CN110449947B - 一种大缸径气缸套精镗夹具及其操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大缸径气缸套精镗夹具及其操作方法，设置在机床工作台上，包括夹紧机构、压紧机构、导向柱和上下压紧液压油缸，夹紧机构连接到机床工作台上，压紧机构位于夹紧机构上方，导向柱和上下压紧液压油缸分别设置在夹紧机构的两侧，压紧机构一侧连接到导向柱，另一侧与上下压紧液压油缸的动力轴相连，其优点在于，该精镗夹具通过自动调整的V形夹板，可以定位夹紧多种规格的气缸套外圆，节约工装成本。使用该精镗夹具可自动夹紧、压紧气缸套，且操作者无需将气缸套起吊至较高位置，降低工人劳动强度。该精镗夹具的装夹定位准确，牢固可靠，提高了加工精度、提高生产效率。

Description

一种大缸径气缸套精镗夹具及其操作方法

技术领域

本发明涉及机床镗削加工领域，尤其涉及一种大缸径气缸套精镗夹具及其操作方法。

背景技术

船用气缸套一般内径尺寸较大，缸套长度较长。因此，在精加工生产方面，难度较大。以往加工船用气缸套产品，特别是精镗内孔时，工装基本采用灌装模式，气缸套从模具的顶部灌装进入，利用模具和模具中的镶圈对气缸套进行定位，再用螺栓进行固定夹紧。在循环加工过程中，重复灌装气缸套会导致模具中镶圈内孔磨损严重，导致定位出现偏差，需要定期更换镶圈。由于模具整体相对较高，相对于操作者来说，需要将气缸套起吊到足够的高度，才能将气缸套放入模具中。受模具的限制，机床刀具旋转速度相对较低，产品加工时间长。因此，以往的罐装模式的工装使用成本高、生产效率低、质量不稳定，工人劳动强度大。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于提供一种大缸径气缸套精镗夹具，能实现对多种规格的气缸套进行自动定位夹紧、压紧，以提高生产效率、提高加工精度，降低工人劳动强度，降低工装成本。

技术方案：为了实现上述目的，本发明的大缸径气缸套精镗夹具，设置在机床工作台上，包括夹紧机构、压紧机构、导向柱和上下压紧液压油缸，夹紧机构可移动的连接到机床工作台上，压紧机构位于夹紧机构上方，导向柱和上下压紧液压油缸分别设置在夹紧机构的两侧，压紧机构一侧连接到导向柱，另一侧与上下压紧液压油缸的动力轴相连。

进一步的，夹紧机构包括支撑底座、导轨、支撑环、V形夹板和左右夹紧液压油缸，所述支撑底座固定连接在机床工作台上，所述支撑环固定连接在支撑底座上，所述导轨固定在支撑环的两侧，所述V形夹板为两个，可相向移动的设置在支撑环的两端，所述左右夹紧液压油缸固定在支撑底座上，左右夹紧液压油缸的动力轴与V形夹板相连。

进一步的，夹紧机构还包括齿轮座、齿轮和齿条，所述齿轮座设置在两个V形夹板之间并固定在导轨上，所述齿轮固定在齿轮座上，所述V形夹板开口端的两侧分别连接一根齿条，并与齿轮啮合，两块V形夹板的同侧齿条分别啮合到同一齿轮的上下两端。

进一步的，压紧机构包括下压铰链杆、万向环和压环，所述下压铰链杆的一端与导向柱之间铰接相连，另一端开设一个侧面开口的U形槽，并通过U形槽与上下压紧液压油缸的动力轴卡紧连接，所述万向环设置在支撑环的正上方位置，并连接在下压铰链杆上，所述压环可拆卸的连接在万向环的底面上。

进一步的，所述万向环分为内环和外环，内环和外环相嵌套，所述外环通过转轴与下压铰链杆相连，所述内环通过转轴与外环相连，与内环和外环连接的转轴互相垂直。

优选的，压环为多个不同直径的压环，可拆卸的安装在万向环内环底面上。

进一步的，所述导向柱包括隔套、导向柱锁定螺母、铰链接头和导向杆，所述隔套、导向柱锁定螺母和铰链接头均套接在导向杆上，隔套位于铰链接头两端，所述导向柱锁定螺母设置在隔套的两端，所述导向杆上设有螺纹，与导向柱锁定螺母上的螺纹配合连接。

