CN113857906B - 一种用于钢活塞加工的自动专用夹具 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于钢活塞加工的自动专用夹具，包括：配合连接设置的工装连接盘和定位胎，所述定位胎固定连接在所述工装连接盘的一端；配合连接设置的拉杆和拉紧爪，所述拉杆与所述拉紧爪活动连接，且通过固定销轴安装在所述工装连接盘上，所述拉紧爪处于所述定位胎的外侧，以外嵌式进入钢活塞销孔；轴向定位块，安装在所述定位胎的端部，在所述拉紧爪拉紧所述钢活塞时，所述轴向定位块与所述钢活塞的内腔相接触。通过本发明的技术方案，以活塞内腔涨紧定位，能充分保证裙部壁厚均匀，以拉紧爪外嵌式卡入销孔来锁紧工件，能够充分保证活塞的夹紧牢固，而且，且一次装夹能完成多个工序加工，无论是手动装夹还是自动化加工使用都非常方便。

Description

一种用于钢活塞加工的自动专用夹具

技术领域

本发明涉及钢活塞加工装置技术领域，具体而言，涉及一种用于钢活塞加工的自动专用夹具。

背景技术

随着发动机国Ⅴ、国Ⅵ标准的发布，对发动机活塞性能要求越来越高。高爆压、低油耗、低噪音和低排放已是汽车发动机的标配，活塞材料也已逐步由钢材料取代现有的铝合金材料，钢活塞的加工也已即将进入一个量产的时期。钢活塞加工包括活塞止口工序、活塞外圆、顶面及燃烧室工序等。

相关技术中，加工活塞止口工序时，采用三爪夹持活塞毛坯外圆加工方式，这样容易导致后续以止口定位加工活塞外圆以及其它工序时，易产生活塞内腔中心与外圆产生尺寸偏差，导致活塞壁厚不均匀，产品重量误差，会影响产品整体质量；加工活塞外圆、顶面及燃烧室工序时，均采用止口定位、销子拉紧模式，手动装夹时操作者需要一手拿销子，一手拿活塞，钢活塞重量较重，操作难度较大；自动线装夹时，上下料穿拉销时间比较长，且存在一定的故障率。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明的目的在于提供一种用于钢活塞加工的自动专用夹具，以活塞内腔涨紧定位，能充分保证裙部壁厚均匀，以拉紧爪外嵌式卡入销孔来锁紧工件，能够充分保证活塞的夹紧牢固，而且，且一次装夹能完成多个工序加工，无论是手动装夹还是自动化加工使用都非常方便。

为了实现上述目的，本发明的技术方案提供了一种用于钢活塞加工的自动专用夹具，包括：配合连接设置的工装连接盘和定位胎，所述定位胎固定连接在所述工装连接盘的一端；配合连接设置的拉杆和拉紧爪，所述拉杆与所述拉紧爪活动连接，且通过固定销轴安装在所述工装连接盘上，所述拉紧爪处于所述定位胎的外侧，以外嵌式进入钢活塞销孔；轴向定位块，安装在所述定位胎的端部，在所述拉紧爪拉紧所述钢活塞时，所述轴向定位块与所述钢活塞的内腔相接触。

本方案中，配合连接设置工装连接盘和定位胎，定位胎固定连接在工装连接盘的一端，便于对待加工工件进行初步定位，而工装连接盘的设计，便于将该夹具固定在机架上，方便进行夹具的操作。通过拉杆和拉紧爪活动连接，且通过固定销轴安装在工装连接盘上，拉紧爪处于定位胎外侧的设计，使得在活塞放到定位胎上后，拉紧爪可以外嵌式卡入活塞销孔，通过拉紧销孔的方式锁紧工件，充分保证了活塞的夹紧牢固，通过在定位胎的端部安装轴向定位块，这样在拉紧爪拉紧钢活塞时，轴向定位块与钢活塞的内腔相接触，通过活塞内腔涨紧定位，能够在一次装夹后，完成多个工序加工，而且拉杆可以通过手动操作进行拉紧和松开，也可以通过动力缸操作进行拉紧和松开，使用方便，便于实现自动化生产，大大降低了操作者装夹劳动强度，大大降低了自动化装夹时间和故障率。

