CN115106811A - 一种气缸盖毛坯高精度铸造基准及快速加工的工艺方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种气缸盖毛坯高精度铸造基准及快速加工的工艺方法，工艺方法中使用的夹具包括底板；底板上表面设置有若干个用于定位气缸盖的定位销、若干个用于提供辅助支撑力的浮动支撑、若干个用于定位气缸盖的定位支撑、若干个用于底板找正的找正工艺孔；底板上表面还安装有设置在气缸盖外侧的夹紧机构，夹紧机构包括压板和支撑丝对，压板套接在支撑杆上，支撑杆顶部还设置有用于固定压板且与支撑杆螺纹连接的螺母，支撑丝对设置在支撑杆的外侧且其顶部与压板的下表面接触。本发明所述的夹具和工艺方法合理在毛坯上设计高精度铸造基准，铸造基准准确；根据铸造基准设计加工夹具，夹具定位很准确，保证了缸盖加工稳定性。

Description

一种气缸盖毛坯高精度铸造基准及快速加工的工艺方法

技术领域

本发明属于机械加工领域，尤其是涉及一种气缸盖毛坯高精度铸造基准及快速加工的工艺方法。

背景技术

结构复杂类零件在机械加工前一般通过划线确定工艺基准或铸造工艺孔进行加工。划线是在毛坯上找正后用划线工具划出作为基准的点和线。划线工序是机械加工的基础，划线确定加工基准的准确与否直接决定工件的加工质量。在毛坯上铸造工艺孔作为加工基准也是一种比较常见的方法，但其精度不高且在铸造复杂零件时因铸造工艺原因通常不好实现，容易形成铸造缺陷。

高功率柴油机缸盖为分体式缸盖，体积小、结构紧凑复杂，受壁厚、材料等原因无法铸造工艺孔，毛坯加工前只能进行划线确定粗加工基准。由于缸盖生产的批量大，结构较其他缸盖复杂，所以导致划线工序尤为繁杂。

用传统划线方式加工的缺陷如下：第一，缸盖需逐个划线，六个面有需划线保证的尺寸，校验后最后形成X、Y、Z三条加工基准，缸盖划线时极易出现误差；第二，缸盖在数控加工中心粗加工时需要件件找正划线，根据划线将缸盖找平，设置零点。装夹找正时均容易出现误差导致缸盖加工出现误差甚至直接报废。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在克服现有技术中的缺陷，提出一种气缸盖毛坯高精度铸造基准及快速加工的工艺方法。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种气缸盖毛坯高精度铸造夹具，所述夹具包括底板；

所述底板上表面设置有若干个用于定位气缸盖的定位销、若干个用于提供辅助支撑力的浮动支撑、若干个用于定位气缸盖的定位支撑、若干个用于底板找正的找正工艺孔；所述底板上表面还安装有设置在气缸盖外侧的夹紧机构，所述夹紧机构包括压板和支撑丝对，所述压板套接在支撑杆上，支撑杆顶部还设置有用于固定压板且与支撑杆螺纹连接的螺母，支撑丝对设置在支撑杆的外侧且其顶部与压板的下表面接触。

进一步的，所述定位销的数量为三个，分别为第一定位销、第二定位销和第三定位销，三个定位销均设置在气缸盖的外侧，其中的第一定位销、第二定位销沿气缸盖的长度方向设置在气缸盖的两端同时第一定位销、第二定位销均设置在气缸盖的前侧，第三定位销设置在气缸盖的左侧且与第一定位销相邻。

进一步的，所述浮动支撑的数量为六个，均设置在气缸盖的内部。

进一步的，所述定位支撑数量为四个，分别设置在气缸盖的内侧的四个顶角处。

进一步的，所述找正工艺孔的数量为两个，两个找正工艺孔的中心连线与底板的长度方向平行。

进一步的，所述夹紧机构的数量为四组，分别为第一夹紧机构、第二夹紧机构、第三夹紧机构和第四夹紧机构，其中第一夹紧机构、第二夹紧机构对称设置在气缸盖的前后两侧，第三夹紧机构设置在气缸盖的右侧，第四夹紧机构设置在第一夹紧机构或第二夹紧机构的同侧，且位于气缸盖的端部。

应用上述夹具的气缸盖毛坯高精度铸造基准及快速加工的工艺方法，包括如下步骤：

S1：将底板压紧在工作台上，检验夹具底面与工作台的贴合度，0.05塞尺不允许通过；

S2：用杠杆百分表通过调整夹具沿X轴方向找正夹具两个找正工艺孔中心，压紧夹具，然后校核Y向偏差，使Y向偏差在0.05以内；

S3：用芯棒、量块找正定位销中心并记录坐标，并偏置零点；

S4：将气缸盖放置在夹具上，保证气缸盖与要放入夹具的定位支撑处，同时保证气缸盖紧靠夹具定位销处，0.03塞尺不过；通过浮动支撑将气缸盖放平，使用的压板和支撑丝对将气缸盖压紧；