优选的，本装置还包括支架，支架固定在机床工作台上，导向柱和上下压紧液压油缸分别固定在支架上。

针对大缸径气缸套精镗夹具的操作方法，包括以下步骤：

步骤一：根据需要镗削的气缸套的尺寸，通过调节导向柱的导向柱锁定螺母的位置，调整压紧机构的下压铰链杆的高度，并根据气缸套的内径选用合适直径的压紧机构的压环，并将其固定在压紧机构的万向环内环的底面上；

步骤二：转动压紧机构的下压铰链杆，使压紧机构的下压铰链杆上的U形槽脱离上下压紧液压油缸的动力轴，将压紧机构的万向环从夹紧机构的支撑环的正上方移开；

步骤三：将需要镗削加工的气缸套放置到夹紧机构的支撑环上，并启动夹紧机构的左右夹紧液压油缸，位于夹紧机构的支撑环两侧的V形夹板相向运动，将气缸套夹紧定心；

步骤四：再次转动压紧机构的下压铰链杆，将压紧机构的万向环移动到夹紧机构的支撑环的正上方，同时将U形槽再次插向上下压紧液压油缸的动力轴，并通过液压油缸锁定螺母将其固定；

步骤五：启动上下压紧液压油缸，带动压紧机构的下压铰链杆压紧气缸套，并通过压紧机构的下压铰链杆中心安装的万向环、压环自动调整位置，将气缸套压紧。

有益效果：

1、该精镗夹具通过自动调整的V形夹板，可以定位夹紧多种规格的气缸套外圆，节约工装成本。

2、使用该精镗夹具可自动夹紧、压紧气缸套，且操作者无需将气缸套起吊至较高位置，降低工人劳动强度。

3、该精镗夹具的装夹定位准确，牢固可靠，提高了加工精度、提高生产效率。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是图1中A-A位置的剖面图。

图3是图1中B-B位置的剖面图。

图4是本实用新型中夹紧机构的俯视图。

图5是本实用新型中夹紧机构的主视图。

图6是本实用新型中的万向环结构示意图。

图中，1是机床工作台，2是支撑底座，3是导轨，4是支撑环，5是V形夹板，6是垫板，7是夹具支架，8是导向杆，9是液压油缸支架，10是铰链接头，11是隔套，12是下压铰链杆，13是万向环，131是外环，132是内环，133是转轴，14是压环，15是上下压紧液压油缸，16是液压油缸轴锁定螺母，17是球面垫圈，18是锥面垫圈，19是导向柱锁定螺母，20是齿轮座，21是齿轮，22是齿条座，23是齿条，24是左右夹紧液压油缸，25是连接轴，26是连接轴锁定螺母，27是T形螺栓，28是左护板，29是右护板，30是护板。

具体实施方式

如图1、图2、图3所示，本发明的大缸径气缸套精镗夹具，设置在机床工作台1上，用于大缸径气缸套的精镗加工，主要由夹紧机构、压紧机构、支架、导向柱和上下压紧液压油缸15组成，其中夹紧机构固定在机床工作台1上，压紧机构位于夹紧机构的正上方位置，压紧机构的两侧分别与设置在夹紧机构两侧的导向柱和上下压紧液压油缸15相连，导向柱和上下压紧液压油缸15分别安装在夹具支架7和液压油缸支架9上，夹具支架7和液压油缸支架9均通过T形螺栓27固定连接在机床工作台1上。

