表面形状设计与模锻活塞15内表面(内腔)形状相同，使得模锻活塞15套在定位底座13上。为了更好地配合不同型号的模锻活塞15，可以在定位底座13的顶部加装定位螺母19，通过定位螺母19的调整，可以微调形成定位底座13前端的凸起。
夹具底座组件包括夹具底座1，夹具底座1可以通过多个内六角螺栓29进行底部固定。夹具底座1上固定安装有作为支撑平台的中间座4，中间座4上固定安装有方便限位安装的定位盘5，同时为了减少误差，还可以在定位盘5上安装传统的定位衬套10。
下顶胀组件包括安装在夹具底座组件上的下液压缸2，下液压缸2的下活塞杆3朝向模锻活塞15，下液压缸2为下顶胀组件提供动力来源。定位底座13内安装有胀块28、前胀销27和后胀销31，通过胀块28前伸形成前胀销27和后胀销31的外顶。
前胀销27与后胀销31位于定位底座13同一横向截面上，即前胀销27与后胀销31两者尾部延长线相接，前胀销27、后胀销31均与定位底座13构成滑动配合，针对于定位底座13左右两个方向的运动，其中滑动配合的方式可以采用现有技术中的传统方式，如前胀销27或后胀销31穿过定位底座13侧壁并通过弹簧进行弹性限位。同理，胀块28安装在定位底座13内的纵向中心处，胀块28针对于定位底座13上下两个方向的运动，胀块28与定位底座13构成滑动配合，胀块28可以在定位底座13内进行上下两个方向的运动。胀块28的前端为锥台形状，锥台形状的特点是前窄后宽，利用锥台形状的特殊形状，形成前胀销27与后胀销31的伸出或缩回。胀块28后端安装在下活塞杆3上，在实际应用中，为了缩短胀块28的运动行程，胀块28后端可以通过过渡块6、活塞杆接头32安装在下活塞杆3上。
下活塞杆3的上下运动带动胀块28的上下运动。前胀销27后端、后胀销31后端均抵在胀块28前端锥台最窄处，同时，当下活塞杆3运动至最大载程时，胀块28上移，致使前胀销27前端、后胀销31前端均抵在模锻活塞15的内壁上。即，当下活塞杆3运动上升时，其带动胀块28上升，由于胀块28的前端为锥台形状，其上升导致前胀销27与后胀销31两者之间的间距由小变大，将前胀销27与后胀销31挤出定位底座13，定位在模锻活塞15的内壁上。
左压块组件与右压块组件结构相同，左压块组件与右压块组件配合前胀销27与后胀销31对模锻活塞15侧壁的固定，前胀销27与后胀销31是从模锻活塞15内壁(内腔)进行固定，左压块组件与右压块组件则是从模锻活塞15外壁进行固定。
左压块组件包括安装在夹具底座组件(中间座4)上的左压头底座33，左压头底座33内安装有左液压缸22，左液压缸22的左活塞杆23朝向夹具底座组件的纵向中心线，即左活塞杆23实现横向(左右)方向的运动。左活塞杆23上固定安装有左压头20，左压头20可以通过传统的销轴11安装在左活塞杆23上，当左活塞杆23运动至最大载程时，左压头20抵在模锻活塞15的外壁上，形成从左侧对模锻活塞15外壁的限位。由此同理，右压块组件则由右压头底座9、右液压缸8组成，通过右液压缸8的右活塞杆7，带动右压头14从右侧对模锻活塞15外壁的限位。由于模锻活塞15的外壁为弧形，在进行钻孔作业时容易产生打滑现象，如图3所示，在此将左压头20(右压头14)顶部设计为半圆形，以形成导程孔的作用，为左钻头21、右钻头12提供导程引导。
上抵压组件包括安装在夹具底座组件(中间座4)上的支柱24，压板26(的孔)与衬套25间隙配合安装在支柱24上且与支柱24、衬套25构成转动配合，压板上还可以安装手柄30。在此，通过手柄30可以方便转动压板26，以此实现模锻活塞15的快速装载，进一步提高效率。压板26上安装有上液压缸18，上液压缸18的上活塞杆17朝向模锻活塞15且位于模锻活塞15上方，形成向下的运动趋势。同理，上活塞杆17上安装有上压块16，当上活塞杆17运动至最大载程时，上压块16压在模锻活塞15上，形成针对于模锻活塞15由上至下的下压力。
在此，针对于模锻活塞双面钻孔夹具，还提供一种模锻活塞双面钻孔夹具的双面钻孔工艺方法，包括以下步骤：
第一步，待模锻活塞15套在定位底座13上预夹紧上抵压组件的定位点。上液压缸18工作，致使上活塞杆17带动上压块16进行下压固定。
第二步，确认模锻活塞15已与定位底座13上定位点贴合，未出现扭转。
第三步，下顶胀组件工作，致使前胀销27和后胀销31从模锻活塞15内壁的定位点胀紧。下液压缸2工作，致使下活塞杆3上升，将前胀销27和后胀销31挤出定位底座13，形成对模锻活塞15内壁定位点胀紧。