优选地，还包括：径向定位组件，安装在所述拉杆靠近所述定位胎的一端，且与所述定位胎配合设置，所述拉杆的另一端穿出所述工装连接盘。

本方案中，通过在拉杆靠近定位胎的一端安装径向定位组件，径向定位组件与定位胎配合设置，这样在拉紧爪拉紧钢活塞时，径向定位组件可以对钢活塞的内腔径向进行定位，进一步提高了定位精确度，以活塞内腔涨紧定位，充分保证了裙部壁厚均匀，减少了因活塞加工壁厚不均而导致的产品质量问题，而且在活塞内腔涨紧定位，能够实现一次装夹完成多个工序加工，使用非常方便。

优选地，所述径向定位组件包括：定位滑块连接杆，所述定位滑块连接杆的一端套设第一弹簧，卡入所述拉杆开设的第一凹槽内，所述定位滑块连接杆的另一端插入所述定位胎的内部；定位滑块限位块，套设在所述定位滑块连接杆上，所述定位滑块限位块处于所述拉杆的外侧；至少两个径向定位滑块，固定连接在所述定位滑块限位块上，所述径向定位滑块处于所述定位胎的外侧，且关于所述定位胎的轴向中心线对称。

本方案中，径向定位组件包括定位滑块连接杆、定位滑块限位块以及至少两个径向定位滑块等，定位滑块连接杆的一端套设第一弹簧，卡入拉杆开设的第一凹槽内，这样可以通过拉杆拉动定位滑块连接杆移动，而在拉杆被松开时，可以自动复位，通过定位滑块连接杆的另一端插入定位胎的内部，定位滑块限位块套设在定位滑块连接杆上，而定位滑块限位块处于拉杆的外侧，至少两个径向定位滑块，固定连接在定位滑块限位块上，在拉杆拉动定位滑块连接杆移动时，定位滑块限位块、径向定位滑块会随之移动。通过将径向定位滑块设在定位胎的外侧，且关于定位胎的轴向中心线对称设置，便于径向定位滑块与活塞长轴接触，进行径向定位，实现在活塞内腔涨紧定位，进一步保障了定位精度。

优选地，所述定位滑块连接杆包括：配合连接设置的定位滑块上连接杆和定位滑块下连接杆，所述定位滑块上连接杆呈圆台型，所述定位滑块下连接杆呈T字型，所述定位滑块上连接杆较窄的一端套设在所述定位滑块下连接杆上固定连接，所述第一弹簧套设在所述定位滑块下连接杆。

本方案中，定位滑块连接杆包括配合连接设置的定位滑块上连接杆和定位滑块下连接杆，便于第一弹簧的套设安装，定位滑块下连接杆呈T字型，便于卡入拉杆上的第二凹槽内，而定位滑块上连接杆呈圆台型，较窄的一端套设在定位滑块下连接杆上固定连接，可以对套设在上面的定位滑块限位块进行限位，避免其从端部脱落，而且在拉杆拉紧时，能够相对简便地带动径向定位滑块移动，而在拉杆松开时，第一弹簧推动定位滑块限位块沿着定位滑块下连接杆移动，直到其与定位滑块上连接杆的锥度契合，自动复位，方便快捷。

优选地，所述定位滑块限位块中间开设的通孔的直径小于所述定位滑块上连接杆的较宽处宽度值且大于所述定位滑块上连接杆的较窄处宽度值。

本方案中，通过设计定位滑块限位块中间开设的通孔的直径小于定位滑块上连接杆的较宽处宽度值且大于定位滑块上连接杆的较窄处宽度值，一方面，便于定位滑块限位块的相对滑动，另一方面，对定位滑块限位块的相对滑动进行限制，避免其滑落，也相对限制了径向定位滑块与活塞长轴的接触位置，进一步提高了定位精度。

优选地，用于钢活塞加工的自动专用夹具还包括：至少两个外撑辅助块，安装在所述拉杆的外侧壁上，所述外撑辅助块上开设第二凹槽，所述第二凹槽朝向所述拉紧爪；第二弹簧，所述第二弹簧的一端固定连接在所述第二凹槽内，所述第二弹簧的另一端固定连接在所述拉紧爪的内侧壁上。

