CN217045585U - 一种用于大偏心距多孔类飞块铸铁件加工的工装 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于大偏心距多孔类飞块铸铁件加工的工装，属于机械加工领域，包括用来车削偏心外圆的飞块车削大偏心距外圆夹具和用来钻削三处

斜孔的飞块斜孔可翻转式钻模；飞块车削大偏心距外圆夹具包括法兰盘、过渡盘、第一夹具体、2个第一定位块、1个第二定位块以及连接压紧部件；飞块斜孔可翻转式钻模包括第二夹具体、钻模板、钻套、支承、定位装置及压紧装置。本实用新型为改进的飞块毛坯加工设计了专用夹具及钻模，实现了飞块的快速加工，解决了飞块加工后三处斜孔孔距尺寸超差及加工效率低下的问题，使飞块加工后的一次交验合格率达到98％以上，加工效率提高了2～3倍，有效的降低了工人的劳动强度。

Description

一种用于大偏心距多孔类飞块铸铁件加工的工装

技术领域

本实用新型涉及机械加工技术领域，尤其是一种用于大偏心距多孔类飞块铸铁件加工的工装，用于大偏心距多孔类飞块铸铁件的加工。

背景技术

在液压系统中通常有一种液压元件，也是一种通用的零部件，多为大偏心距多孔类飞块铸铁件(以下简称飞块)，通常情况下生产批量较大，飞块形状如图1、图2所示，其内圆弧

外圆弧

偏心距9.5±0.05mm及三处

斜孔角度、孔距尺寸要求较严；现有工艺方法如下：

(1)、备料，铸件毛坯三维图如图3所示；

(2)、时效处理；

(3)、铣两端面，保厚度尺寸

(4)、磨两端面，保厚度尺寸

及平行度≤0.05mm；

(5)、铣两侧面，保尺寸

及两侧面相对于

孔的对称度≤0.3mm；

(6)、镗工：加工尺寸48.75±0.2mm下端面，保尺寸50±0.2mm，并加工

Rz16mm圆弧至尺寸，孔口倒角3×45°，保偏心距尺寸9.5±0.05mm；

(7)、镗工：加工尺寸

圆弧面，保尺寸48.75±0.2mm及偏心距9.5±0.05mm；

(8)、镗工：钻

通孔，上端扩、铰孔

钻

孔及钻、扩、铰

孔；

(9)、镗工：扩孔

(10)、镗工：钻

均布孔，保位置尺寸8±0.1mm及角度尺寸30°±10′、两处60°±10′；制得大偏心距多孔类飞块铸铁件成品；

(11)、成品检验；

(12)、成品清洗并吹干；

(13)、成品加工表面油封处理；

(14)、成品入库。

按以上加工方法加工，飞块内圆弧

外圆弧

偏心距9.5±0.05mm及三处

斜孔采用镗床加工的方式，不仅加工效率低下，内圆弧

不易测量，而且外圆弧

偏心距9.5±0.05mm及三处

斜孔角度、孔距尺寸均无法保证图纸要求；而且

圆弧加工面不足半圆，不仅测量较为麻烦(需要制造专用的圆弧测量工具)，而且无法作为后序的定位基准，使后序的加工找正较为困难；三处

斜孔加工时只能通过旋转镗床工作台进行加工，由于镗床工作台回转精度较低，所以其角度及孔距尺寸无法保证。

所以有必要研发一种用于大偏心距多孔类飞块铸铁件加工的工装，能够解决现有工艺中存在的加工效率低下，内圆弧

不易测量，而且外圆弧

偏心距9.5±0.05mm及三处

斜孔角度、孔距尺寸均无法保证的问题。

实用新型内容

本实用新型需要解决的技术问题是提供一种用于大偏心距多孔类飞块铸铁件加工的工装，能够实现飞块的快速加工，解决飞块加工后三处斜孔孔距尺寸超差及加工效率低下的问题，使飞块加工后的一次交验合格率达到98％以上，加工效率提高2～3倍，并有效降低工人的劳动强度。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：

一种用于大偏心距多孔类飞块铸铁件加工的工装，所述工装包括用来车削偏心外圆的飞块车削大偏心距外圆夹具和用来钻削三处

斜孔的飞块斜孔可翻转式钻模；

所述飞块车削大偏心距外圆夹具包括与车床主轴连接在一起的法兰盘、与法兰盘相连接的过渡盘、安装在过渡盘上的圆台状的第一夹具体、设置在第一夹具体上下两端的分别用于对第一毛坯上下两处偏心半圆时的定位基准的2个第一定位块、设置在第一夹具体中心右侧的用于对第一毛坯进行角向定位的第二定位块以及连接压紧部件；

所述飞块斜孔可翻转式钻模包括倒T字型的第二夹具体、安装在第二夹具体上部的钻模板、安装在钻模板尾部上端的钻套、加固第二夹具体的支承、将第二毛坯进行定位的定位装置及压紧装置；

