CN114012471B - 用于活塞燃烧室加工防拉裂夹持机构及使用方法 - Google Patents

用于活塞燃烧室加工防拉裂夹持机构及使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及活塞燃烧室加工技术领域，尤其涉及用于活塞燃烧室加工防拉裂夹持机构，以及用于活塞燃烧室加工防拉裂夹持机构的使用方法，机床燃烧室法兰套设有止口定位座，止口定位座上设置有套设铝活塞的定位直径止口；还包括插接在机床燃烧室法兰、止口定位座和铝活塞内部的活塞穿销拉紧环，活塞穿销拉紧环的一端设置有拉环。本发明中的用于活塞燃烧室加工防拉裂夹持机构，变径缷荷拉紧销上变径卸荷段的设置，使其在拉紧受力时避开对活塞销座的硬接触和剪切刀，使其在铝活塞拉紧时裙部销座处与止口垂直接触到的部位做直向垂直拉力，减少活塞止口的变形，改三角形剪切拉力为相对应的垂直拉力，从而避开活塞销座的拉紧变形而产生的机械裂纹。

Description

用于活塞燃烧室加工防拉裂夹持机构及使用方法
技术领域
本发明涉及活塞燃烧室加工技术领域，尤其涉及用于活塞燃烧室加工防拉裂夹持机构，以及用于活塞燃烧室加工防拉裂夹持机构的使用方法。
背景技术
活塞是汽车发动机汽缸体中作往复运动的机件，主要作用是承受汽缸中的燃烧压力，并将此力通过活塞销和连杆传给曲轴。活塞与汽缸盖、汽缸壁共同组成燃烧室，活塞顶是燃烧室的组成部分，因而常制成不同的形状，汽油机活塞顶多采用平顶或凹顶，以便使燃烧室结构紧凑，散热面积小，制造工艺简单。
铝活塞燃烧室在粗、精加工时，工件夹紧都是借助活塞自身销孔而穿上销棒，由机床尾部液压油缸做直线运动，通过油缸活塞杆，活塞杆前端再设置拉紧环，再通过活塞工艺止口与定位座，穿上销棒拉紧后实施工件在机床回转运动过程中，做切削多余材料而得到的成品件。目前加工活塞燃烧室在行业中普遍采用穿销夹紧的方式，但是随着活塞结构的轻量化，且裙部和工艺止口较薄，活塞工件在装夹过程中，不经意的在活塞的销座部位产生了应力集中或直接拉紧的明或暗的裂纹，而在活塞出厂过程中，目测检验漏检或暗裂纹识别不了，超声探测检查也没那么快，包装后发到客户主机厂其风险很大，装机后在负荷运行过程中则可能机体、活塞、连杆、缸头等整机打坏，进而还会产生安全风险。活塞销座暗裂纹是致命的质量隐患，而如何采取预防纠正则是检验和考量一个厂的工艺技术水准和应对措施的能力。
随着活塞结构的轻量化的变化、工艺技术措施必须改变。传统的工装夹具，液压夹持力，拉紧销夹具，显然要都做改进创新。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供了用于活塞燃烧室加工防拉裂夹持机构及使用方法。
本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：
用于活塞燃烧室加工防拉裂夹持机构，包括机床燃烧室法兰和铝活塞，所述机床燃烧室法兰套设有止口定位座，所述止口定位座上设置有套设铝活塞的定位直径止口；
还包括插接在机床燃烧室法兰、止口定位座和铝活塞内部的活塞穿销拉紧环，所述活塞穿销拉紧环的一端设置有拉环，所述拉环和所述铝活塞的销孔中活动插接有同一个变径缷荷拉紧销，所述变径缷荷拉紧销上设置有变径卸荷段、大头A端和B端，拉环位于变径卸荷段的范围内；
还包括套设在机床燃烧室法兰上的可调定向哈夫夹，所述可调定向哈夫夹上设置有对变径缷荷拉紧销进行限位的上方靠挡和下方限位单元。
作为上述技术方案的改进，所述下方限位单元包括设置在可调定向哈夫夹上的下方靠挡；
还包括卸荷销位置调整塞，所述卸荷销位置调整塞活动贯穿下方靠挡，所述卸荷销位置调整塞上开设的螺纹段螺纹连接有螺母，所述卸荷销位置调整塞上设置有定位端，B端位于所述定位端上开设的凹槽中。
