CN214559556U - 一种曲轴磨削加工浮动定位工装及定位系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型为一种曲轴磨削加工浮动定位工装及定位系统。其技术方案为，一种曲轴磨削加工浮动定位工装，包括托架，托架上安装有侧顶轮和下顶轮，侧顶轮和下顶轮的轴线相互平行，下顶轮位于侧顶轮的斜下方，侧顶轮和下顶轮能够在曲轴主轴的外圆面分别抵住曲轴主轴的侧部与底部。本实用新型的有益效果为，本工装中侧顶轮抵住曲轴主轴的侧面，在磨削压力方向上提供支持；下顶轮抵住曲轴主轴的底部，在重力方向上提供支持；通过安装本工装，使曲轴仅需一端固定，不会产生轴线弯曲，在加工过程中能够避免产生应力变形，提高曲轴磨削加工的精度。
Description
技术领域
本实用新型涉及曲轴机加工领域，特别是涉及一种曲轴磨削加工浮动定位工装，以及一种曲轴磨削加工浮动定位系统。
背景技术
曲轴是柴油机的主要零件，它的加工质量直接接影响整台柴油机的正常运转、使用寿命及功率的发挥。由于曲轴本体质量大，刚性差，加工中易变形，属于大型难加工的零件。在加工过程中，曲轴的精度随时受外力(切削力、顶尖顶紧力、重力和离心力等)的影响，在磨削时还受磨削热的影响，加工精度不易保证。而曲轴的精度要求又高，尤其是各档主轴的同轴度、圆度是保证曲轴质量的关键。其它诸如连杆颈的偏心距、连杆颈中心线相对主轴中心线的平行度、两端法兰面及台阶的跳动等要求，这些精度最终是靠磨削来保证。
传统的曲轴磨削定位采用两端固定，即曲轴一端与主轴连接，另一端通过顶尖等工装辅助定位，此种方法存在以下问题：由于曲轴本体质量大，为了定位准确顶尖一端要有一定的顶紧力(轴向力)才能真正把曲轴固定，同时磨削过程中产生的磨削热，使曲轴受热轴向伸长，由于顶尖作用使曲轴变形，造成曲轴轴线弯曲；两端定位后，利用中心托架调正主轴颈使曲拐间臂距差值(俗称拐档差)达到规定要求。但这种方法是利用外力调正曲轴，一旦曲轴从机床上拆卸，在自由状态下，由于应力释放又会产生变形，使精度破坏。
发明内容
本实用新型针对曲轴两端定位磨削时容易发生应力变形和热变形的问题，提供了一种仅需对曲轴一端进行固定即可进行加工的曲轴磨削加工浮动定位工装。
为解决上述问题，本实用新型采用的技术方案为，一种曲轴磨削加工浮动定位工装，包括托架，托架上安装有侧顶轮和下顶轮，侧顶轮和下顶轮的轴线相互平行，下顶轮位于侧顶轮的斜下方，侧顶轮和下顶轮能够在曲轴主轴的外圆面分别抵住曲轴主轴的侧部与底部。本工装中侧顶轮抵住曲轴主轴的侧面，在磨削压力方向上提供支持；下顶轮抵住曲轴主轴的底部，在重力方向上提供支持；通过安装本工装，使曲轴仅需一端固定，不会产生轴线弯曲，在加工过程中能够避免产生应力变形，提高曲轴磨削加工的精度。
优选的，托架包括两个平行设置的连接板，连接板为弧形，侧顶轮和下顶轮分别设置在连接板的两端，侧顶轮和下顶轮的两端分别安装在两连接板上，连接板的弧形中点处设有伸缩装置，伸缩装置能够驱动连接板连同侧顶轮和下顶轮上下移动。适配不同高度的机床主轴夹持位置。
优选的，连接板的弧形中点处设有紧固螺栓，紧固螺栓同时穿过两连接板，且紧固螺栓的轴线平行于侧顶轮和下顶轮的轴线，紧固螺栓的中部套接在支撑套内，支撑套设置在两连接板之间，支撑套的轴向长度与两连接板之间的间距相适配，伸缩装置与支撑套固定连接。连接板能够以紧固螺栓为轴转动，使侧顶轮和下顶轮与曲轴主轴的接触支撑位置能够调整，可以提供更好的支撑效果。
优选的，伸缩装置为竖直设置的伸缩气缸或伸缩液压缸，包括伸缩杆，支撑套上设有竖板，竖板的底部设有横板，伸缩杆的顶端固定在横板的底面。
优选的，横板的底面还设有导向柱，伸缩装置的缸体上部设有辅助定位板，辅助定位板上设有直线轴承，导向柱穿过直线轴承。使连接板不会发生轻微转动，保证支撑效果。
优选的，侧顶轮和下顶轮为尼龙材质。摩擦力较大，与曲轴主轴之间为滚动摩擦，同时尼龙材料具有自润滑的特点。
优选的，连接板的弧形角度为90度。