所述定位装置包括可转动的回转板、将第二毛坯与回转板进行定位的第二定位轴、设置在回转板右侧的定位板及辅助部件；所述第二夹具体的上部设置有用于与钻模板主定位的第二定位孔和设置在第二定位孔内的用于与钻模板角向定位的键槽；第二夹具体的中部设置有用于回转板角向定位的第三定位孔，所述第三定位孔内部安装钢球、弹簧、螺塞；第二夹具体的下部设置第四定位孔；所述辅助部件包括与圆弧开槽相配合的蝶形螺母及第四螺栓、设置在第四定位孔中的第四螺钉、对定位板进行固定的第三圆柱销和第五螺钉，还包括设置在第三定位孔中的钢球、弹簧、螺塞；所述压紧装置包括第五垫圈和第四螺母。

本实用新型技术方案的进一步改进在于：所述连接压紧部件包括将法兰盘与车床主轴进行连接定位及压紧用的第三螺钉和压板、将过渡盘和法兰盘连接压紧用的若干个第二垫圈和第二螺栓、将2个第一定位块与过渡盘固定连接用的若干个第一螺钉和若干个第一圆柱销、将第一夹具体与过渡盘固定连接用的若干个第一固定组件以及锁紧防松用的锁紧螺钉、将第二定位块与第一夹具体固定连接用的第二固定组件和定位销、用于将块第一毛坯安装在第一夹具体上的第三固定组件；所述第一固定组件包括第一螺栓、第一螺母和第一垫圈；所述第二固定组件包括与第一螺钉和第一圆柱销相同规格的螺钉和圆柱销；所述第三固定组件包括第二螺钉、第三螺栓、夹紧第一毛坯用的第三垫圈和第二螺母。

本实用新型技术方案的进一步改进在于：所述钻模板为三段式结构，包括与第二夹具体的上部相连接的小圆柱体、与回转板相连接的大圆柱体和用于安装钻套的半圆柱体。

本实用新型技术方案的进一步改进在于：所述回转板为顶端为平面的扇形结构，回转板的上部设置与钻模板相连接的第五定位孔；回转板的中部设置与第二定位轴相连接的第六定位孔；回转板的下部背面设置3个定位锥孔，且定位锥孔能够与钢球相配合；回转板的底部还设置与第四定位孔位置相对应的圆弧开槽。

本实用新型技术方案的进一步改进在于：所述第二定位孔的直径为φ22mm，第三定位孔的直径为

第二定位孔与第三定位孔之间的位置尺寸为65±0.015mm。

本实用新型技术方案的进一步改进在于：所述法兰盘的所用材料为灰铸铁HT20-40；所述过渡盘的所用材料为灰铸铁HT20-40；所述第一夹具体的所用材料为20号钢板；所述第二定位块和所述第一定位块的所用材料均为45号钢。

本实用新型技术方案的进一步改进在于：所述第二夹具体所用材料为灰铸铁HT20-40；所述钻模板所用材料为20号钢板；所述回转板所用材料为20号钢板。

本实用新型技术方案的进一步改进在于：所述飞块车削大偏心距外圆夹具的使用过程如下：

首先将装配好的飞块车削大偏心距外圆夹具通过第一定位孔及螺纹孔与车床主轴进行连接，然后再将第一毛坯通过中心孔安装在第一定位轴中，并使第一毛坯侧面的定位面与第二定位块接触，最后再用第三螺栓、第三垫圈、第二螺母压紧；加工第一毛坯上半部分偏心圆弧时，首先松开第一螺母，通过滑动第一夹具体，使第一夹具体上端定位面与第一定位块紧密贴合，然后再将第一螺母锁紧，最后起动车床加工第一毛坯上半部分偏心圆弧；同理加工第一毛坯下半部分偏心圆弧时只需将第一夹具体滑动至与加工上半部分偏心圆弧相反的方向，其余步骤与加工第一毛坯上半部分偏心圆弧时一样。

本实用新型技术方案的进一步改进在于：所述飞块斜孔可翻转式钻模的使用过程如下：首先拧紧螺塞，使弹簧受到一定的压紧力，从而压紧钢球，使钢球与回转板背部的中间定位锥孔紧密贴合；接着将第二毛坯通过间隙配合安装在第二定位轴上，使第二毛坯端面与回转板上端面接触，侧面通过定位板进行角向定位，最后再用第四螺母压紧第二毛坯，钻

斜孔；加工完成后，适当松开蝶形螺母，使回转板与钢球接触力度减小，然后转动回转板，使回转板中左侧定位锥孔与钢球接触，接着再用蝶形螺母压紧回转板，最后加工第二毛坯中左侧

斜孔；加工完成后，松开蝶形螺母，使回转板与钢球接触力度减小，然后转动回转板，使回转板中右侧定位锥孔与钢球接触，接着再用蝶形螺母压紧回转板，最后钻第二毛坯中右侧

斜孔；三处

斜孔加工完成后，松开第四螺母，取下加工完成的飞块。

由于采用了上述技术方案，本实用新型取得的技术进步是：

1、本实用新型设计并制造的飞块车削大偏心距外圆夹具专门用来车削偏心外圆，不仅实现了飞块大偏心距外圆

的以车代镗加工，而且一次可以加工两件飞块，加工效率也比原工艺方法提高3倍以上。

2、本实用新型设计并制造的飞块斜孔可翻转式钻模专门用来钻削三处

斜孔，可以实现三处

斜孔的一次装夹加工，解决了原工艺方法中镗床需要三次装夹加工的问题，不仅加工效率提高了2倍以上，而且3个孔的角度及位置尺寸也得到了很好的保证。

3、本实用新型对改进后的飞块铸件毛坯设计专用夹具，实现了飞块的快速加工，解决飞块加工后三处斜孔孔距尺寸超差及加工效率低下的问题，使飞块加工后的一次交验合格率达到98％以上，加工效率提高2～3倍，并能够有效降低工人的劳动强度，能够实现大批量、自动化生产。

