CN219074476U - 一种用于铣削柱塞控油槽的夹具 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于铣削柱塞控油槽的夹具，包括壳体、以及壳体上设置的主轴，所述壳体一端设有与主轴配合的第一衬套，另一端设有与主轴配合的第二衬套，所述主轴朝向第一衬套的一端设有装夹组件，另一端设有调节组件；所述壳体内对应主轴的位置设有靠模，所述靠模上设有与主轴配合的导向孔，导向孔为喇叭状结构，所述壳体上对应靠模的位置设有仿形组件，所述仿形组件包括壳体上转动设置的限位轴，所述限位轴轴向与主轴轴向相互垂直，靠模上设有与限位轴配合的仿形槽。本实用新型所述的一种用于铣削柱塞控油槽的夹具，结构稳定可靠，耐磨性高，有利于提高柱塞的生产效率，确保柱塞加工尺寸的一致性良好。

Description

一种用于铣削柱塞控油槽的夹具

技术领域

本实用新型属于柴油机零部件加工领域，尤其是涉及一种用于铣削柱塞控油槽的夹具。

背景技术

柱塞偶件是柴油机燃油喷射系统最重要的精密偶件之一，由柱塞和柱塞套组成。其工作原理为柱塞在柱塞套内的往复运动，完成喷油泵吸油、泵油的过程；基本作用是：加压燃油、控制供油时间和供油计量。其技术指标和精度指标要求高，产品机构特殊，产品质量对燃油喷射系统的供油均匀性、许用泵端喷射压力、系统的可靠性以及柴油机燃油工作过程和性能指标有很大的影响，直接影响到柴油机的正常工作和可靠性。其中柱塞头部有控制喷油量的斜向直槽或螺旋槽等结构，由中心孔或纵向直槽实现燃油在柱塞顶部空间流动。喷油泵工作时，柱塞在齿杆拉动下在柱塞套内转动，由柱塞斜向直槽或螺旋槽(以下简称控油槽)控制柱塞套上的进油孔的关闭，进而决定喷油量和喷油终了的时间。因此柱塞控油槽的加工质量对柴油机燃油喷射系统工作过程和性能指标有很大的影响。

目前，国内控油槽铣削加工方案为两种：第一种是控油槽铣削加工(专用立式铣床)；第二种是控油槽车削加工(车削中心)。根据控油槽结构特性及参数要求，如柱塞控油槽表面粗糙度要求、控油槽供油边棱测量点距柱塞顶部端面要求尺寸，控油槽槽宽。现有常采用车削中心(型号T42)加工控油槽。该机床用动力头铣削控油槽，这种方式是在柱塞旋转角度的同时动力头沿着轴向逐层铣削柱塞控油槽。但现有方法存在以下缺点：1.逐层铣削,槽周边加工表面粗糙，槽周边底部毛刺极难清理；2.生产效率低，柱塞机械加工时间长。

而采用车成形(车削中心，型号T42)与控油槽铣削加工(立式铣床)结合的方式，有利于提高生产效率，降低毛刺。但现有的铣床常用夹具限位固定柱塞进行加工时，由于柱塞调整不便，加工过程中需要反复调整柱塞，以实现柱塞控油槽的铣削加工，调整过程中可能会造成控油槽各处的加工存在误差，导致柱塞的加工精度一致性无法得到保证。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种用于铣削柱塞控油槽的夹具，以解决现有铣床用夹具在加工柱塞控油槽时，柱塞的加工精度一致性不佳的问题。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种用于铣削柱塞控油槽的夹具，包括壳体、以及壳体上设置的主轴，所述壳体一端设有与主轴配合的第一衬套，另一端设有与主轴配合的第二衬套，所述主轴朝向第一衬套的一端设有装夹组件，另一端设有调节组件；所述壳体内对应主轴的位置设有靠模，所述靠模上设有与主轴配合的导向孔，导向孔为喇叭状结构，导向孔大开口一端朝向第一衬套设置，小开口一端朝向第二衬套设置，所述主轴上设有与导向孔配合的斜面部，主轴上对应斜面部与第二衬套之间的位置设有限位组件；所述壳体上对应靠模的位置设有仿形组件，所述仿形组件包括壳体上转动设置的限位轴，所述限位轴轴向与主轴轴向相互垂直，靠模上设有与限位轴配合的仿形槽。

进一步的，所述装夹组件包括主轴上设置的第三衬套，所述主轴上设有与第三衬套配合的安装孔，第三衬套伸入安装孔的一端设有止推螺钉，另一端设有定位部；所述止推螺钉与第三衬套螺纹连接，第三衬套内滑动安装有定位柱，所述定位柱一端顶住止推螺钉，另一端设有定位槽。