本实用新型还提供一种曲轴磨削加工浮动定位系统，包括至少一个上述的曲轴磨削加工浮动定位工装，还包括机床主轴，待加工的曲轴一端安装在机床主轴上，各曲轴磨削加工浮动定位工装沿待加工曲轴的轴向排列，且分别位于待加工曲轴的主轴处，侧顶轮与下顶轮抵住待加工曲轴的主轴。
通过以上技术方案可以看出，本实用新型的优点在于，本工装能够在曲轴主轴的磨削压力方向和重力方向上提供支撑，曲轴仅需一端固定，能够避免轴向压紧力造成的弯曲变形和应力变形，提高磨削加工的精度；结构设计合理，能够调整支撑位置，在不进行磨削的位置能够提供重力方向上更好的支撑效果；用多个工装组成定位系统，定位效果好，加工精度更高。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型具体实施方式的结构示意图。
图2为本实用新型具体实施方式的侧视图。
图3为本实用新型具体实施方式中支撑套的结构示意图。
图4为本实用新型的使用状态图一。
图5为本实用新型的使用状态图二。
图6为本实用新型中曲轴磨削加工浮动定位系统的结构示意图。
图中：1.侧顶轮，2.下顶轮，3.连接板，4.支撑套，5.紧固螺栓，6.伸缩装置，6-1.伸缩杆，7.导向柱，8.直线轴承，9.安装座，10.竖板，11.横板，12.辅助定位板，13.曲轴主轴，14.砂轮，15.机床主轴；
00-1.第一工装，00-2.第二工装，00-3.第三工装，00-4.第四工装，00-5.第五工装，00-6.第六工装。
具体实施方式
为使得本实用新型的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本具体实施例中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而非全部的实施例。基于本专利中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利保护的范围。
如图1-5所示，一种曲轴磨削加工浮动定位工装，包括托架，托架上安装有侧顶轮1和下顶轮2，侧顶轮1和下顶轮2的轴线相互平行，下顶轮2位于侧顶轮1的斜下方，侧顶轮1和下顶轮2能够在曲轴主轴的外圆面分别抵住曲轴主轴的侧部与底部。
托架包括两个平行设置的连接板3，连接板3为弧形，弧形角度为90度，侧顶轮1和下顶轮2分别设置在连接板3的两端，侧顶轮1和下顶轮2的两端分别安装在两连接板3上，连接板3的弧形中点处设有紧固螺栓5，紧固螺栓5同时穿过两连接板3，且紧固螺栓5的轴线平行于侧顶轮1和下顶轮2的轴线，紧固螺栓5的中部套接在支撑套4内，支撑套4设置在两连接板3之间，支撑套4的轴向长度与两连接板3之间的间距相适配，支撑套4上设有竖板10，竖板10的底部设有横板11，横板11的底部设有伸缩装置6，伸缩装置6为竖直设置的伸缩气缸或伸缩液压缸，包括伸缩杆6-1和缸体，伸缩杆6-1的顶端固定在横板11的底面；横板11的底面还设有导向柱7，缸体上部设有辅助定位板12，辅助定位板12上设有直线轴承8，导向柱7穿过直线轴承8，伸缩装置6能够驱动连接板3连同侧顶轮1和下顶轮2上下移动，伸缩装置的底部设有安装座9，用于与加工机床连接。
连接板3能够以紧固螺栓5为轴转动，以调节侧顶轮1和下顶轮2与曲轴主轴的接触位置，并通过拧紧紧固螺栓5将连接板的位置固定，具体如图4、图5所示：
在进行磨削的位置，工装设置在图4状态，侧顶轮1抵住曲轴主轴13与砂轮14接触点的相对一侧，以在砂轮14的压力方向上进行支撑，下顶轮2抵住曲轴主轴13的正下方，在曲轴所受重力方向上进行支撑。
在其他不进行磨削的位置，工装设置为图5状态，侧顶轮1和下顶轮2均抵住曲轴主轴13的侧下方，提供重力方向的支撑效果与定位作用。
侧顶轮1和下顶轮2为尼龙材质，摩擦力较强，且与曲轴主轴接触时可以提供润滑效果。
如图6所示，本实用新型还提供一种曲轴磨削加工浮动定位系统，包括至少一个上述的曲轴磨削加工浮动定位工装，还包括机床主轴15，待加工的曲轴一端安装在机床主轴15上，各曲轴磨削加工浮动定位工装沿待加工曲轴的轴向排列，且分别位于待加工曲轴的主轴段，侧顶轮与下顶轮抵住待加工曲轴的主轴。以图6为例，加工六段曲轴时可以使用六个工装，进行磨削处将支撑板3设置为图4的角度，其余支撑位置设置为图5的角度，曲轴的一端固定在机床主轴15上，另一端无需进行固定，使曲轴在自然状态下进行磨削，无需施加轴向力，避免了弯曲变形和内部应力积累。