本方案中，在拉杆的外侧壁上安装至少两个外撑辅助块，而外撑辅助块上开设第二凹槽，而在第二凹槽内安装第二弹簧，连接到拉紧爪的内侧壁上，一方面，对拉紧爪起到支撑和限位作用，另一方面，可以在拉杆松开时，在第二弹簧的带动下，自动复位拉紧爪，方便快捷。

优选地，用于钢活塞加工的自动专用夹具还包括：至少两个辅助销轴，安装在所述工装连接盘上，所述辅助销轴与所述拉紧爪的外侧壁相接触，且与所述固定销轴错开设置。

本方案中，在工装连接盘上安装至少两个辅助销轴，辅助销轴与拉紧爪的外侧壁相接触，且与固定销轴错开设置，对拉紧爪进行限位，提高拉杆拉紧和松开过程中，拉紧爪的运动稳定性，拉杆拉紧时，拉紧爪以固定销轴为中心，沿着辅助销轴向内转动，拉紧活塞销孔，而在拉杆松开时，拉紧爪以固定销轴为中心，沿着辅助销轴向外转动，外撑辅助块内的第二弹簧撑开拉紧爪。

本发明提出的一种用于钢活塞加工的自动专用夹具具有以下有益技术效果：

(1)本发明提出的一种用于钢活塞加工的自动专用夹具通过拉紧爪、轴向定位块、径向定位组件等的设计，以活塞内腔涨紧定位，以拉紧爪外嵌式卡入销孔来锁紧工件，克服了现有技术中普通装夹方式夹紧力不稳定、装夹变形等问题，不但保证了定位精度，而且能够充分保证裙部壁厚均匀，减少了因活塞加工壁厚不均而导致的产品质量问题。

(2)本发明提出的一种用于钢活塞加工的自动专用夹具在活塞内腔涨紧定位，能够实现一次装夹完成多个工序加工，使用非常方便，大大缩短了加工时间，提高了加工效率，加工效率可以提高一倍以上。

(3)本发明提出的一种用于钢活塞加工的自动专用夹具对于钢活塞的夹紧力稳定，定位、重复定位精度高，切削力平衡，不易出现加工变形、装夹误差等问题，而且加工出来的圆柱度、尺寸精度、几何精度等都能符合要求，大大提高了加工产品一次性合格率，加工产品一次性合格率可提高30％以上，而且工件拆卸、装夹效率提高了50％以上，成功率提高了30％以上。

(4)本发明提出的一种用于钢活塞加工的自动专用夹具中的拉杆可以连接到动力缸进行自动化控制，比如气动控制等，能够大大降低操作者的劳动强度，有利于钢活塞加工实现自动化生产，而且，结构简单，加工精度高，适用性强。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1示出了根据本发明的一个实施例的一种用于钢活塞加工的自动专用夹具的结构示意图；

图2示出了图1中径向定位组件的A向结构示意图，

其中，图1和图2中附图标记与部件之间的对应关系为：

10夹具，102工装连接盘，104定位胎，106拉杆，1062第一凹槽，108拉紧爪，110固定销轴，112轴向定位块，114径向定位组件，1142定位滑块上连接杆，1144定位滑块下连接杆，1146第一弹簧，1148定位滑块限位块，1150径向定位滑块，116外撑辅助块，118第二凹槽，120第二弹簧，122辅助销轴，20活塞，202活塞长轴。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

下面结合图1和图2对根据本发明的实施例的一种用于钢活塞加工的自动专用夹具进行具体说明。

如图1和图2所示，根据本发明的实施例的一种用于钢活塞加工的自动专用夹具包括：工装连接盘102、定位胎104、拉杆106、拉紧爪108、轴向定位块112等，其中，工装连接盘102和定位胎104配合连接设置，定位胎104固定连接在工装连接盘102的一端，通过工装连接盘102便于将该夹具固定在机架或者其他合适的地方，方便进行夹具的操作。拉杆106和拉紧爪108配合连接设置，拉杆106与拉紧爪108通过固定销轴110活动连接，也通过该固定销轴110安装在工装连接盘102上，拉紧爪108处于定位胎104的外侧，方便在活塞20放到定位胎104上后，以外嵌式进入活塞销孔，便于拉紧活塞销孔，锁紧工件，充分保证了活塞的夹紧牢固。在定位胎104的端部安装轴向定位块112，在拉紧爪108拉紧钢活塞时，轴向定位块112与钢活塞20的内腔相接触，实现轴向定位，确定活塞轴向位置，通过活塞内腔涨紧定位，能够在一次装夹后，完成多个工序加工，而且拉杆106可以通过手动操作进行拉紧和松开，也可以通过动力缸操作进行拉紧和松开，使用方便，便于实现自动化生产，大大降低了操作者装夹劳动强度，大大降低了自动化装夹时间和故障率。

