CN207710355U - 一种端平气缸体底面的定位装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种端平气缸体底面的定位装置，包括支撑气缸体的底座，所述的底座两端分别设有能伸入气缸体主轴孔的定位销，所述的底座内设有多个能横向滑动的楔铁，所述的底座内设有与所述楔铁接触相连并能上下滑动以端平气缸体的导柱，所述底座的一侧设有驱动所述楔铁运动的驱动装置，所述驱动装置的一端设有与所述楔铁连接的连接螺栓，相应的，所述楔铁上设有与所述连接螺栓的头部相适配的卡槽。本实用新型利用定位销对气缸体进行定位，并利用楔铁推动两个导柱同时向上运动对气缸体进行端平和夹紧，实现对气缸体进行精确定位和有效夹紧，能提高加工质量的稳定性。
Description
技术领域
本实用新型涉及发动机气缸体加工技术领域，更具体地说，它涉及一种端平气缸体底面的定位装置。
背景技术
发动机气缸体的顶面到主轴孔的距离、顶面的平面度、顶面与主轴孔的平行度、缸孔与主轴承孔的垂直度等都有较高的精度要求，这些关键部位的加工精度会直接影响到发动机的性能和使用寿命。在发动机气缸体精铣顶面和精镗缸孔加工工序中，为了保证顶面到主轴孔的距离、顶面的平面度、顶面与主轴孔的平行度、缸孔与主轴承孔的垂直度，气缸体需要以最远端的两个主轴孔定位，实现定位基准与设计基准统一，还需要端平气缸体底面，限制工件绕主轴孔旋转的自由度，从而使气缸体在机床中获得精确的定位。
目前，缺少一种能以气缸体最远端的两个主轴孔定位，并端平气缸体底面进行有效夹紧的装置,存在气缸体定位不够精确以及影响加工效率的问题。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是针对现有技术的上述不足，提供一种能对气缸体进行精确定位和有效夹紧并能提高加工效率的端平气缸体底面的定位装置。
本实用新型的技术方案是这样的：一种端平气缸体底面的定位装置，包括支撑气缸体的底座，所述的底座两端分别设有能伸入气缸体主轴孔的定位销，所述的底座内设有能横向滑动的楔铁，所述的底座内设有与所述楔铁接触相连并能上下滑动以端平气缸体的导柱，所述底座的一侧设有驱动所述楔铁运动的驱动装置，所述驱动装置的一端设有与所述楔铁连接的连接螺栓，相应的，所述楔铁上设有与所述连接螺栓的头部相适配的卡槽。
作为进一步地改进，所述的导柱上端外围套设有与气缸体接触相连的定位块。
进一步地，所述的导柱外围套设有定位导套，所述定位导套的下部插接于所述的底座，所述的定位导套外围设有将所述定位导套固定于所述底座的固定沉头孔。
进一步地，所述的楔铁两端分别套设有插接固定于所述底座的楔铁导套。
进一步地，所述的楔铁上设有轴向布置的导向槽，相应的，所述的底座上设有插接于所述导向槽的导向螺栓。
进一步地，所述楔铁上的两端分别设有正斜度的楔型斜槽，相应的，所述的导柱底部设有与所述楔型斜槽相适配的连接部。
进一步地，还包括套设于所述导柱下部的弹簧，所述导柱下部设有限位凸台，所述弹簧的一端顶紧所述定位导套的下端面，另一端顶紧所述的限位凸台。
进一步地，所述楔铁上的两端分别设有反斜度的楔型燕尾槽，相应的，所述的导柱底部设有与所述楔型燕尾槽相适配的燕尾榫。
有益效果
本实用新型与现有技术相比，具有以下优点：
1、两端的定位销插入气缸体最远端的两个主轴孔进行气缸体定位，能使气缸体在机床中获得精确的定位；
2、驱动装置驱动楔铁运动，楔铁推动气缸体两侧的导柱向上运动，能有效端平气缸体底面，并与定位销配合对气缸体进行有效夹紧，能提高加工效率；
3、定位导套能有效保证导柱上下运动的直线精度，提高导柱的支撑强度，从而提高气缸体的定位精度和夹紧稳定性；