通过以上实施方式可以看出，本实用新型的有益效果为，本工装能够在曲轴主轴的磨削压力方向和重力方向上提供支撑，曲轴仅需一端固定，能够避免轴向压紧力造成的弯曲变形和应力变形，提高磨削加工的精度；结构设计合理，能够调整支撑位置，在不进行磨削的位置能够提供重力方向上更好的支撑效果；用多个工装组成定位系统，定位效果好，加工精度更高。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (8)
1.一种曲轴磨削加工浮动定位工装，其特征在于，包括托架，所述托架上安装有侧顶轮(1)和下顶轮(2)，所述侧顶轮(1)和所述下顶轮(2)的轴线相互平行，所述下顶轮(2)位于所述侧顶轮(1)的斜下方，所述侧顶轮(1)和所述下顶轮(2)能够在曲轴主轴的外圆面分别抵住曲轴主轴的侧部与底部。
2.根据权利要求1所述的曲轴磨削加工浮动定位工装，其特征在于，所述托架包括两个平行设置的连接板(3)，所述连接板(3)为弧形，所述侧顶轮(1)和所述下顶轮(2)分别设置在所述连接板(3)的两端，所述侧顶轮(1)和所述下顶轮(2)的两端分别安装在两连接板(3)上，所述连接板(3)的弧形中点处设有伸缩装置(6)，所述伸缩装置(6)能够驱动所述连接板(3)连同所述侧顶轮(1)和所述下顶轮(2)上下移动。
3.根据权利要求2所述的曲轴磨削加工浮动定位工装，其特征在于，所述连接板(3)的弧形中点处设有紧固螺栓(5)，所述紧固螺栓(5)同时穿过两所述连接板(3)，且所述紧固螺栓(5)的轴线平行于所述侧顶轮(1)和所述下顶轮(2)的轴线，所述紧固螺栓(5)的中部套接在支撑套(4)内，所述支撑套(4)设置在两所述连接板(3)之间，所述支撑套(4)的轴向长度与两所述连接板(3)之间的间距相适配，所述伸缩装置(6)与所述支撑套(4)固定连接。
4.根据权利要求3所述的曲轴磨削加工浮动定位工装，其特征在于，所述伸缩装置(6)为竖直设置的伸缩气缸或伸缩液压缸，包括伸缩杆(6-1)，所述支撑套(4)上设有竖板(10)，所述竖板(10)的底部设有横板(11)，所述伸缩杆(6-1)的顶端固定在所述横板(11)的底面。
5.根据权利要求4所述的曲轴磨削加工浮动定位工装，其特征在于，所述横板(11)的底面还设有导向柱(7)，所述伸缩装置(6)的缸体上部设有辅助定位板(12)，所述辅助定位板(12)上设有直线轴承(8)，所述导向柱(7)穿过所述直线轴承(8)。
6.根据权利要求1-5任一所述的曲轴磨削加工浮动定位工装，其特征在于，所述侧顶轮(1)和所述下顶轮(2)为尼龙材质。
7.根据权利要求2-5任一所述的曲轴磨削加工浮动定位工装，其特征在于，所述连接板(3)的弧形角度为90度。
8.一种曲轴磨削加工浮动定位系统，其特征在于，包括至少一个如权利要求1-7任一所述的曲轴磨削加工浮动定位工装，还包括机床主轴(15)，待加工的曲轴一端安装在所述机床主轴(15)上，各所述曲轴磨削加工浮动定位工装沿待加工曲轴的轴向排列，且分别位于待加工曲轴的主轴处，侧顶轮与下顶轮抵住待加工曲轴的主轴。
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| CN202120755332.6U CN214559556U (zh) | 2021-04-13 | 2021-04-13 | 一种曲轴磨削加工浮动定位工装及定位系统 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115139222A (zh) * | 2022-07-28 | 2022-10-04 | 武汉协和齿环有限公司 | 锥环高精度磨削工装及设备 |
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