4、本实用新型能够解决现有飞块加工工艺中存在的加工效率低下，内圆弧

不易测量，而且外圆弧

偏心距9.5±0.05mm及三处

斜孔角度、孔距尺寸均无法保证的问题，改善效果明显。

附图说明

图1是本实用新型中大偏心距多孔类飞块铸铁件的三维示意图；

图2是本实用新型中大偏心距多孔类飞块铸铁件的剖示图；

图3是本实用新型中现有工艺方法中铸件毛坯的三维示意图；

图4是本实用新型中改进后的飞块铸件毛坯的三维示意图；

图5是本实用新型中改进后的飞块铸件毛坯的俯视剖示图；

图6是本实用新型中改进后的飞块铸件毛坯的侧视剖示图；

图7是本实用新型中飞块车削大偏心距外圆夹具的结构示意图一；

图8是本实用新型中飞块车削大偏心距外圆夹具的结构示意图二；

图9是本实用新型中飞块车削大偏心距外圆夹具的位置一三维示意图；

图10是本实用新型中飞块车削大偏心距外圆夹具的位置一三维分解图；

图11是本实用新型中飞块车削大偏心距外圆夹具的位置二三维示意图；

图12是本实用新型中飞块车削大偏心距外圆夹具的位置二三维分解图；

图13是本实用新型中飞块斜孔可翻转式钻模的结构示意图一；

图14是本实用新型中飞块斜孔可翻转式钻模的结构示意图二；

图15是本实用新型中飞块斜孔可翻转式钻模的位置一三维装配图；

图16是本实用新型中飞块斜孔可翻转式钻模的位置一三维分解图；

图17是本实用新型中飞块斜孔可翻转式钻模的位置二三维装配图；

图18是本实用新型中飞块斜孔可翻转式钻模的位置二三维分解图；

图19是本实用新型中飞块斜孔可翻转式钻模的位置三三维装配图；

图20是本实用新型中飞块斜孔可翻转式钻模的位置三三维分解图；

其中，1、第一夹具体，2、第一螺栓，3、第一螺母，4、第一垫圈，5、第一定位块，6、锁紧螺钉，7、过渡盘，8、法兰盘，9、第二垫圈，10、第二螺栓，11、第一螺钉，12、第一圆柱销，13、第二螺钉，14、第三螺栓，15、第三垫圈，16、第二螺母，17、定位销，18、第二定位块，19、第三螺钉，20、压板，21、第二夹具体，22、第四螺钉，23、螺塞，24、弹簧；25、钢球，26、第二定位轴，27、钻模板，28、第四垫圈，29、第三螺母，30、半圆键，31、回转板，32、第二圆柱销，33、钻套，34、衬套，35、第五垫圈，36、第四螺母，37、第三圆柱销，38、第五螺钉，39、定位板，40、蝶形螺母，41、第四螺栓。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步详细说明：

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”……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”……的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“若干个的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

本实用新型中涉及尺寸的单位均为mm。

如图7～20所示，一种用于大偏心距多孔类飞块铸铁件加工的工装，所述工装包括用来车削偏心外圆的飞块车削大偏心距外圆夹具和用来钻削三处

斜孔的飞块斜孔可翻转式钻模；

所述飞块车削大偏心距外圆夹具包括与车床主轴连接在一起的法兰盘8、与法兰盘8相连接的过渡盘7、安装在过渡盘7上的圆台状的第一夹具体1、设置在第一夹具体1上下两端的分别用于对第一毛坯上下两处偏心半圆时的定位基准的2个第一定位块5、设置在第一夹具体1中心右侧的用于对第一毛坯进行角向定位的第二定位块18以及连接压紧部件；

所述连接压紧部件包括将法兰盘8与车床主轴进行连接定位及压紧用的第三螺钉19和压板20、将过渡盘7和法兰盘8连接压紧用的若干个第二垫圈9和第二螺栓10、将2个第一定位块5与过渡盘7固定连接用的若干个第一螺钉11和若干个第一圆柱销12、将第一夹具体1与过渡盘7固定连接用的若干个第一固定组件以及锁紧防松用的锁紧螺钉6、将第二定位块18与第一夹具体1固定连接用的第二固定组件和定位销17、用于将待加工的飞块第一毛坯安装在第一夹具体1上的第三固定组件；所述第一固定组件包括第一螺栓2、第一螺母3和第一垫圈4；所述第二固定组件包括与第一螺钉11和第一圆柱销12相同规格的螺钉和圆柱销；所述第三固定组件包括第二螺钉13、第三螺栓14、夹紧第一毛坯用的第三垫圈15和第二螺母16。