4、导向槽和导向螺栓配合能防止楔铁转动，提高楔铁运动的直线精度，从而保证推动导柱上下运动的定位精度；
5、楔铁导套能降低楔铁运动的摩擦阻力，减小对楔铁的摩损，延长楔铁的工作寿命，减小对驱动装置的负荷要求，降低驱动装置的成本；
6、楔型斜槽与弹簧配合能实现导柱对气缸体进行有效夹紧和松夹，楔型斜槽加工简单，制造成本低；
7、楔型燕尾槽与导柱底部的燕尾榫配合能实现导柱对气缸体进行有效夹紧和松夹，结构组件少，装配简单，并且楔型燕尾槽的结构使松夹的动作更可靠。
附图说明
图1为气缸体安装到本实用新型上的主视结构示意图；
图2为本实用新型实施例1中图1的A-A剖示图；
图3为图2的B处局部放大示意图；
图4为本实用新型实施例1中楔铁的立体结构示意图；
图5为本实用新型实施例1中楔铁和导柱的受力分析图；
图6为本实用新型实施例1中楔型斜槽的受力分析图；
图7为本实用新型实施例2中图1的A-A剖示图；
图8为图7的C处局部放大示意图；
图9为本实用新型实施例2中楔铁的立体结构示意图；
图10为本实用新型实施例2中楔铁和导柱的受力分析图；
图11为本实用新型实施例2中楔型燕尾槽的受力分析图。
其中：1-气缸体、2-底座、3-定位销、4-楔铁、5-导柱、6-驱动装置、7-连接螺栓、8-卡槽、9-定位块、10-定位导套、11-固定沉头孔、12-楔型燕尾槽、13-楔型斜槽、14-弹簧、15-限位凸台、16-楔铁导套、17-导向槽、18-导向螺栓、19-通孔、20-防尘罩。
具体实施方式
下面结合附图中的具体实施例对本实用新型做进一步的说明。
本实用新型一种端平气缸体底面的定位装置，包括支撑气缸体1的底座2，底座2设有能伸入气缸体1主轴孔的定位销3，两端的定位销3插入气缸体1最远端的两个主轴孔进行气缸体1定位，能使气缸体1在机床中获得精确的定位，底座2内设有能横向滑动的楔铁4，底座2内设有与楔铁4接触相连并能上下滑动以端平气缸体1的导柱5，楔铁4与两个导柱5相配合，两个导柱5分别位于气缸体1两侧，底座2的一侧设有驱动楔铁4运动的驱动装置6，驱动装置6可以是液压缸或气缸，驱动装置6的一端设有与楔铁4连接的连接螺栓7，相应的，楔铁4上设有与连接螺栓7的头部相适配的卡槽8，连接螺栓7固定于驱动装置6伸出的最前端，连接螺栓7将楔铁4和驱动装置6相连，驱动装置6驱动楔铁4运动，楔铁4带动气缸体两侧的导柱5同时向上运动，能有效端平气缸体1底面，并与定位销3配合对气缸体1进行有效夹紧，能提高加工质量的稳定性。
导柱5上端外围套设有与气缸体1接触相连的定位块9，导柱5上端设有与定位块9相适配的定位台阶，两个定位块9通过修配处于同一水平面上，进一步保证气缸体1的定位精度，导柱5外围套设有定位导套10，定位导套10的下部插接于底座2，定位导套10外围设有将定位导套10固定于底座2的固定沉头孔11，通过固定沉头孔11用螺栓将定位导套10固定在底座2上，定位导套10能有效保证导柱5上下运动的直线精度，并提高导柱5的支撑强度，从而提高气缸体1的定位精度和夹紧稳定性。
楔铁4两端分别套设有插接固定于底座2的楔铁导套16，楔铁导套16能降低楔铁4运动的摩擦阻力，减小对楔铁4的摩损，延长楔铁4的工作寿命，减小对驱动装置6的负荷要求，降低驱动装置6的成本，楔铁导套16一端设有台肩，通过螺栓穿过台肩将楔铁导套16固定在底座2上，楔铁导套16上与导柱5对应的位置设有供导柱5穿过的开孔，楔铁4上设有轴向布置的导向槽17，相应的，底座2上设有插接于导向槽17的导向螺栓18，导向槽17和导向螺栓18配合能防止楔铁4转动，提高楔铁4运动的直线精度，从而保证带动导柱5上下运动的定位精度。
实施例1
