CN111515440A - 一种铣削连杆体、盖哈夫面的夹具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种铣削连杆体、盖哈夫面的夹具，包括第一立板、第二立板、第一横板(上表面开有V形槽)、定位块(固定在第一立板上)、切边定位销(位于V形槽上方，由共轴且顺序连接的固定段、圆柱段和咬合段组成)、第一压紧机构、第二压紧机构和第三压紧机构；第一压紧机构和第二压紧机构用于固定连杆体的大端和连杆盖，第三压紧机构用于固定连杆体的小端；夹具工作时，连杆体大端及连杆盖的中心与第二立板的水平距离等于切边定位销的中心轴与第二立板的水平距离。本发明采用手轮滑块等纯机械机构组装，制作方便，稳定可靠；通过“两面一孔”定位，提高了连杆体、盖的尺寸一致性，降低了加工过程中切向应力作用，延长夹具的使用寿命。

Description

一种铣削连杆体、盖哈夫面的夹具

技术领域

本发明属于夹具技术领域，涉及一种铣削连杆体、盖哈夫面的夹具。

背景技术

连杆作为汽车发动机的主要传动部件之一，它将活塞的往复运动变为曲轴的旋转运动，并把作用在活塞组上的力传给曲轴，其加工精度将直接影响发动机整体的运转性能。在实际加工过程中，由于连杆体及盖分开的影响，需要经过两道工序才能完成连杆体、盖及油孔的加工，在批量生产中加工效率较低。目前，工程技术人员设计的夹具存在设计结构复杂、定位与夹紧装置不合理等问题，造成连杆体与盖的加工精度无法满足公差要求、结合不良等影响连杆体与盖联接螺栓的承载能力，结果使发动机在运行时出现脱离现象。

针对上述出现的问题，本文设计的一种铣削连杆体、盖哈夫面的夹具，能实现在一套夹具中，采用简单的立式加工中心，经过1次装夹完成连杆体与盖哈夫面的所有加工。

专利CN201611061160.2公开了一种铣连杆剖分面的专用夹具，包括底座、支柱、支撑板和T形夹具体，支撑板上设有伺服电机和导轨，导轨上设有圆柱形推杆，伺服电机的输出端通过滚珠丝杠与圆柱形推杆的尾端相连，圆柱形推杆的前端连接有U形架，U形架的两端分别设小摆动压块；圆柱形推杆的两侧分别对称设有一组大压块组件，大压块组件包括连接杆、大摆动压块和摆动杆，连接杆的一端通过螺栓与圆柱形推杆相连，摆动杆的两端通过圆柱销分别与大摆动压块和连接杆的另一端可转动相连，摆动杆的中部通过销钉螺丝与支撑板可转动相连。但是该方案还是存在缺陷，该方案中，连杆通过伺服电机的输出端、滚珠丝杠、支柱、导轨等机构压紧在夹具体上，即连杆的压紧是通过滚珠丝杠装置来实现的，存在的问题是：伺服电机和滚珠丝杠本身成本较高，稳定性不好且存在一定公差，尤其是当设备使用一段时间磨损后，精度会更差，这样连杆不能准确定位，加工时会晃动，根本无法保证加工的精度。

专利CN201721388853.2公开了一种用于连杆体盖同时加工的夹具，其主要技术方案：将底座和靠板焊接为一个支架；将大端孔芯轴的左端穿过与靠板配合连接的垫套并固紧，再将大端孔芯轴的右端装入U型压板和螺母；将小端孔芯轴穿过垫板、靠板的开口定位孔并固紧。存在的问题是：操作繁琐、夹具成本高、连杆体和连杆盖的尺寸一致性差，并且无法实现一次装夹完成连杆体与盖哈夫面的同时加工等缺点。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术中存在的问题，提供一种结构合理、使用范围广泛、尺寸一致性好、安装简单、成本低、效率高、检修方便的适于铣削连杆体、盖哈夫面的夹具。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种铣削连杆体、盖哈夫面的夹具，包括第一立板、第二立板、第一横板、定位块、切边定位销、第一压紧机构、第二压紧机构和第三压紧机构；