所述法兰盘8的所用材料为灰铸铁HT20-40；所述过渡盘7的所用材料为灰铸铁HT20-40；所述第一夹具体1的所用材料为20号钢板；所述第二定位块18和所述第一定位块5的所用材料均为45号钢。

所述飞块车削大偏心距外圆夹具的使用过程如下：

首先将装配好的飞块车削大偏心距外圆夹具通过第一定位孔(φ92mm，H7mm)及螺纹孔(M90mm×6)与车床主轴进行连接，然后再将待加工的飞块第一毛坯通过中心孔

安装在第一定位轴

中，并使飞块侧面的定位面与第二定位块18接触，最后再用第三螺栓14、第三垫圈15、第二螺母16压紧；加工待加工的飞块第一毛坯上半部分偏心圆弧时，首先松开第一螺母3，通过滑动第一夹具体1，使第一夹具体1上端定位面与第一定位块5紧密贴合，然后再将第一螺母3锁紧，最后起动车床加工待加工的飞块第一毛坯上半部分偏心圆弧；同理加工待加工的飞块第一毛坯下半部分偏心圆弧时只需将第一夹具体1滑动至与加工上半部分偏心圆弧相反的方向，其余步骤与加工待加工的飞块第一毛坯上半部分偏心圆弧时一样。

所述飞块斜孔可翻转式钻模包括倒T字型的第二夹具体21、安装在第二夹具体21上部的钻模板27、安装在钻模板27尾部上端的钻套33、加固第二夹具体21的支承、将待加工的飞块第二毛坯进行定位的定位装置及压紧装置。

所述定位装置包括可转动的回转板31、将待加工的飞块第二毛坯与回转板31进行定位的第二定位轴26、设置在回转板31右侧的定位板39及辅助部件；

所述第二夹具体21的上部设置有用于与钻模板27主定位的第二定位孔和设置在第二定位孔内的用于与钻模板27角向定位的键槽；第二夹具体21的中部设置有用于回转板31角向定位的第三定位孔，所述第三定位孔内部安装钢球25、弹簧24、螺塞23；第二夹具体21的下部设置第四定位孔；

所述钻模板27为三段式结构，包括与第二夹具体21的上部相连接的小圆柱体、与回转板31相连接的大圆柱体和用于安装钻套33的半圆柱体；

小圆柱体通过第四垫圈28、第三螺母29固定安装在第二夹具体21的第二定位孔中，且第二定位孔中通过将半圆键30卡在键槽中，加固钻模板27的主定位；

安装钻套33时设置衬套34，以保证钻套33的稳定。

所述回转板31为顶端为平面的扇形结构，回转板31的上部设置与钻模板27相连接的第五定位孔；回转板31的中部设置与第二定位轴26相连接的第六定位孔；回转板31的下部背面设置3个(分左、中、右设置，左侧和右侧的均与中间的间隔90°)的定位锥孔，且定位锥孔与钢球25相配合；回转板31的底部还设置圆弧开槽；第二定位轴26通过第二圆柱销32与回转板31固定安装。

所述辅助部件包括与圆弧开槽相配合的蝶形螺母40及第四螺栓41、设置在第四定位孔中的第四螺钉22、对定位板39进行固定的第三圆柱销37和第五螺钉38，还包括设置在第三定位孔中的钢球25、弹簧24、螺塞23；

所述压紧装置包括第五垫圈35和第四螺母36。

所述第二定位孔的直径为φ22mm，第三定位孔的直径为

第二定位孔与第三定位孔之间的位置尺寸为65±0.015mm。

所述第二夹具体21所用材料为灰铸铁HT20-40；所述钻模板27所用材料为20号钢板；所述回转板31所用材料为20号钢板。

所述飞块斜孔可翻转式钻模的使用过程如下：首先拧紧螺塞23，使弹簧24受到一定的压紧力，从而压紧钢球25，使钢球25与回转板31背部的中间定位锥孔

紧密贴合；接着将待加工的飞块第二毛坯通过φ15Hmm8mm/f6mm的间隙配合安装在第二定位轴26上，使待加工的飞块第二毛坯端面与回转板31上端面接触，侧面通过定位板39进行角向定位，最后再用第四螺母36压紧待加工的飞块第二毛坯，钻

斜孔；加工完成后，适当松开蝶形螺母40，使回转板31与钢球25接触力度减小，然后转动回转板31，使回转板31中左侧

定位锥孔与钢球25接触，接着再用蝶形螺母40压紧回转板31，最后待加工的飞块第二毛坯中左侧

斜孔；加工完成后，松开蝶形螺母40，使回转板31与钢球25接触力度减小，然后转动回转板31，使回转板31中右侧

定位锥孔与钢球25接触，接着再用蝶形螺母40压紧回转板31，最后钻待加工的飞块第二毛坯中右侧

斜孔；三处

斜孔加工完成后，松开第四螺母36，取下加工完成的飞块。

一种使用用于大偏心距多孔类飞块铸铁件加工的工装的大偏心距多孔类飞块铸铁件加工方法，包括以下步骤：

步骤1、准备飞块铸件毛坯；

所述飞块铸件毛坯为整体式毛坯，1个毛坯能够加工成8件大偏心距多孔类飞块铸铁件成品，具体尺寸为：长度L设置为120±0.8mm；宽度B设置为108±0.5mm，净尺寸为102⁰ _-0.2mm，两侧扁单边留有加工余量b1、b2均为3mm；内孔的直径D设置为φ36±0.5mm，净尺寸为