作为上述技术方案的改进，所述上方靠挡上开设的通孔中活动插接有第三螺栓，第三螺栓与可调定向哈夫夹上开设的螺纹孔螺纹连接；
所述下方靠挡上开设的通孔中活动插接有第四螺栓，第四螺栓与可调定向哈夫夹上开设的螺纹孔螺纹连接，所述第三螺栓和所述第四螺栓均套接有垫片。
作为上述技术方案的改进，所述机床燃烧室法兰与机床端头连接；所述铝活塞上设置有活塞加工区燃烧室；所述活塞穿销拉紧环另一端上开设的螺纹段与主轴油缸活塞杆螺纹连接。
作为上述技术方案的改进，所述活塞加工区燃烧室和所述定位直径止口相匹配且均为偏心设置。
作为上述技术方案的改进，所述机床燃烧室法兰和所述止口定位座之间设置有起过渡联接作用的过渡法兰，所述过渡法兰套设在机床燃烧室法兰上并通过第一螺栓与机床燃烧室法兰螺纹连接，所述止口定位座套设在过渡法兰上并通过第二螺栓与过渡法兰螺纹连接。
用于活塞燃烧室加工防拉裂夹持机构的使用方法，包括以下步骤，
S1、将所述卸荷销位置调整塞插入下方靠挡的内部，定位端靠近定位直径止口；
S2、将所述螺母与卸荷销位置调整塞的螺纹段螺纹连接，卸荷销位置调整塞被固定在下方靠挡上；
S3、将所述铝活塞套接在定位直径止口上；
S4、将所述变径缷荷拉紧销的B端贯穿铝活塞上的销孔、拉环插入定位端上的凹槽中，此时变径卸荷段位于拉环的内部，大头A端位于上方靠挡的外部并与上方靠挡相抵；
S5、主轴油缸活塞杆进行直线往复运动，带动活塞穿销拉紧环、变径缷荷拉紧销、铝活塞同步运动，实现对铝活塞的夹紧与松开；
S6、开启机床对铝活塞进行加工，加工出活塞加工区燃烧室。
本发明的有益效果：
本发明中的用于活塞燃烧室加工防拉裂夹持机构，对铝活塞进行夹持固定到位后，开启机床对铝活塞进行加工，加工出活塞加工区燃烧室；
变径缷荷拉紧销上变径卸荷段的设置，使其在拉紧受力时避开对活塞销座的硬接触和剪切刀，使其在铝活塞拉紧时裙部销座处与止口垂直接触到的部位做直向垂直拉力，减少活塞止口的变形，改三角形剪切拉力为相对应的垂直拉力，从而避开活塞销座的拉紧变形而产生的机械裂纹；
通过以上对传统工夹具加工时活塞加工区燃烧室的改进，工装验证在机床上加工铝活塞，活塞销座和止口变形量减少，改进后没有发现活塞销座处裂纹或断裂现象，提高的产品质量，创造了经济效益。
附图说明
图1为本发明实施例所述用于活塞燃烧室加工防拉裂夹持机构示意图；
图2为本发明实施例所述用于活塞燃烧室加工防拉裂夹持机构正视示意图；
图3为图2的剖视示意图；
图4为本发明实施例所述用于活塞燃烧室加工防拉裂夹持机构的仰视示意图；
图5为本发明实施例所述用于活塞燃烧室加工防拉裂夹持机构的变径缷荷拉紧销的结构示意图；
附图标记：机床燃烧室法兰1；过渡法兰2；第一螺栓201；止口定位座3；第二螺栓301；定位直径止口302；变径缷荷拉紧销4；变径卸荷段401；大头A端402；B端403；铝活塞5；活塞加工区燃烧室501；可调定向哈夫夹6；上方靠挡7；第三螺栓701；下方靠挡8；第四螺栓801；卸荷销位置调整塞9；定位端901；螺母10；活塞穿销拉紧环11；拉环1101。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
实施例
如图1、图2、图3、图4、图5所示，用于活塞燃烧室加工防拉裂夹持机构，包括机床燃烧室法兰1和铝活塞5，机床燃烧室法兰1与机床端头连接；铝活塞5上设置有活塞加工区燃烧室501；活塞穿销拉紧环11另一端上开设的螺纹段与主轴油缸活塞杆螺纹连接，机床燃烧室法兰1套设有止口定位座3，止口定位座3上设置有套设铝活塞5的定位直径止口302，活塞加工区燃烧室501和定位直径止口302相匹配且均为偏心设置；
还包括插接在机床燃烧室法兰1、止口定位座3和铝活塞5内部的活塞穿销拉紧环11，活塞穿销拉紧环11的一端设置有拉环1101，拉环1101和铝活塞5的销孔中活动插接有同一个变径缷荷拉紧销4，变径缷荷拉紧销4上设置有变径卸荷段401、大头A端402和B端403，拉环1101位于变径卸荷段401的范围内；