S5：加工后松开支撑杆的螺母拆下气缸盖即可。

相对于现有技术，本发明具有以下优势：

(1)本发明所述的夹具和工艺方法解决了气缸盖需逐个划线，加工时逐个找正，导致加工效率低的问题；同时推广到此类复杂零件的加工。通过在气缸盖上设计铸造高精度基准，设计相应的定位、夹紧装置，在首件设置零点后，实现后续缸盖能够不需划线直接装夹加工的目的。

(2)本夹具和工艺方法能够大幅度的提升气缸盖的加工效率，以及粗加工的质量稳定性。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述的气缸盖的俯视图；

图2为本发明实施例所述的气缸盖的主视图；

图3为本发明实施例所述的气缸盖的右视图；

图4为本发明实施例所述的夹具的主视图；

图5为本发明实施例所述的夹具的俯视图。

附图标记说明：

1、底板；2、定位销；21、第一定位销；22、第二定位销；23、第三定位销；3、浮动支撑；4、定位支撑；5、找正工艺孔；6、支撑丝对；7、支撑杆；8、压板；9、螺母；10、第一夹紧机构；11、第二夹紧机构；12、第三夹紧机构；13、第四夹紧机构；14、第一限位点Y1；15、第二限位点Y2；16、第一限位点X1；17、第一限位点Z1；18、第二限位点Z2；19、第三限位点Z3；20、第三限位点Z4；24、气缸盖。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，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”等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，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

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“安装”、“相连”、“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；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

本发明提供一种如图4和图5所示的气缸盖毛坯高精度铸造夹具，夹具包括底板1和设置在底板上的定位销2、浮动支撑3、定位支撑4和夹紧机构。

底板1上还开设有若干个用于底板找正的找正工艺孔5，作为本实施例的可选方案，找正工艺孔5的数量为两个，两个找正工艺孔5的中心连线与底板1的长度方向平行。

底板1上表面设置有若干个用于定位气缸盖24的定位销2，具体地，定位销2的数量为三个，分别为第一定位销21、第二定位销22和第三定位销23，三个定位销均设置在气缸盖24的外侧，其中的第一定位销21、第二定位销22沿气缸盖24的长度方向设置在气缸盖24的两端同时第一定位销21、第二定位销22均设置在气缸盖的前侧，第三定位销23设置在气缸盖24的左侧且与第一定位销相邻。

底板1上表面设置有若干个用于提供辅助支撑力的浮动支撑3，作为本实施例的可选方案，浮动支撑3的数量为六个，均设置在气缸盖24的内部。

底板1上表面设置有若干个用于定位气缸盖24的定位支撑4、定位支撑4数量为四个，分别设置在气缸盖24的内部的四个顶角处。

底板1上表面还安装有设置在气缸盖24外侧的夹紧机构，夹紧机构包括压板8和支撑丝对6，压板8套接在支撑杆7上，支撑杆7顶部还设置有用于固定压板8且与支撑杆7螺纹连接的螺母9，支撑丝对6设置在支撑杆7的外侧且其顶部与压板8的下表面接触。

夹紧机构的数量为四组，分别为第一夹紧机构10、第二夹紧机构11、第三夹紧机构12和第四夹紧机构13，其中第一夹紧机构10、第二夹紧机构11对称设置在气缸盖24的前后两侧，第三夹紧机构12设置在气缸盖24的左侧，第四夹紧机构13设置在第一夹紧机构10或第二夹紧机构22的同侧，且位于气缸盖24的端部。

如图1-3所示，气缸盖24上与第一定位销21、第二定位销22和第三定位销23的位置相对于处分别依次为Y方向的第一限位点Y114、Y方向的第二限位点Y215、X方向的第一限位点X116，四个定位支撑分别为Z方向的第一限位点Z117、第二限位点Z218、第三限位点Z319、第三限位点Z420。

X1、Y1、Y2、Z1、Z2、Z3、Z4为精铸平面，保证三个方向基准；通过金属模具精密铸造，将模具按图1-图3所示将基准位置加工出来；选用较细型砂，脱模后基准处涂耐高温涂料，保证铸造后毛坯X1、Y1、Y2、Z1、Z2、Z3、Z4三个方向基准与中心零点不超过0.2mm；Y1与Y2、Z1、Z2、Z3、Z4之间一致性不超过0.1mm。