进一步地，如图1和图2所示，用于钢活塞加工的自动专用夹具还包括径向定位组件114，径向定位组件114安装在拉杆106靠近定位胎104的一端，而且与定位胎104配合设置，拉杆106的另一端穿出工装连接盘102，便于通过手动操作或者连接动力缸操作进行拉紧和松开。径向定位组件114可以对钢活塞20的内腔径向进行定位，进一步提高了定位精确度，以活塞内腔涨紧定位，充分保证了裙部壁厚均匀，减少了因活塞20加工壁厚不均而导致的产品质量问题。具体地，径向定位组件114包括：定位滑块连接杆、第一弹簧1146、定位滑块限位块1148、径向定位滑块1150等。定位滑块连接杆由定位滑块上连接杆1142和定位滑块下连接杆1144配合连接组成，定位滑块上连接杆1142呈圆台型，定位滑块下连接杆1144呈T字型，定位滑块上连接杆1142较窄的一端套设在定位滑块下连接杆1144上固定连接，而第一弹簧1146套设在定位滑块下连接杆1144，第一弹簧1146以及定位滑块下连接杆1144的T字头端卡入拉杆106开设的第一凹槽1062内，而定位滑块上连接杆1142插入定位胎104的内部，定位滑块上连接杆1142可相对于定位胎104滑动。定位滑块限位块1148套设在定位滑块上连接杆1142和定位滑块下连接杆1144上，定位滑块限位块1148处于拉杆106的外侧。在定位滑块限位块1148上固定连接两个径向定位滑块1150，两个径向定位滑块1150处于定位胎104的外侧，且关于定位胎104的轴向中心线对称，便于径向定位滑块1150与活塞长轴202接触，进行径向定位，实现在活塞内腔涨紧定位，进一步保障了定位精度，而且径向定位滑块1150的在拉杆106拉紧时，随之移动，在拉杆106松开时，自动复位，操作控制较为方便，进一步提高了定位精确度，以活塞内腔涨紧定位，能够实现一次装夹完成多个工序加工，使用非常方便。

进一步地，如图1和图2所示，定位滑块限位块1148中间开设的通孔的直径小于定位滑块上连接杆1142的较宽处宽度值且大于定位滑块上连接杆1142的较窄处宽度值。如此设计，便于定位滑块限位块1148的相对滑动，而且，对定位滑块限位块1148的相对滑动进行限制，避免其滑落，也相对限制了径向定位滑块1150与活塞长轴202的接触位置，进一步提高了定位精度。

进一步地，如图1所示，用于钢活塞加工的自动专用夹具还包括：外撑辅助块116、第二弹簧120等。在拉杆106的外侧壁上安装两个外撑辅助块116，外撑辅助块116上开设第二凹槽118，第二凹槽118朝向拉紧爪108，两个外撑辅助块116关于拉杆106的轴向中心线对称设置。在第二凹槽118内固定安装第二弹簧120，第二弹簧120的一端固定连接在第二凹槽118内，第二弹簧120的另一端固定连接在拉紧爪108的内侧壁上。如此设计，可以在一定程度上对拉紧爪108起到支撑和限位作用，而且，可以在拉杆106松开时，在第二弹簧120的带动下，自动复位拉紧爪108，方便快捷。

进一步地，如图1所示，在工装连接盘102上安装两个辅助销轴122，辅助销轴122与拉紧爪108的外侧壁相接触，辅助销轴122与固定销轴110错开设置。通过设计辅助销轴122，对拉紧爪108进行限位，提高拉杆106拉紧和松开过程中，拉紧爪108的运动稳定性，拉杆106拉紧时，拉紧爪108以固定销轴110为中心，沿着辅助销轴122向内转动，拉紧活塞销孔，而在拉杆106松开时，拉紧爪108以固定销轴110为中心，沿着辅助销轴122向外转动，外撑辅助块116内的第二弹簧120撑开拉紧爪108。