还包括套设在机床燃烧室法兰1上的可调定向哈夫夹6，可调定向哈夫夹6上设置有对变径缷荷拉紧销4进行限位的上方靠挡7和下方限位单元。
下方限位单元包括设置在可调定向哈夫夹6上的下方靠挡8；还包括卸荷销位置调整塞9，卸荷销位置调整塞9活动贯穿下方靠挡8，卸荷销位置调整塞9上开设的螺纹段螺纹连接有螺母10，卸荷销位置调整塞9上设置有定位端901，B端403位于定位端901上开设的凹槽中。
本发明中的用于活塞燃烧室加工防拉裂夹持机构，对铝活塞5进行夹持固定到位后，开启机床对铝活塞5进行加工，加工出活塞加工区燃烧室501；变径缷荷拉紧销4上变径卸荷段401的设置，使其在拉紧受力时避开对活塞销座的硬接触和剪切刀，使其在铝活塞5拉紧时裙部销座处与止口垂直接触到的部位做直向垂直拉力，减少活塞止口的变形，改三角形剪切拉力为相对应的垂直拉力，从而避开活塞销座的拉紧变形而产生的机械裂纹；
通过以上对传统工夹具加工时活塞加工区燃烧室501的改进，工装验证在机床上加工铝活塞5，活塞销座和止口变形量减少，改进后没有发现活塞销座处裂纹或断裂现象，提高的产品质量，创造了经济效益。
用于活塞燃烧室加工防拉裂夹持机构中，上方靠挡7为变径缷荷拉紧销4的垂直角向定位作用，同时铝活塞5在加工切削活塞加工区燃烧室501时所产生扭力做一辅助靠挡；变径缷荷拉紧销4上的变径卸荷段401，在实现夹紧铝活塞5销座时，有一个所不同于其它活塞夹紧的一个垂直向下的限位措施，下方靠挡8、卸荷销位置调整塞9、螺母10的设置，从而达到铝活塞5在装卡夹紧过程中，对变径缷荷拉紧销4做到限位作用，以达到铝活塞5在夹紧过程中防止销座拉裂的对应措施和方法。
用于活塞燃烧室加工防拉裂夹持机构的使用方法，包括以下步骤，
S1、将卸荷销位置调整塞9插入下方靠挡8的内部，定位端901靠近定位直径止口302；
S2、将螺母10与卸荷销位置调整塞9的螺纹段螺纹连接，卸荷销位置调整塞9被固定在下方靠挡8上；
S3、将铝活塞5套接在定位直径止口302上；
S4、将变径缷荷拉紧销4的B端403贯穿铝活塞5上的销孔、拉环1101插入定位端901上的凹槽中，此时变径卸荷段401位于拉环1101的内部，大头A端402位于上方靠挡7的外部并与上方靠挡7相抵；
S5、主轴油缸活塞杆进行直线往复运动，带动活塞穿销拉紧环11、变径缷荷拉紧销4、铝活塞5同步运动，实现对铝活塞5的夹紧与松开；
S6、开启机床对铝活塞5进行加工，加工出活塞加工区燃烧室501。
实施例2
引申自实施例1。
如图1、图2、图4所示，上方靠挡7上开设的通孔中活动插接有第三螺栓701，第三螺栓701与可调定向哈夫夹6上开设的螺纹孔螺纹连接；
下方靠挡8上开设的通孔中活动插接有第四螺栓801，第四螺栓801与可调定向哈夫夹6上开设的螺纹孔螺纹连接，第三螺栓701和第四螺栓801均套接有垫片。
上方靠挡7通过第三螺栓701与可调定向哈夫夹6螺纹连接，下方靠挡8通过第四螺栓801与可调定向哈夫夹6螺纹连接，连接固定方式简单，安装方便；第三螺栓701和第四螺栓801均套接有垫片的设置，提高上方靠挡7、下方靠挡8安装时位置的稳定性。
实施例3
引申自实施例1。
如图1、图2、图3、图4所示，机床燃烧室法兰1和止口定位座3之间设置有起过渡联接作用的过渡法兰2，过渡法兰2套设在机床燃烧室法兰1上并通过第一螺栓201与机床燃烧室法兰1螺纹连接，止口定位座3套设在过渡法兰2上并通过第二螺栓301与过渡法兰2螺纹连接。
夹在机床燃烧室法兰1与止口定位座3中间过渡法兰2的设置为过渡联接，适用所加工的铝活塞缸径大小不一时，小直径活塞所安装的止口定位座3不好直接安装到机床燃烧室法兰1上的情况。