内孔留余量10mm；两处外圆半径R2设置为66±0.5mm，净尺寸为

外圆均留余量4mm，中心间距h1设置为7.5mm，偏心距h2设置为9.5mm。所述飞块铸件毛坯采用金属模型铸造。

步骤2、对飞块铸件毛坯进行时效处理；

步骤3、将时效处理后的飞块铸件毛坯固定安装在车床上；车两端面，钻、扩、镗

Rz16mm内孔至尺寸，孔口倒角3×45°，按长度方向横向切断为4个第一毛坯，保证每个第一毛坯的厚度尺寸为

步骤4、处理步骤3切断后的1个第一毛坯，磨两端面，保厚度尺寸

及平行度≤0.05mm；

步骤5、精铣第一毛坯两侧面，保尺寸

及两侧面相对于

孔的对称度≤0.1mm；

步骤6、采用飞块车削大偏心距外圆夹具将步骤5处理后的第一毛坯，车两处

圆弧面，保两侧偏心距尺寸9.5±0.05mm；

步骤7、将步骤6处理后的第一毛坯锯断为2个第二毛坯，保开口尺寸3±0.2mm及单件工件尺寸≥50mm；

步骤8、处理步骤7锯断后的1个第二毛坯，铣上端面，保尺寸48.75±0.2mm；

步骤9、钻

通孔，上端扩、铰孔

钻

孔及钻、扩、铰

孔；

步骤10、扩孔

步骤11、采用飞块斜孔可翻转式钻模对步骤10加工后的第二毛坯进行加工；钻

均布孔，保位置尺寸8±0.1mm及角度尺寸30°±10′、两处60°±10′；制得大偏心距多孔类飞块铸铁件的成品；

步骤11中，所述飞块斜孔可翻转式钻模包括第二夹具体21、钻模板27、钻套33、支承、定位装置及压紧装置；

步骤12、成品检验；

步骤13、成品清洗并吹干；

步骤14、成品加工表面油封处理；

步骤15、成品入库。

工作原理和使用方法：

(一)、改进前飞块加工工艺分析：

由于飞块加工后存在加工效率低下，内圆弧

不易测量，而且外圆弧

偏心距9.5±0.05mm及三处

斜孔角度、孔距尺寸超差的问题，而此问题主要与飞块铸件毛坯、镗内孔、外圆及三处

斜孔工序有关，所以以下主要对以上工序进行分析：

1、飞块改进前铸件毛坯工序：

由飞块改进前毛坯图可以看出，其采用的铸造方法是砂型铸造，飞块毛坯为单件式，偏心内孔及外圆、两侧面及下端面的单边加工余量约为3mm；虽然加工余量不大，但铸造工艺较为复杂，且

圆弧加工面不足半圆，不仅测量较为麻烦，而且无法作为后序的定位基准，使后序的加工找正较为困难；

2、飞块改进前镗内圆弧

外圆弧

偏心距9.5±0.05mm及钻三处

斜孔工序：

由图1、图2所示，飞块设计图可以看出，飞块内圆弧

外圆弧

偏心距9.5±0.05mm及

斜孔采用镗床加工的方式，不仅加工效率低下，而且

圆弧加工面不足半圆，不仅测量较为麻烦，而且无法作为后序的定位基准，使后序的加工找正较为困难；

外圆弧由于找正困难，其偏心距尺寸9.5±0.05mm不易保证，且加工效率低下；三处

斜孔加工时只能通过旋转镗床工作台进行加工，由于镗床工作台回转精度较低，所以其角度及孔距尺寸无法保证。

3、改进后飞块加工新工艺方法与原工艺方法相比较主要的创新点和改善点如下：

(1)、飞块由原来的单件毛坯改为整体式毛坯，不仅铸造工艺简单，而且后序内孔及大偏心距外圆的加工也可以由原来的普通镗床加工改为数控车床加工，不仅内孔及外圆尺寸容易测量与保证，而且加工效率提高2倍以上。

(2)、新设计的飞块车削大偏心距外圆夹具，不仅实现了飞块大偏心距外圆

的以车代镗加工，而且一次可以加工两件飞块，加工效率也比原来提高3倍以上。

(3)、新设计的飞块斜孔可翻转式钻模可以实现三处

斜孔的一次装夹加工，解决了原工艺中镗床需要三次装夹加工的问题，不仅加工效率提高了2倍以上，而且3个孔的角度及位置尺寸也等到了很好的保证。

(二)以下主要对上述工序进行分析：

1、改进后的飞块铸件毛坯：

如图4、5、6所示，由飞块改进后毛坯图可以看出，其采用的铸造方法是金属模型铸造，飞块毛坯为整体式毛坯，长度设置为L为120±0.8mm(能够分割成4个飞块，飞块净尺寸为24.1mm),宽度B设置为108±0.5mm(飞块净尺寸为