如图4、图5所示，夹紧机构主要由支撑底座2、导轨3、齿轮座20、齿条座22、支撑环4、V形夹板5、左右夹紧液压油缸24、齿轮21和齿条23组成，其中支撑底座2通过T形螺栓27固定安装在机床工作台1上，支撑环4固定连接在支撑底座2的中心位置，在支撑底座2上的支撑环4的两侧位置安装导轨3，导轨3中间位置固定连接齿轮座20。在支撑环4的两端分别设有一个V形夹板5，V形夹板5的夹持面上设有可拆卸的垫板6。V形夹板5的两侧与导轨3内的滑块相连接，通过滑块带动V形夹板5在导轨内运动。其中一侧的V形夹板5与左右夹紧液压油缸24的连接轴25相连，并通过连接轴锁定螺母26固定。在两个V形夹板5的两侧开口端分别设有一个齿条座22，齿条23固定连接在齿条座22上，齿条23与安装在齿轮座上齿轮21相啮合，且两个V形夹板5上的同侧齿条23分别啮合在齿轮21的上下两端。在导轨3上方的两侧位置分别安装有左护板28和右护板29，防止镗削加工产生的铁屑落入导轨3，导致导轨3内的滑块卡死。在齿轮21和齿条22上方安装有防护板30，防止齿轮21、齿条23之间由于镗削加工过程中的铁屑落入导致齿轮21和齿条23卡死。

压紧机构主要由下压铰链杆12、万向环13和压环14组成，其中下压铰链杆12的其中一端与导向柱之间通过铰链铰接，另一端开设一个开口朝向侧面的U形槽，开口与上下压紧液压油缸15的动力轴相适配。U形槽与上下压紧液压油缸15的动力轴卡接配合。在上下压紧液压油缸15的动力轴顶端还设有液压油缸锁定螺母16，液压油缸锁定螺母16和下压铰链杆12之间自上而下依次设有的球面垫圈17和锥面垫圈18，用于固定与上下压紧液压油缸15的动力轴相连的下压铰链杆12。

如图6所示，万向环13分为内环132和外环131，外环131和下压铰链杆12之间通过转轴133相连，内环132和外环131之间通过转轴133相连，并且内环132和外环131的转轴133互相垂直。万向环13位于支撑环4的正上方位置，保证万向环13与支撑环4同心，万向环13连接在下压铰链杆12上，压环14为多个不同直径的压环14，根据加工需求，选用合适直径的压环14，并固定连接到万向环13的内环132的底面上。

导向柱主要由隔套11、铰链接头10、导向柱锁定螺母19和导向杆8组成，导向杆8通过铰链接头10与下压铰链杆12铰接，隔套11、导向柱锁定螺母19和铰链接头10均套接在导向杆8上，铰链接头10可上下移动的套接在导向杆8上，铰链接头10与导向杆8之间为可转动连接，在铰链接头10的两端分别设有一个隔套11，在隔套11的两端设有导向柱锁定螺母19，在导向杆8上导向柱锁定螺母19位置设有螺纹，导向柱锁定螺母19与导向杆8上的螺纹配合，通过调节导向杆8的上、下两端的导向柱锁定螺母19的位置，调节铰链接头10的高度，从而调节与铰链接头10相连的下压铰链杆12的高度。

本发明的大缸径气缸套精镗夹具的操作方法如下，

第一步，根据加工的气缸套的内径不同，选用合适直径的压紧机构的压环14，并将压环14固定到压紧机构的万向环13的内环的下端面上，并通过螺钉固定。再根据加工的气缸套的高度，通过转动调整位于导向柱的导向柱锁定螺母19，从而调整压紧机构的下压铰链杆12的高度，达到压紧气缸套所需的高度。

第二步，转动压紧机构的下压铰链杆12，使下压铰链杆12上的U形槽脱离上下压紧液压油缸15的动力轴，将压紧机构的万向环13从夹紧机构的支撑环4的正上方移开。

第三步，将气缸套放置在夹紧机构的支撑环4上，启动左右夹紧液压油缸24，控制夹紧装置的一侧V形夹板5移动，并通过一侧齿条23带动齿轮21转动，齿轮21带动另一侧齿条23运动，从而带动另一侧的V形夹板5运动，此时两侧V形夹板5相向运动，将气缸套夹紧并实现自动定心。

第四步，转动压紧机构的下压铰链杆12，将下压铰链杆12端部的U形槽插向压紧机构的上下压紧液压油缸15的动力轴，并通过位于压紧机构的下压铰链杆12上方的液压油缸锁定螺母16、球面垫圈17和锥面垫圈18将压紧机构的下压铰链杆12固定。

第五步，启动上下压紧液压油缸15，通过动力轴的移动，带动压紧机构的万向环13和压环14下压，将气缸套自动压紧，在压紧过程中，万向环13的内环132和外环131根据气缸套上端面位置自动调整位置，将压环14调整到水平位置。