第一立板、第二立板和第一横板都为平板，第二立板和第一横板都与第一立板垂直连接，第二立板靠近第一立板的顶部，第一横板位于第一立板的底部；

第一横板的上表面开有V形槽；

定位块固定在第一立板上；

切边定位销位于V形槽上方，由共轴且顺序连接的固定段、圆柱段和咬合段组成；固定段穿入第一立板中与其固定连接；圆柱段的长度小于V形槽的长度，且圆柱段的中心轴与V形槽的槽底直线正投影重合；咬合段用于穿入连杆体的小端的内孔中，并与其过盈配合；

第二立板以及位于第二立板同一侧的V形槽、定位块、切边定位销、第一压紧机构、第二压紧机构和第三压紧机构都位于第一立板的同一侧；

定位块用于支撑连杆体的大端和连杆盖；第一压紧机构用于沿垂直于第一立板的方向压紧连杆体的大端和连杆盖，使其与第一立板的表面贴合；第二压紧机构用于沿垂直于第二立板的方向压紧连杆体的大端和连杆盖，使其与第二立板的表面贴合；第三压紧机构用于沿垂直于第一立板的方向压紧连杆体的小端，使其与圆柱段的端面贴合；

铣削连杆体、盖哈夫面的夹具工作时，连杆体大端及连杆盖的中心与第二立板的水平距离等于切边定位销的中心轴与第二立板的水平距离，以保证连杆体被垂直夹紧，而不会发生倾斜。

使用本发明的铣削连杆体、盖哈夫面的夹具时，第一压紧机构能够沿垂直于第一立板的方向压紧连杆体的大端和连杆盖，使其与第一立板的表面贴合，该贴合面为定位基准I，第二压紧机构能够沿垂直于第二立板的方向压紧连杆体的大端和连杆盖，使其与第二立板的表面贴合，该贴合面为定位基准II，切边定位销能够穿入连杆体的小端的内孔中，使连杆体的小端与V形槽的两斜面相接触(V形槽尽量开设的深一些，使用过程中第一次安装可以不需要接触，有少许间隙可以垫几个铜片，辅助受力，目的是防止切边定位销切向载荷过大而折断)，切边定位销作为定位孔，为定位基准III，通过三个定位基准即“两面一孔”定位，能够消除连杆体、盖的6个自由度，为同时铣削连杆体和连杆盖提供了保障，具体地，定位基准III能限制1个自由度，加上二个平面即定位基准I和定位基准II能限制5个自由度，此时工件属完全定位，可以有效地消除工件在夹具上定位时，因定位基准发生位移、定位基准与工序基准不重合产生的定位误差，保证了加工精度。

作为优选的技术方案：

如上所述的一种铣削连杆体、盖哈夫面的夹具，第一立板的同一侧共设有两组左右对称的第二立板、V形槽、切边定位销、第一压紧机构、第二压紧机构和第三压紧机构；两组的第二立板为同一板，或者分别为匚形板的两侧板，匚形板的底板与第一立板固定连接，相对于两组的第二立板为同一板，两组的第二立板为匚形板的两侧板结构更优，因为匚形板的底板与第一立板连接较为简单，结构稳定性更加，单独实现第二立板与第一立板的固定连接相对困难。本发明一次装夹可同时加工两组连杆盖与连杆体工件，加工效率高，可以有效地保证连杆盖与连杆体在机械加工时相关尺寸的一致性和加工精度。本发明还可再增加几组第二立板、V形槽、切边定位销、第一压紧机构、第二压紧机构和第三压紧机构，以加工更多组连杆盖与连杆体工件。

如上所述的一种铣削连杆体、盖哈夫面的夹具，定位块与第一立板固定连接，第一立板上设有两个供定位块定位销穿过的定位块定位孔，两个定位块定位孔位于同一水平线的两侧，不仅降低了制作夹具时的精度要求，而且更容易承担各个方向上力的作用，保证了定位的可靠性。此定位块根据加工连杆的需要，还可以更换材质。

如上所述的一种铣削连杆体、盖哈夫面的夹具，第一压紧机构由双头螺栓、压紧板、第一螺母和第二螺母组成；双头螺栓的一头穿过第一立板与第一螺母连接，另一头穿过压紧板与第二螺母连接。压紧时，只需要旋转第二螺母即可，随着第二螺母的旋转，其不断挤压压紧板，压紧板压紧连杆体的大端和连杆盖，使其与第一立板的表面贴合。压紧板的形状可以更换为方形，取材方便，便于制作。