)，两侧扁单边留有加工余量b1、b2均为3mm，内孔的直径D设置为φ36mm±0.5，净尺寸为

内孔留余量10mm，两处外圆半径R2设置为66±0.5mm，净尺寸为

外圆均留余量4mm，中心间距h1设置为7.5mm，偏心距h2设置为9.5mm；改进后飞块铸件毛坯的此种设置加工余量较小，不仅铸造工艺简单，而且后序内孔及大偏心距外圆的加工也可以由原来的普通镗床加工改为数控车床加工，不仅内孔及外圆尺寸容易测量与保证，而且加工效率提高2倍以上。

2、飞块车削大偏心距外圆夹具：

如图7～12所示，根据飞块两侧外圆分别与内孔偏心9.5±0.05mm的加工特点，设计专用飞块车削大偏心距外圆夹具；本夹具由连接部分、过渡部分、定位部分、夹紧部分组成；连接部分包括第三螺钉19、压板20、法兰盘8；其中法兰盘8所用材料为灰铸铁HT20-40，不仅加工性能较好，而且经时效处理后具有良好的稳定性和耐磨性；装配时首先通过法兰盘中第一定位孔(φ92mm，H7mm)及螺纹孔(M90mm×6mm)与车床主轴进行连接定位，然后再用压板20和第三螺钉19进行压紧；过渡部分包括过渡盘7，所用材料为灰铸铁HT20-40，不仅加工性能较好，而且经时效处理后具有良好的稳定性和耐磨性；装配时首先通过左端的锥孔

与法兰盘8中相应的

的外锥面配合进行定位，然后再用第二垫圈9、第二螺栓10进行连接压紧；右侧键槽

与第一夹具体1中20mm×8mm的键配合进行定位，保证配合间隙0.005～0.01mm及对称度≤0.01mm，然后再用第一螺栓2、第一螺母3、第一垫圈4进行连接压紧，最后再用锁紧螺钉6进行锁紧防松；定位部分包括第一夹具体1、2个第一定位块2、第一螺钉11、第一圆柱销12、定位销17、第二定位块18组成；其中第一夹具体1所用材料为20号钢板，经过渗碳并淬火处理后其表层硬度可以达到HRC55～60，具有较好的硬度和耐磨性；由于心部没有淬火，硬度值只有HRC18～22，又具有良好的加工性能，左侧的定位键(20mm×8mm)与过渡盘中键槽

定位连接，保证配合间隙0.005～0.01mm及对称度≤0.01mm，右侧Φ40mmH7mm内孔通过与定位销17中Φ40r6外圆过盈配合，使两零部件连接为一体，用于待加工的飞块第一毛坯内孔的主定位，通过加工上下两处扁，保证尺寸205±0.025mm及对中心的对称度、平行度均≤0.01mm，用于加工待加工的飞块第一毛坯上下两部分偏心半圆时的定位基准；第二定位块18用于待加工的飞块第一毛坯的角向定位，所用材料为45号钢，通过热处理淬火硬度达到HRC43～48，使其具有耐磨的特性。装配时首先通过调整使第二定位块18左端定位面至夹具中心的位置尺寸为

然后再用第一螺钉11、第一圆柱销12连接压紧；第一定位块5分别用于加工待加工的飞块第一毛坯上下两处偏心半圆时的定位基准，所用材料为45号钢，通过热处理淬火硬度达到HRC43～48，使其具有耐磨的特性，装配时首先通过调整使两第一定位块5中定位面至夹具中心的尺寸均为112±0.015mm〔/2〕，然后再用第一螺钉11、第一圆柱销12连接压紧。夹紧部分包括锁紧用的第二螺钉13、第三螺栓14、第三垫圈15、第二螺母16，装配时首先将第三螺栓14安装到第一夹具体1中，并用第二螺钉13进行锁紧，防止拧紧飞块时螺栓转动，最后将待加工的飞块第一毛坯安装后再用第三垫圈15、第二螺母16进行夹紧。

所述飞块车削大偏心距外圆夹具的使用过程如下：首先将装配好的夹具通过定位孔(φ92mm，H7mm)及螺纹孔(M90mm×6mm)与车床主轴进行连接，然后再将待加工的飞块第一毛坯通过中心孔

安装在定位轴

中，并使待加工的飞块第一毛坯侧面的定位面与第二定位块18接触，最后再用第三螺栓14、第三垫圈15、第二螺母16压紧。加工待加工的飞块第一毛坯上半部分偏心圆弧时，首先松开第一螺母3，通过滑动第一夹具体1，使第一夹具体上端定位面与第一定位块5紧密贴合，然后再将第一螺母3锁紧，最后起动车床加工待加工的飞块第一毛坯上半部分偏心圆弧。同理加工待加工的飞块第一毛坯下半部分偏心圆弧时只需将第一夹具体1滑动至与加工上半部分偏心圆弧相反的方向，其余步骤与加工上半部分偏心圆弧时一样。