第四步，左压块组件、右压块组件工作，将左压头20和右压头14抵在模锻活塞15的外壁。左液压缸22和右液压缸8工作，从左右两侧固定模锻活塞15。
第五步，启动机床，两个钻头(左钻头21、右钻头12)从左右两边同时快速接近模锻活塞15的5mm处自动转成工进慢速，同时在左压头20、右压头14的引导下，钻头开始钻孔。
第六步，钻孔结束后，两个钻头(左钻头21、右钻头12)同时快速退回原点。
第七步，上抵压组件、下顶胀组件、左压块组件和右压块组件自动松开回位。
第八步，取下双面钻好孔的模锻活塞15。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (8)

1.一种模锻活塞双面钻孔夹具，包括模锻活塞(15)、夹具底座组件、上抵压组件和下顶胀组件，上抵压组件安装在夹具底座组件上且位于模锻活塞(15)的上方，定位底座(13)安装在夹具底座组件上方，其特征在于：
所述定位底座(13)的上表面形状与模锻活塞(15)内表面形状相同，模锻活塞(15)套在定位底座(13)上；
所述的下顶胀组件包括安装在夹具底座组件上的下液压缸(2)，下液压缸(2)的下活塞杆(3)朝向模锻活塞(15)，定位底座(13)内安装有胀块(28)、前胀销(27)和后胀销(31)，前胀销(27)与后胀销(31)位于定位底座(13)同一横向截面上且前胀销(27)、后胀销(31)均与定位底座(13)构成滑动配合，胀块(28)安装在定位底座(13)内的纵向中心处且胀块(28)与定位底座(13)构成滑动配合，胀块(28)的前端为锥台形状，胀块(28)后端安装在下活塞杆(3)上，前胀销(27)后端、后胀销(31)后端均抵在胀块(28)前端锥台最窄处，当下活塞杆(3)运动至最大载程时，胀块(28)前端上移将前胀销(27)前端、后胀销(31)前端均挤在模锻活塞(15)的内壁上。
2.根据权利要求1所述的一种模锻活塞双面钻孔夹具，其特征在于：还包括左压块组件和右压块组件，所述的左压块组件与右压块组件结构相同，所述的左压块组件包括安装在夹具底座组件上的左压头底座(33)，左压头底座(33)内安装有左液压缸(22)，左液压缸(22)的左活塞杆(23)朝向夹具底座组件的纵向中心线，左活塞杆(23)上固定安装有左压头(20)，当左活塞杆(23)运动至最大载程时，左压头(20)抵在模锻活塞(15)的外壁上。
3.根据权利要求2所述的一种模锻活塞双面钻孔夹具，其特征在于：所述的上抵压组件包括安装在夹具底座组件上的支柱(24)，压板(26)与衬套(25)间隙配合安装在支柱(24)上且与支柱(24)、衬套(25)构成转动配合，压板(26)上安装有上液压缸(18)，上液压缸(18)的上活塞杆(17)朝向模锻活塞(15)且位于模锻活塞(15)上方，上活塞杆(17)上安装有上压块(16)，当上活塞杆(17)运动至最大载程时，上压块(16)压在模锻活塞(15)上。
4.根据权利要求1所述的一种模锻活塞双面钻孔夹具，其特征在于：所述定位底座(13)的顶部安装有定位螺母(19)。
5.根据权利要求1所述的一种模锻活塞双面钻孔夹具，其特征在于：所述的夹具底座组件包括夹具底座(1)，夹具底座(1)上固定安装有中间座(4)，中间座(4)上固定安装有定位盘(5)。
6.根据权利要求1所述的一种模锻活塞双面钻孔夹具，其特征在于：所述的胀块(28)后端通过过渡块(6)、活塞杆接头(32)安装在下活塞杆(3)上。
7.根据权利要求1所述的一种模锻活塞双面钻孔夹具，其特征在于：所述的左压头(20)顶部为半圆形。
8.根据权利要求3所述的一种模锻活塞双面钻孔夹具的双面钻孔工艺方法，其特征在于，包括以下步骤：
81)待模锻活塞(15)套在定位底座(13)上预夹紧上抵压组件的定位点；
82)确认模锻活塞(15)已与定位底座(13)上定位点贴合，未出现扭转；
83)下顶胀组件工作，致使前胀销(27)和后胀销(31)从模锻活塞(15)内壁的定位点胀紧；
84)左压块组件、右压块组件工作，将左压头(20)和右压头(14)抵在模锻活塞(15)的外壁；
85)启动机床，两个钻头从左右两边同时快速接近模锻活塞(15)的5mm处自动转成工进慢速，钻头开始钻孔；
86)钻孔结束后，两个钻头同时快速退回原点；
87)上抵压组件、下顶胀组件、左压块组件和右压块组件自动松开回位；
88)取下双面钻好孔的模锻活塞(15)。
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