如上所述的一种铣削连杆体、盖哈夫面的夹具，第二压紧机构由手轮、手轮压紧销、手轮支撑块、压紧螺栓和压紧滑块组成；手轮通过手轮压紧销与压紧螺栓固定连接，手轮支撑块固定在第一立板上，压紧螺栓穿过手轮支撑块与压紧滑块接触，第一立板上设有水平导轨，压紧滑块与水平导轨滑动连接。压紧时，只需要旋转手轮即可，手轮旋转带动压紧螺栓旋转，压紧螺栓旋转推动压紧滑块沿着水平导轨滑动，进而压紧连杆盖和连杆体大端。第二压紧机构须使手轮、手轮支撑块、压紧螺栓和压紧滑块在水平方向上保持一致，通过手动控制压紧滑块的移动速度，有利于实现对连杆体及盖的有效夹持，避免对水平导轨造成损伤。

如上所述的一种铣削连杆体、盖哈夫面的夹具，第三压紧机构由压紧圆环、第一螺栓和第三螺母组成，切边定位销内设有螺纹孔，第一螺栓的一端与第三螺母连接，另一端穿过压紧圆环穿入螺纹孔内。压紧时，只需要拧紧第三螺母即可，随着第三螺母的旋转，其不断挤压压紧圆环，压紧圆环压紧连杆体的小端，使其与圆柱段的端面贴合。通过压紧圆环、第一螺栓和第三螺母进行轴向固定，加工完成后更换工件时，只需松开第三螺母，向上取出压紧圆环，就可以取出连杆盖和连杆，重新装入新的待加工工件，装夹和更换工件方便快捷。

如上所述的一种铣削连杆体、盖哈夫面的夹具，还包括第二横板，第二横板位于第一横板的下方，二者通过第二螺栓和第四螺母固定连接。

如上所述的一种铣削连杆体、盖哈夫面的夹具，第二横板上设有六个对称的螺栓孔，同时设有六个与螺栓孔相对的U型槽，在加工时保证了受力的均匀。

现有技术一般是由伺服电机、滚珠丝杠、外设导轨等机构压紧在夹具体上。与现有技术相比，本发明对称设置的两组手轮滑块机构(即第二压紧机构)，由手轮、手轮压紧销、手轮支撑块、压紧螺栓和压紧滑块组成，代替电动或者液压结构，本夹具为纯机械组装夹具，压紧时，只需要旋转手轮即可，手轮旋转带动压紧螺栓旋转，压紧螺栓旋转推动压紧滑块沿着水平导轨滑动，进而压紧连杆盖和连杆体大端，通过开设在夹具体上的导轨，手动控制压紧滑块的移动速度，稳定且出错率低，避免对水平导轨造成损伤，有利于实现对连杆体及盖的有效夹持。

现有技术通常采用一面两孔定位，即以平面和垂直于此平面的孔为定位基准组合起来，很容易产生过定位问题，另外，对于竖向结构的夹具，采用此种方式容易引起切向应力过大，折断定位销的问题。与现有技术相比，本发明对采用两面一孔定位，以第一立板作为定位基准I，以第二立板作为定位基准II，以切边定位销作为定位基准III，利用开设在夹具体上的三角槽作为辅助受力，可以有效避免加工过程中因切向力过大造成夹具损坏问题。

有益效果：

(1)本发明的铣削连杆体、盖哈夫面的夹具成本低，效率高，工作时操作容易，其中第二压紧机构运用手轮滑块机构，代替液压气动夹具，该夹具为纯机械组装夹具，结构简单，制作方便，能够实现连杆体及盖等待加工件的快速安装，满足大批量生产的需求；

(2)本发明的铣削连杆体、盖哈夫面的夹具采用两面一孔定位，一次装夹可以完成对连杆体、盖哈夫面的所有加工，加工的连杆体和连杆盖的尺寸一致性差合格率达95％以上；

(3)本发明的铣削连杆体、盖哈夫面的夹具的使用范围广，由于此套夹具中采用的切边定位销和定位块更换比较方便，面对各类连杆外形的差异，加工哈夫面时只需要更换切边定位销和定位块即可；