参阅图1-4，楔铁4上的两端分别设有正斜度的楔型斜槽13，相应的，导柱5底部设有与楔型斜槽13相适配的连接部，楔型斜槽13的倾斜方向与驱动装置6的推力方向一致，驱动装置6驱动楔铁4远离驱动装置6时，楔型斜槽13能推动两个导柱5同时向上运动，直到两个定位块9与气缸体1的底面紧贴为止，实现端平和夹紧气缸体1，本实用新型还包括套设于导柱5下部的弹簧14，导柱5下部设有限位凸台15，弹簧14的一端顶紧定位导套10的下端面，另一端顶紧限位凸台15，导柱5向上运动时对弹簧14进行压缩，驱动装置6驱动楔铁4接近驱动装置6时，导柱5在重力和弹簧14的作用下向下运动实现对气缸体1松夹，楔型斜槽13加工简单，制造成本低。
参阅图5-6，对楔铁4的受力情况分析如下：
假设气缸体1精铣顶面和精镗缸孔液压夹具的系统压力为100bar，正斜度楔型斜槽13的斜面倾斜角α＝8°，液压缸推力Q＝1260kg，拉力Q＇＝630kg，根据斜楔夹紧机构计算数值表，查得增力比ip＝2.76，夹紧力为：
Wk＝ip×Q＝2.76×1260＝3478kg，
夹紧力Wk的反作用力W'k分解作用在楔型斜槽13斜面上的正压力：
N＝W'k×cosα＝Wk×cos8°＝3478×cos8°＝3444kg，
在正压力N作用下产生的摩擦力FN＝λ×N，λ为钢-钢的摩擦系数，λ＝0.15，
FN＝0.15×3444＝517kg，
当液压缸后退时分解在楔型斜槽13斜面上的分力为：
Q'1＝Q'×cosα＝630×cos8°＝624kg
由上可知，Q'1＞FN，楔型斜槽13与弹簧14配合能实现导柱5对气缸体1进行有效夹紧和松夹。在正常情况下是不会发生底面端平定位机构被卡死退不出来的现象，但Q'1很接近FN，如果由于加工精度达不到，楔型斜槽13和导柱5的两个斜面配合不好造成摩擦力过大，如当λ＝0.2时，FN＝0.2×3444＝689kg，此时Q'1＜FN，就会出现楔铁被卡死退不出来的现象。
实施例2
参阅图1、7-9，楔铁4上的两端分别设有反斜度的楔型燕尾槽12，相应的，导柱5底部设有与楔型燕尾槽12相适配的燕尾榫，楔型燕尾槽12的倾斜方向与驱动装置6的推力方向相反，驱动装置6驱动楔铁4接近驱动装置6时，楔型燕尾槽12能拉动两个导柱5同时向上运动，直到两个定位块9与气缸体1的底面紧贴为止，实现端平和夹紧气缸体1，驱动装置6驱动楔铁4远离驱动装置6时，楔型燕尾槽12能推动导柱5向下运动实现对气缸体1松夹。楔型燕尾槽12与导柱5底部的连接部配合能实现导柱5对气缸体1进行有效夹紧和松夹，结构组件少，装配简单，楔型燕尾槽12与导柱5下部燕尾榫的结构比实施例1的弹簧结构使松夹的动作夹更顺畅、可靠；在本实施例中，导柱5内部设有通孔19，导柱5上端面设有定位导套10覆盖的防尘罩20，通孔19方便对楔型燕尾槽12进行润滑，减小楔型燕尾槽12与导柱5下端连接部的摩擦力，提高气缸体1定位和夹紧的稳定性，防尘罩20能防止灰尘和铁屑等进入定位导套10内孔和楔型燕尾槽12，有效地延长楔型燕尾槽12的工作寿命。
参阅图10-11，对楔铁4的受力情况分析如下：
假设气缸体1精铣顶面和精镗缸孔液压夹具的系统压力为100bar，反斜度楔型燕尾槽12的斜面倾斜角α＝8°，液压缸推力Q＇＝1260kg，拉力Q＝630kg
根据斜楔夹紧机构计算数值表，查得增力比：ip＝2.76，夹紧力为：
Wk＝ip×Q＝2.76×630＝1739kg，
夹紧力Wk的反作用力W'k分解作用在楔型燕尾槽12斜面上的正压力为：
N＝W'k×cosα＝Wk×cos8°＝1739×cos8°＝1722kg，
在正压力N作用下产生的摩擦力FN＝λ×N，λ为钢-钢的摩擦系数，λ＝0.15，
FN＝0.15×1722＝258kg，
当液压缸前进，即楔铁4退出时分解在楔型燕尾槽12斜面上的分力为：