3、飞块斜孔可翻转式钻模：

如图13～20所示，根据飞块

圆弧中三处

斜孔的加工特点，设计专用可翻转式钻模；本夹具由第二夹具体21、钻模板27、钻套33、支承、定位装置及压紧装置组成；其中第二夹具体21所用材料为灰铸铁HT20-40，不仅加工性能较好，而且经时效处理后具有良好的稳定性和耐磨性；第二定位孔(φ22mm，H7mm)通过φ22mmH7mm/r6mm的过盈配合用于与钻模板27的主定位；键槽

通过与半圆键(4mm×16mm)的配合用于与钻模板27的角向定位；第三定位孔

保证与第二定位孔(φ22mm，H7mm)之间的位置尺寸65±0.015mm，通过安装φ8mm的钢球25、弹簧24、螺塞23，用于回转板31的角向定位。钻模板27所用材料为20号钢板，经过渗碳并淬火处理后其表层硬度可以达到HRC55～60，具有较好的硬度和耐磨性；由于心部没有淬火，硬度值只有HRC18～22，又具有良好的加工性能；小圆柱体(φ22mm，r6mm)外圆通过与第二夹具体21中第二定位孔(φ22mm，H7mm)的过盈配合用于钻模板27的主定位；大圆柱体(

外圆)通过与回转板31中第五定位孔(φ30mm)的间隙配合用于回转板31的主定位；由于三处

斜孔均在R23mm内圆弧表面上，为了减少钻套33与内圆弧之间的距离，降低由于钻头摆动造成的孔距超差的问题，所以钻模板27中安装钻套33的部分采用半圆柱体(R21mm的半圆弧)，保证与R23mm内圆弧之间的间隙2mm。为了一次装夹加工三处

斜孔，采用可转动的回转板31结构，回转板31所用材料为20号钢板，经过渗碳并淬火处理后其表层硬度可以达到HRC55～60，具有较好的硬度和耐磨性；由于心部没有淬火，硬度值只有HRC18～22，又具有良好的加工性能；第五定位孔(φ30mm)通过与钻模板27中大圆柱体(

外圆)的间隙配合，用于回转板31的主定位，既保证较好的定位精度，又可以灵活转动，方便三个钻之间的转换；第六定位孔(φ15mm，H7mm)通过与第二定位轴26中φ15mmr6mm外圆的过盈配合用于第二定位轴26的主定位；三处定位锥孔

通过与钢球25配合，用于回转板31的角向定位。圆弧开槽

用于回转板31的锁紧。主定位由第二定位轴26一端通过第六定位孔(φ15mm，H7mm/r6mm)过盈配合与回转板31连接，另一端通过

外圆与待加工的飞块第二毛坯中φ15mmH8mm内孔配合，不仅定位方便、快捷，而且定位精度也较高；角向定位由定位板39、第五螺钉38、第三圆柱销37等组成，通过调整定位板39，保证与待加工的飞块第二毛坯定位中心的位置尺寸

实现待加工的飞块第二毛坯角向的精确定位。压紧部分由第五垫圈35、第四螺母36组成。

所述飞块斜孔可翻转式钻模的使用过程如下：首先拧紧螺塞23，使弹簧24受到一定的压紧力，从而压紧钢球25，使钢球25与回转板31背部的中间定位锥孔

紧密贴合，既可以防止回转板31在待加工的飞块第二毛坯钻孔过程中松动，当钻下一处孔松开回转板31调整位置时又可以很方便的与回转板31脱离接触，这种定位方式不仅方便快捷，而且定位精度较高。接着将待加工的飞块第二毛坯通过φ15mmH8mm/f6mm的间隙配合安装在定位轴26上，使待加工的飞块第二毛坯端面与回转板31上端面接触。侧面通过定位板39进行角向定位，最后再用第四螺母36压紧飞块，钻

斜孔；加工完成后，适当松开蝶形螺母40，使回转板31与钢球25接触力度减小，然后转动回转板31，使回转板31中左侧定位锥孔

与钢球25接触，接着再用蝶形螺母40压紧回转板31，最后钻待加工的飞块第二毛坯中左侧

斜孔。加工完成后，适当松开蝶形螺母40，使回转板31与钢球25接触力度减小，然后转动回转板31，使回转板31中右侧定位锥孔

与钢球25接触，接着再用蝶形螺母40压紧回转板31，最后钻飞块中右侧

斜孔。三处

斜孔加工完成后，松开第四螺母36，取下飞块。使用飞块斜孔可翻转式钻模加工待加工的飞块第二毛坯中三处

斜孔，待加工的飞块第二毛坯只需装夹一次就可以完成三处

斜孔的加工，不仅加工效率较高，而且加工精度也较好，很容易实现大批量、自动化生产。

综上所述，本实用新型通过对改进的飞块铸件毛坯使用专门设计并制造的飞块车削大偏心距外圆夹具和飞块斜孔可翻转式钻模，实现了飞块的快速加工，解决了飞块加工后三处斜孔孔距尺寸超差及加工效率低下的问题，使飞块加工后的一次交验合格率达到了98％以上，加工效率提高了2～3倍，并能够有效的降低了工人的劳动强度，能够实现飞块的大批量、自动化生产。