(4)本发明的铣削连杆体、盖哈夫面的夹具检修方便，加工工艺较为简单，原理通俗易懂，维修保养容易，定期检验精度即可。

附图说明

图1为本发明一种铣削连杆体、盖哈夫面的夹具的结构示意图；

图2为本发明一种铣削连杆体、盖哈夫面的夹具的爆炸图；

图3和图4为本发明一种铣削连杆体、盖哈夫面的夹具的剖视图；

图5为本发明一种铣削连杆体、盖哈夫面的夹具的局部零件图；

其中，1-第二横板，2-夹具体，2.1-第一立板，2.2-第一横板，3-手轮，4-手轮压紧销，5-手轮支撑块，6-压紧螺栓，7-压紧滑块，8-双头螺栓，9-压紧板，10-挡料块，11-连杆盖，12-连杆体，13-切边定位销，14-压紧圆环，15-第一螺栓，16-V形槽，17-水平导轨，18-定位块，19-手轮支撑块定位孔，20-定位块定位孔，21-切边定位销孔。

具体实施方式

下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“垂直”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”、“第五”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”、“第四”、“第五”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

一种铣削连杆体、盖哈夫面的夹具，如图1～5所示，由第一立板2.1、第二立板、第一横板2.2、第二横板1、定位块18、切边定位销13、第一压紧机构、第二压紧机构和第三压紧机构组成；

第一立板2.1、第二立板和第一横板2.2都为平板，第二立板与第一立板2.1垂直连接，第二立板靠近第一立板2.1的顶部，第一横板2.2与第一立板2.1垂直连接(二者构成夹具体2)，第一横板2.2位于第一立板2.1的底部；第二横板1位于第一横板2.2的下方，二者通过第二螺栓和第四螺母固定连接，第二横板1上设有六个对称的螺栓孔，同时设有六个与螺栓孔相对的U型槽；

第一横板2.2的上表面一侧开有V形槽16；

定位块18与第一立板2.1固定连接，第一立板2.1上设有两个供定位块定位销穿过的定位块定位孔20，两个定位块定位孔20位于同一水平线的两侧；

切边定位销13位于V形槽16上方，由共轴且顺序连接的固定段、圆柱段和咬合段组成；固定段穿入第一立板2.1中与其固定连接，第一立板2.1上设有切边定位销孔21；圆柱段的长度小于V形槽16的长度，且圆柱段的中心轴与V形槽16的槽底直线正投影重合；咬合段用于穿入连杆体12的小端的内孔中，并与其过盈配合；

第二立板以及位于第二立板同一侧的V形槽16、定位块18、切边定位销13、第一压紧机构、第二压紧机构和第三压紧机构都位于第一立板2.1的同一侧；

定位块18用于支撑连杆体12的大端和连杆盖11；第一压紧机构用于沿垂直于第一立板2.1的方向压紧连杆体12的大端和连杆盖11，使其与第一立板2.1的表面贴合，第一压紧机构由双头螺栓8、压紧板9、第一螺母和第二螺母组成，双头螺栓8的一头穿过第一立板2.1与第一螺母连接，另一头穿过压紧板9与第二螺母连接；第二压紧机构用于沿垂直于第二立板的方向压紧连杆体12的大端和连杆盖11，使其与第二立板的表面贴合，第二压紧机构由手轮3、手轮压紧销4、手轮支撑块5、压紧螺栓6和压紧滑块7组成，手轮3通过手轮压紧销4与压紧螺栓6固定连接，手轮支撑块5固定在第一立板2.1上，第一立板2.1上设有手轮支撑块定位孔19，压紧螺栓6穿过手轮支撑块5与压紧滑块7接触，第一立板2.1上设有水平导轨17，压紧滑块7与水平导轨17滑动连接；第三压紧机构用于沿垂直于第一立板2.1的方向压紧连杆体12的小端，使其与圆柱段的端面贴合，第三压紧机构由压紧圆环14、第一螺栓15和第三螺母组成，切边定位销13内设有螺纹孔，第一螺栓15的一端与第三螺母连接，另一端穿过压紧圆环14穿入螺纹孔内；

铣削连杆体、盖哈夫面的夹具工作时，连杆体12大端及连杆盖11的中心与第二立板的水平距离等于切边定位销13的中心轴与第二立板的水平距离；

第一立板2.1的同一侧共设有两组左右对称的第二立板、V形槽16、切边定位销13、第一压紧机构、第二压紧机构和第三压紧机构；两组的第二立板为匚形板(即挡料块10)的两侧板，匚形板的底板与第一立板2.1固定连接。