本发明提出的一种用于钢活塞加工的自动专用夹具的工作过程如下：

将活塞放到定位胎104上，拉紧爪108以外嵌式卡入活塞销孔，径向定位滑块1150与活塞长轴202接触，控制拉杆106拉紧，拉紧爪108以固定销轴110为中心、沿着辅助销轴122向内转动拉紧活塞销孔，在拉紧爪108拉紧活塞的同时，径向定位滑块1150与活塞长轴202接触，在拉杆106拉紧的同时，定位滑块限位块1148沿着定位滑块下连接杆1144压缩第一弹簧1146，直至活塞内腔与轴向定位块112接触，确定轴向位置，从而实现工件的定位锁紧；

对活塞加工完成后，拉杆106松开，拉紧爪108以固定销轴110为中心，沿辅助销轴122向外转动，外撑辅助块116内的第二弹簧120撑开拉紧爪108，在拉杆106松开的同时，第一弹簧1146推动定位滑块限位块1148沿着定位滑块下连接杆1144向定位胎104方向移动，直到定位滑块限位块1148与定位滑块上连接杆1142锥度契合，实现径向定位滑块1150的复位。

在本发明中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。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。

本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”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单元必须具有特定的方向、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。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种用于钢活塞加工的自动专用夹具，其特征在于，包括：

配合连接设置的工装连接盘和定位胎，所述定位胎固定连接在所述工装连接盘的一端；

配合连接设置的拉杆和拉紧爪，所述拉杆与所述拉紧爪活动连接，且通过固定销轴安装在所述工装连接盘上，所述拉紧爪处于所述定位胎的外侧，以外嵌式进入钢活塞销孔；

轴向定位块，安装在所述定位胎的端部，在所述拉紧爪拉紧所述钢活塞时，所述轴向定位块与所述钢活塞的内腔相接触，

用于钢活塞加工的自动专用夹具还包括：

径向定位组件，安装在所述拉杆靠近所述定位胎的一端，且与所述定位胎配合设置，所述拉杆的另一端穿出所述工装连接盘，

所述径向定位组件包括：

定位滑块连接杆，所述定位滑块连接杆的一端套设第一弹簧，卡入所述拉杆开设的第一凹槽内，所述定位滑块连接杆的另一端插入所述定位胎的内部；

定位滑块限位块，套设在所述定位滑块连接杆上，所述定位滑块限位块处于所述拉杆的外侧；

至少两个径向定位滑块，固定连接在所述定位滑块限位块上，所述径向定位滑块处于所述定位胎的外侧，且关于所述定位胎的轴向中心线对称。

2.根据权利要求1所述的用于钢活塞加工的自动专用夹具，其特征在于，所述定位滑块连接杆包括：

配合连接设置的定位滑块上连接杆和定位滑块下连接杆，所述定位滑块上连接杆呈圆台型，所述定位滑块下连接杆呈T字型，所述定位滑块上连接杆较窄的一端套设在所述定位滑块下连接杆上固定连接，所述第一弹簧套设在所述定位滑块下连接杆。

3.根据权利要求2所述的用于钢活塞加工的自动专用夹具，其特征在于，

所述定位滑块限位块中间开设的通孔的直径小于所述定位滑块上连接杆的较宽处宽度值且大于所述定位滑块上连接杆的较窄处宽度值。

4.根据权利要求1所述的用于钢活塞加工的自动专用夹具，其特征在于，还包括：

至少两个外撑辅助块，安装在所述拉杆的外侧壁上，所述外撑辅助块上开设第二凹槽，所述第二凹槽朝向所述拉紧爪；

第二弹簧，所述第二弹簧的一端固定连接在所述第二凹槽内，所述第二弹簧的另一端固定连接在所述拉紧爪的内侧壁上。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的用于钢活塞加工的自动专用夹具，其特征在于，还包括：

至少两个辅助销轴，安装在所述工装连接盘上，所述辅助销轴与所述拉紧爪的外侧壁相接触，且与所述固定销轴错开设置。

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