Claims (7)

1.一种用于大偏心距多孔类飞块铸铁件加工的工装，其特征在于：所述工装包括用来车削偏心外圆的飞块车削大偏心距外圆夹具和用来钻削三处

mm斜孔的飞块斜孔可翻转式钻模；

所述飞块车削大偏心距外圆夹具包括与车床主轴连接在一起的法兰盘(8)、与法兰盘(8)相连接的过渡盘(7)、安装在过渡盘(7)上的圆台状的第一夹具体(1)、设置在第一夹具体(1)上下两端的分别用于对第一毛坯上下两处偏心半圆时的定位基准的2个第一定位块(5)、设置在第一夹具体(1)中心右侧的用于对第一毛坯进行角向定位的第二定位块(18)以及连接压紧部件；

所述飞块斜孔可翻转式钻模包括倒T字型的第二夹具体(21)、安装在第二夹具体(21)上部的钻模板(27)、安装在钻模板(27)尾部上端的钻套(33)、加固第二夹具体(21)的支承、将第二毛坯进行定位的定位装置及压紧装置；

所述定位装置包括可转动的回转板(31)、将第二毛坯与回转板(31)进行定位的第二定位轴(26)、设置在回转板(31)右侧的定位板(39)及辅助部件；所述第二夹具体(21)的上部设置有用于与钻模板(27)主定位的第二定位孔和设置在第二定位孔内的用于与钻模板(27)角向定位的键槽；第二夹具体(21)的中部设置有用于回转板(31)角向定位的第三定位孔，所述第三定位孔内部安装钢球(25)、弹簧(24)、螺塞(23)；第二夹具体(21)的下部设置第四定位孔；所述辅助部件包括与圆弧开槽相配合的蝶形螺母(40)及第四螺栓(41)、设置在第四定位孔中的第四螺钉(22)、对定位板(39)进行固定的第三圆柱销(37)和第五螺钉(38)，还包括设置在第三定位孔中的钢球(25)、弹簧(24)、螺塞(23)；所述压紧装置包括第五垫圈(35)和第四螺母(36)。

2.根据权利要求1所述的一种用于大偏心距多孔类飞块铸铁件加工的工装，其特征在于：所述连接压紧部件包括将法兰盘(8)与车床主轴进行连接定位及压紧用的第三螺钉(19)和压板(20)、将过渡盘(7)和法兰盘(8)连接压紧用的若干个第二垫圈(9)和第二螺栓(10)、将2个第一定位块(5)与过渡盘(7)固定连接用的若干个第一螺钉(11)和若干个第一圆柱销(12)、将第一夹具体(1)与过渡盘(7)固定连接用的若干个第一固定组件以及锁紧防松用的锁紧螺钉(6)、将第二定位块(18)与第一夹具体(1)固定连接用的第二固定组件和定位销(17)、用于将块第一毛坯安装在第一夹具体(1)上的第三固定组件；所述第一固定组件包括第一螺栓(2)、第一螺母(3)和第一垫圈(4)；所述第二固定组件包括与第一螺钉(11)和第一圆柱销(12)相同规格的螺钉和圆柱销；所述第三固定组件包括第二螺钉(13)、第三螺栓(14)、夹紧第一毛坯用的第三垫圈(15)和第二螺母(16)。

3.根据权利要求1所述的一种用于大偏心距多孔类飞块铸铁件加工的工装，其特征在于：所述钻模板(27)为三段式结构，包括与第二夹具体(21)的上部相连接的小圆柱体、与回转板(31)相连接的大圆柱体和用于安装钻套(33)的半圆柱体。

4.根据权利要求3所述的一种用于大偏心距多孔类飞块铸铁件加工的工装，其特征在于：所述回转板(31)为顶端为平面的扇形结构，回转板(31)的上部设置与钻模板(27)相连接的第五定位孔；回转板(31)的中部设置与第二定位轴(26)相连接的第六定位孔；回转板(31)的下部背面设置3个定位锥孔，且定位锥孔能够与钢球(25)相配合；回转板(31)的底部还设置与第四定位孔位置相对应的圆弧开槽。

5.根据权利要求1所述的一种用于大偏心距多孔类飞块铸铁件加工的工装，其特征在于：所述第二定位孔的直径为φ22mm，第三定位孔的直径为

第二定位孔与第三定位孔之间的位置尺寸为65±0.015mm。

6.根据权利要求1所述的一种用于大偏心距多孔类飞块铸铁件加工的工装，其特征在于：所述法兰盘(8)的所用材料为灰铸铁HT20-40；所述过渡盘(7)的所用材料为灰铸铁HT20-40；所述第一夹具体(1)的所用材料为20号钢板；所述第二定位块(18)和所述第一定位块(5)的所用材料均为45号钢。

7.根据权利要求1所述的一种用于大偏心距多孔类飞块铸铁件加工的工装，其特征在于：所述第二夹具体(21)所用材料为灰铸铁HT20-40；所述钻模板(27)所用材料为20号钢板；所述回转板(31)所用材料为20号钢板。

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