通过四处定位支撑保证定位底面形位公差不超过0.05，通过六个浮动支撑调节，使气缸盖底面定位基准与夹具定位面贴合，确定Z向加工基准；通过气缸盖X1、Y1、Y2紧靠三个夹具的定位销，保证其他两个方向基准。

应用上述夹具的气缸盖毛坯高精度铸造基准及快速加工的工艺方法，包括如下步骤：

S1：将底板压紧在工作台上，检验夹具底面与工作台的贴合度，0.05塞尺不允许通过；

S2：用杠杆百分表通过调整夹具沿X轴方向找正夹具两个找正工艺孔中心，压紧夹具，然后校核Y向偏差，使Y向偏差在0.05以内；

S3：用芯棒、量块找正定位销中心并记录坐标，并偏置零点；

S4：将气缸盖放置在夹具上，注意气缸盖Z1、Z2、Z3、Z4限位点位置要放入夹具的四个定位支撑，气缸盖X1、Y1、Y2限位点位置要紧靠夹具定位销，0.03塞尺不过；通过六个浮动支撑将气缸盖放平，使用压板和支撑丝对将气缸盖压紧。

S5：加工后松开支撑杆的螺母拆下气缸盖即可。

本发明采用高精度铸造定位基准，经过加工验证，本工艺方法能够满足气缸盖加工技术要求，加工精度稳定，效率较高，取得了较好的效果。

(1)本发明的的工艺方法靠夹具定位，比找正划线加工精度更高，为后续产品精加工提供了可靠保障，保证了产品质量满足图样技术要求。

(2)本发明的夹具装夹简单、快捷，较传统加工方法效率提高了近50％，而且加工精度更为稳定。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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 (7)

1.一种气缸盖毛坯高精度铸造夹具，其特征在于：所述夹具包括底板；所述底板上表面设置有若干个用于定位气缸盖的定位销、若干个用于提供辅助支撑力的浮动支撑、若干个用于定位气缸盖的定位支撑、若干个用于底板找正的找正工艺孔；所述底板上表面还安装有设置在气缸盖外侧的夹紧机构，所述夹紧机构包括压板和支撑丝对，所述压板套接在支撑杆上，支撑杆顶部还设置有用于固定压板且与支撑杆螺纹连接的螺母，支撑丝对设置在支撑杆的外侧且其顶部与压板的下表面接触。

2.根据权利要求1所述的气缸盖毛坯高精度铸造夹具，其特征在于：所述定位销的数量为三个，分别为第一定位销、第二定位销和第三定位销，三个定位销均设置在气缸盖的外侧，其中的第一定位销、第二定位销沿气缸盖的长度方向设置在气缸盖的两端同时第一定位销、第二定位销均设置在气缸盖的前侧，第三定位销设置在气缸盖的左侧且与第一定位销相邻。

3.根据权利要求1所述的气缸盖毛坯高精度铸造夹具，其特征在于：所述浮动支撑的数量为六个，均设置在气缸盖的内部。

4.根据权利要求1所述的气缸盖毛坯高精度铸造夹具，其特征在于：所述定位支撑数量为四个，分别设置在气缸盖的内侧的四个顶角处。

5.根据权利要求1所述的气缸盖毛坯高精度铸造夹具，其特征在于：所述找正工艺孔的数量为两个，两个找正工艺孔的中心连线与底板的长度方向平行。

6.根据权利要求1所述的气缸盖毛坯高精度铸造夹具，其特征在于：所述夹紧机构的数量为四组，分别为第一夹紧机构、第二夹紧机构、第三夹紧机构和第四夹紧机构，其中第一夹紧机构、第二夹紧机构对称设置在气缸盖的前后两侧，第三夹紧机构设置在气缸盖的右侧，第四夹紧机构设置在第一夹紧机构或第二夹紧机构的同侧，且位于气缸盖的端部。

7.应用权利要求1-6任一所述的夹具的气缸盖毛坯高精度铸造基准及快速加工的工艺方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1：将底板压紧在工作台上，检验夹具底面与工作台的贴合度，0.05塞尺不允许通过；

S2：用杠杆百分表通过调整夹具沿X轴方向找正夹具两个找正工艺孔中心，压紧夹具，然后校核Y向偏差，使Y向偏差在0.05以内；

S3：用芯棒、量块找正定位销中心并记录坐标，并偏置零点；

S4：将气缸盖放置在夹具上，保证气缸盖与要放入夹具的定位支撑处，同时保证气缸盖紧靠夹具定位销处，0.03塞尺不过；通过浮动支撑将气缸盖放平，使用的压板和支撑丝对将气缸盖压紧；

S5：加工后松开支撑杆的螺母拆下气缸盖即可。

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