Q'1＝Q'×cosα＝1260×cos8°＝1245kg，
由上可知，Q'1＝4.8FN，Q'1比FN大很多，楔型燕尾槽12能实现导柱5对气缸体1进行有效夹紧和松夹。
在实施例1中，Q'1很接近FN，如果加工精度和安装精度达不到，楔型斜槽13和导柱5下端的连接部配合不好会造成摩擦力过大，就会出现液压缸的拉力不足以克服楔铁4和导柱5的摩擦力，楔铁4被卡死退不出来的现象，另外如果弹簧14的弹力不足以克服导柱5和定位导套10之间的摩擦力时，会出现楔铁4退出后导柱5不能顺利地下降，致使气缸体1松不了夹；而在实施例2中，导柱5始终都是由楔型燕尾槽12拉、推动进行对气缸体1夹紧和松夹，并且Q'1比FN大很多，楔铁4很容易退出，不会发生楔铁4被卡死退不出来的现象，也能有效解决导柱5和定位导套10之间的摩擦力过大时导柱5不能下降致使气缸体1松不了夹的问题。
以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。
Claims (8)
1.一种端平气缸体底面的定位装置，包括支撑气缸体(1)的底座(2)，其特征在于：所述的底座(2)两端分别设有能伸入气缸体(1)主轴孔的定位销(3)，所述的底座(2)内设有能横向滑动的楔铁(4)，所述的底座(2)内设有与所述楔铁(4)接触相连并能上下滑动以端平气缸体(1)的导柱(5)，所述底座(2)的一侧设有驱动所述楔铁(4)运动的驱动装置(6)，所述驱动装置(6)的一端设有与所述楔铁(4)连接的连接螺栓(7)，相应的，所述楔铁(4)上设有与所述连接螺栓(7)的头部相适配的卡槽(8)。
2.根据权利要求1所述的一种端平气缸体底面的定位装置，其特征在于：所述的导柱(5)上端外围套设有与气缸体(1)接触相连的定位块(9)。
3.根据权利要求1所述的一种端平气缸体底面的定位装置，其特征在于：所述的导柱(5)外围套设有定位导套(10)，所述定位导套(10)的下部插接于所述的底座(2)，所述的定位导套(10)外围设有将所述定位导套(10)固定于所述底座(2)的固定沉头孔(11)。
4.根据权利要求1所述的一种端平气缸体底面的定位装置，其特征在于：所述的楔铁(4)两端分别套设有插接固定于所述底座(2)的楔铁导套(16)。
5.根据权利要求1所述的一种端平气缸体底面的定位装置，其特征在于：所述的楔铁(4)上设有轴向布置的导向槽(17)，相应的，所述的底座(2)上设有插接于所述导向槽(17)的导向螺栓(18)。
6.根据权利要求1至5任意一项所述的一种端平气缸体底面的定位装置，其特征在于：所述楔铁(4)上的两端分别设有正斜度的楔型斜槽(13)，相应的，所述的导柱(5)底部设有与所述楔型斜槽(13)相适配的连接部。
7.根据权利要求6所述的一种端平气缸体底面的定位装置，其特征在于：还包括套设于所述导柱(5)下部的弹簧(14)，所述导柱(5)下部设有限位凸台(15)，所述弹簧(14)的一端顶紧所述定位导套(10)的下端面，另一端顶紧所述的限位凸台(15)。
8.根据权利要求1至5任意一项所述的一种端平气缸体底面的定位装置，其特征在于：所述楔铁(4)上的两端分别设有反斜度的楔型燕尾槽(12)，相应的，所述的导柱(5)底部设有与所述楔型燕尾槽(12)相适配的燕尾榫。
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| CN201721884994.3U CN207710355U (zh) | 2017-12-28 | 2017-12-28 | 一种端平气缸体底面的定位装置 |
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