需要说明的是，在本文中，如若存在第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (5)

1.用于活塞燃烧室加工防拉裂夹持机构，其特征在于：包括机床燃烧室法兰(1)和铝活塞(5)，所述机床燃烧室法兰(1)套设有止口定位座(3)，所述止口定位座(3)上设置有套设铝活塞(5)的定位直径止口(302)；
还包括插接在机床燃烧室法兰(1)、止口定位座(3)和铝活塞(5)内部的活塞穿销拉紧环(11)，所述活塞穿销拉紧环(11)的一端设置有拉环(1101)，所述拉环(1101)和所述铝活塞(5)的销孔中活动插接有同一个变径缷荷拉紧销(4)，所述变径缷荷拉紧销(4)上设置有变径卸荷段(401)、大头A端(402)和B端(403)，拉环(1101)位于变径卸荷段(401)的范围内；
还包括套设在机床燃烧室法兰(1)上的可调定向哈夫夹(6)，所述可调定向哈夫夹(6)上设置有对变径缷荷拉紧销(4)进行限位的上方靠挡(7)和下方限位单元；
所述下方限位单元包括设置在可调定向哈夫夹(6)上的下方靠挡(8)；
还包括卸荷销位置调整塞(9)，所述卸荷销位置调整塞(9)活动贯穿下方靠挡(8)，所述卸荷销位置调整塞(9)上开设的螺纹段螺纹连接有螺母(10)，所述卸荷销位置调整塞(9)上设置有定位端(901)，B端(403)位于所述定位端(901)上开设的凹槽中；
所述上方靠挡(7)上开设的通孔中活动插接有第三螺栓(701)，第三螺栓(701)与可调定向哈夫夹(6)上开设的螺纹孔螺纹连接；
所述下方靠挡(8)上开设的通孔中活动插接有第四螺栓(801)，第四螺栓(801)与可调定向哈夫夹(6)上开设的螺纹孔螺纹连接，所述第三螺栓(701)和所述第四螺栓(801)均套接有垫片。
2.根据权利要求1所述的用于活塞燃烧室加工防拉裂夹持机构，其特征在于：所述机床燃烧室法兰(1)与机床端头连接；所述铝活塞(5)上设置有活塞加工区燃烧室(501)；所述活塞穿销拉紧环(11)另一端上开设的螺纹段与主轴油缸活塞杆螺纹连接。
3.根据权利要求2所述的用于活塞燃烧室加工防拉裂夹持机构，其特征在于：所述活塞加工区燃烧室(501)和所述定位直径止口(302)相匹配且均为偏心设置。
4.根据权利要求1所述的用于活塞燃烧室加工防拉裂夹持机构，其特征在于：所述机床燃烧室法兰(1)和所述止口定位座(3)之间设置有起过渡联接作用的过渡法兰(2)，所述过渡法兰(2)套设在机床燃烧室法兰(1)上并通过第一螺栓(201)与机床燃烧室法兰(1)螺纹连接，所述止口定位座(3)套设在过渡法兰(2)上并通过第二螺栓(301)与过渡法兰(2)螺纹连接。
5.根据权利要求1-4任一项所述的用于活塞燃烧室加工防拉裂夹持机构的使用方法，其特征在于：包括以下步骤，
S1、将所述卸荷销位置调整塞(9)插入下方靠挡(8)的内部，定位端(901)靠近定位直径止口(302)；
S2、将所述螺母(10)与卸荷销位置调整塞(9)的螺纹段螺纹连接，卸荷销位置调整塞(9)被固定在下方靠挡(8)上；
S3、将所述铝活塞(5)套接在定位直径止口(302)上；
S4、将所述变径缷荷拉紧销(4)的B端(403)贯穿铝活塞(5)上的销孔、拉环(1101)插入定位端(901)上的凹槽中，此时变径卸荷段(401)位于拉环(1101)的内部，大头A端(402)位于上方靠挡(7)的外部并与上方靠挡(7)相抵；
S5、主轴油缸活塞杆进行直线往复运动，带动活塞穿销拉紧环(11)、变径缷荷拉紧销(4)、铝活塞(5)同步运动，实现对铝活塞(5)的夹紧与松开；
S6、开启机床对铝活塞(5)进行加工，加工出活塞加工区燃烧室(501)。
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