完成气缸套的整体压紧和夹紧后，主轴上的镗刀旋转进给，对气缸套内孔进行切削加工。

Claims (5)

1.一种大缸径气缸套精镗夹具，设置在机床工作台上，其特征在于：包括夹紧机构、压紧机构、导向柱和上下压紧液压油缸，所述夹紧机构固定在机床工作台上，所述压紧机构位于夹紧机构正上方，所述导向柱和上下压紧液压油缸分别设置在夹紧机构的两侧，所述压紧机构一侧连接到导向柱，另一侧与上下压紧液压油缸的动力轴相连；其中，

所述夹紧机构包括支撑底座、导轨、支撑环、V形夹板和左右夹紧液压油缸，所述支撑底座固定连接在机床工作台上，所述支撑环固定连接在支撑底座上，导轨固定在支撑环的两侧，所述V形夹板为两个，可相向移动的设置在支撑环的两端，并与导轨滑动连接，所述左右夹紧液压油缸固定在支撑底座上，左右夹紧液压油缸的动力轴与其中一侧V形夹板相连；

所述压紧机构包括下压铰链杆、万向环和压环，所述下压铰链杆的一端与导向柱之间铰接相连，另一端开设一个侧面开口的U形槽，并通过U形槽与上下压紧液压油缸的动力轴卡紧连接，所述万向环设置在支撑环的正上方位置，万向环与支撑环同心，并连接在下压铰链杆上，所述压环可拆卸的连接在万向环的底面上；

所述导向柱包括隔套、导向柱锁定螺母、铰链接头和导向杆，所述隔套、导向柱锁定螺母和铰链接头均套接在导向杆上，隔套位于铰链接头两端，所述导向柱锁定螺母设置在隔套的两端，所述导向杆上设有螺纹，与导向柱锁定螺母上的螺纹配合连接；

所述夹紧机构还包括齿轮座、齿轮和齿条，所述齿轮座位于两个V形夹板之间并固定在导轨上，所述齿轮固定在齿轮座上，所述V形夹板开口端的两侧分别连接一根齿条，并与齿轮啮合，两块V形夹板的同侧齿条分别啮合到同一齿轮的上下两端。

2.根据权利要求1所述的大缸径气缸套精镗夹具，其特征在于：所述万向环分为内环和外环，内环和外环相嵌套，所述外环通过转轴与下压铰链杆相连，所述内环通过转轴与外环相连，与内环和外环连接的转轴互相垂直。

3.根据权利要求1所述的大缸径气缸套精镗夹具，其特征在于：所述压环包括多个不同直径的压环，可拆卸的安装在万向环内环底面上。

4.根据权利要求1所述的大缸径气缸套精镗夹具，其特征在于：还包括支架，所述支架固定在机床工作台上，所述导向柱和上下压紧液压油缸分别固定在支架上。

5.一种如权利要求1-4任一所述的大缸径气缸套精镗夹具的操作方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：根据需要镗削的气缸套的尺寸，通过调节导向柱的导向柱锁定螺母的位置，调整压紧机构的下压铰链杆的高度，并根据气缸套的内径选用合适直径的压紧机构的压环，并将其固定在压紧机构的万向环内环的底面上；

步骤二：转动压紧机构的下压铰链杆，使压紧机构的下压铰链杆上的U形槽脱离上下压紧液压油缸的动力轴，将压紧机构的万向环从夹紧机构的支撑环的正上方移开；

步骤三：将需要镗削加工的气缸套放置到夹紧机构的支撑环上，并启动夹紧机构的左右夹紧液压油缸，位于夹紧机构的支撑环两侧的V形夹板相向运动，将气缸套夹紧定心；

步骤四：再次转动压紧机构的下压铰链杆，将压紧机构的万向环移动到夹紧机构的支撑环的正上方，同时将U形槽再次插向上下压紧液压油缸的动力轴，并通过液压油缸锁定螺母将其固定；

步骤五：启动上下压紧液压油缸，带动压紧机构的下压铰链杆压紧气缸套，并通过压紧机构的下压铰链杆中心安装的万向环、压环自动调整位置，将气缸套压紧。

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