本发明的铣削连杆体、盖哈夫面的夹具的使用过程如下：

首先固定切边定位销，松开压紧板，把连杆盖和连杆体大端置于夹具体上，并将连杆体小端插入切边定位销，使其与V形槽两斜面接触；其次旋转两端手轮，沿着水平导轨带动压紧螺栓和压紧滑块移动，使连杆盖和连杆体贴合在挡料块侧面；最后通过第一螺栓将压紧圆环固定在切边定位销上。

Claims (8)

1.一种铣削连杆体、盖哈夫面的夹具，其特征是：包括第一立板、第二立板、第一横板、定位块、切边定位销、第一压紧机构、第二压紧机构和第三压紧机构；

第一立板、第二立板和第一横板都为平板，第二立板和第一横板都与第一立板垂直连接，第二立板靠近第一立板的顶部，第一横板位于第一立板的底部；

第一横板的上表面开有V形槽；

定位块固定在第一立板上；

切边定位销位于V形槽上方，由共轴且顺序连接的固定段、圆柱段和咬合段组成；固定段穿入第一立板中与其固定连接；圆柱段的长度小于V形槽的长度，且圆柱段的中心轴与V形槽的槽底直线正投影重合；咬合段用于穿入连杆体的小端的内孔中，并与其过盈配合；

第二立板以及位于第二立板同一侧的V形槽、定位块、切边定位销、第一压紧机构、第二压紧机构和第三压紧机构都位于第一立板的同一侧；

定位块用于支撑连杆体的大端和连杆盖；第一压紧机构用于沿垂直于第一立板的方向压紧连杆体的大端和连杆盖，使其与第一立板的表面贴合；第二压紧机构用于沿垂直于第二立板的方向压紧连杆体的大端和连杆盖，使其与第二立板的表面贴合；第三压紧机构用于沿垂直于第一立板的方向压紧连杆体的小端，使其与圆柱段的端面贴合；

铣削连杆体、盖哈夫面的夹具工作时，连杆体大端及连杆盖的中心与第二立板的水平距离等于切边定位销的中心轴与第二立板的水平距离。

2.根据权利要求1所述的一种铣削连杆体、盖哈夫面的夹具，其特征在于，第一立板的同一侧共设有两组左右对称的第二立板、V形槽、切边定位销、第一压紧机构、第二压紧机构和第三压紧机构；两组的第二立板为同一板，或者分别为匚形板的两侧板，匚形板的底板与第一立板固定连接。

3.根据权利要求1所述的一种铣削连杆体、盖哈夫面的夹具，其特征在于，定位块与第一立板固定连接，第一立板上设有两个供定位块定位销穿过的定位块定位孔，两个定位块定位孔位于同一水平线的两侧。

4.根据权利要求1所述的一种铣削连杆体、盖哈夫面的夹具，其特征在于，第一压紧机构由双头螺栓、压紧板、第一螺母和第二螺母组成；双头螺栓的一头穿过第一立板与第一螺母连接，另一头穿过压紧板与第二螺母连接。

5.根据权利要求1所述的一种铣削连杆体、盖哈夫面的夹具，其特征在于，第二压紧机构由手轮、手轮压紧销、手轮支撑块、压紧螺栓和压紧滑块组成；手轮通过手轮压紧销与压紧螺栓固定连接，手轮支撑块固定在第一立板上，压紧螺栓穿过手轮支撑块与压紧滑块接触，第一立板上设有水平导轨，压紧滑块与水平导轨滑动连接。

6.根据权利要求1所述的一种铣削连杆体、盖哈夫面的夹具，其特征在于，第三压紧机构由压紧圆环、第一螺栓和第三螺母组成，切边定位销内设有螺纹孔，第一螺栓的一端与第三螺母连接，另一端穿过压紧圆环穿入螺纹孔内。

7.根据权利要求1所述的一种铣削连杆体、盖哈夫面的夹具，其特征在于，还包括第二横板，第二横板位于第一横板的下方，二者通过第二螺栓和第四螺母固定连接。

8.根据权利要求7所述的一种铣削连杆体、盖哈夫面的夹具，其特征在于，第二横板上设有六个对称的螺栓孔，同时设有六个与螺栓孔相对的U型槽。

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