进一步的，所述第三衬套的定位部上设有可拆卸的套帽，所述套帽上设有与定位部配合的装配孔。

进一步的，所述调节组件包括主轴上设置的手柄件，所述壳体上对应手柄件的位置设有用于限制主轴及手柄件转动的限位螺钉。

进一步的，所述手柄件通过卡箍件安装在主轴上。

进一步的，所述限位组件包括主轴上设置的限位螺帽，所述主轴上设有与限位螺帽配合的外螺纹。

进一步的，所述靠模上设有能与限位螺帽配合的限位槽，所述限位槽与导向孔连通。

进一步的，所述仿形组件还包括壳体上设置的轴承座，所述限位轴转动安装在轴承座上，限位轴伸入壳体的一端设有与仿形槽配合的限位部，另一端设有定位螺帽，限位轴上设有与定位螺帽配合的外螺纹。

相对于现有技术，本实用新型所述的一种用于铣削柱塞控油槽的夹具具有以下优势：

(1)本实用新型所述的一种用于铣削柱塞控油槽的夹具，结构稳定可靠，耐磨性高，有利于提高柱塞的生产效率，确保柱塞加工尺寸的一致性良好。通过将主轴和靠模采用锥度轴孔配合，结合调节定位柱及止推螺钉，操作人员可以及时有效的确定柱塞的加工尺寸，且止推螺钉调节起来简单便捷，降低了实际加工过程中的操作难度，有利于提高加工效率和加工精度。

(2)本实用新型所述的一种用于铣削柱塞控油槽的夹具，通过采用硬质合金材料制作套帽和靠模，结构强度高，耐磨性好，有利于去除影响柱塞控油槽加工散差大的不利因素，达到预定加工值，缩小柱塞控油槽加工散差，有利于提高柱塞偶件控油槽相关几何精度，低成本、高质量实现喷油泵总成喷油的一致性。

(3)本实用新型所述的一种用于铣削柱塞控油槽的夹具，通过在靠模上设置仿形槽，操作人员只需在首次加工时调整好控油槽旋转角度及距离，利用限位轴与靠模仿形槽配合到位后，后续加工不需要再进行调整，操作简单，具有良好的实用性，有利于进一步降低柱塞的加工难度，提高柱塞的批量加工效率。

附图说明

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

图1为本实用新型实施例所述的一种用于铣削柱塞控油槽的夹具的结构示意图；

图2为本实用新型实施例所述的一种用于铣削柱塞控油槽的夹具中外壳的结构示意图；

图3为本实用新型实施例所述的一种用于铣削柱塞控油槽的夹具中盖板的结构示意图；

图4为本实用新型实施例所述的一种用于铣削柱塞控油槽的夹具中靠模的结构示意图；

图5为图4的螺旋展开示意图；

图6为本实用新型实施例所述的一种用于铣削柱塞控油槽的夹具中装夹组件的结构示意图；

图7为本实用新型实施例所述的一种用于铣削柱塞控油槽的夹具中限位轴的结构示意图。

附图标记说明：

1、机床；2、顶尖装置；3、立铣刀；4、外壳；5、盖板；6、第一衬套；7、第二衬套；8、主轴；9、卡箍件；10、手柄件；11、靠模；12、斜面部；13、导向孔；14、限位螺帽；15、限位槽；16、限位轴；17、定位螺帽；18、单列向心滚珠轴承；19、支撑圈；20、夹套；21、止推螺钉；22、安装孔；23、第三衬套；24、定位柱；25、套帽；26、限位螺钉；27、容纳空腔；28、第一通孔；29、第三通孔；30、螺孔；31、第二通孔；32、仿形槽；33、定位槽；34、定位部；35、限位部。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，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”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。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，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实用新型中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

一种用于铣削柱塞控油槽的夹具，如图1至图7所示，包括壳体、以及壳体上设置的主轴8，所述壳体一端设有与主轴8配合的第一衬套6，另一端设有与主轴8配合的第二衬套7，所述主轴8朝向第一衬套6的一端设有装夹组件，另一端设有调节组件；所述壳体内对应主轴8的位置设有靠模11，所述靠模11上设有与主轴8配合的导向孔13，导向孔13为喇叭状结构，导向孔13大开口一端朝向第一衬套6设置，小开口一端朝向第二衬套7设置，所述主轴8上设有与导向孔13配合的斜面部12，主轴8上对应斜面部12与第二衬套7之间的位置设有限位组件；所述壳体上对应靠模11的位置设有仿形组件，所述仿形组件包括壳体上转动设置的限位轴16，所述限位轴16轴向与主轴8轴向相互垂直，靠模11上设有与限位轴16配合的仿形槽32。

通过采用喇叭状结构的导向孔13，利用主轴8的斜面部12与导向孔13配合，可以限制靠模11及主轴8轴向的窜动距离。示例性的，主轴8上可以间隔设置两段斜面部12，通过靠模11导向孔13内壁接触主轴8两段斜面部12，可以利用导向孔13的锥度限制住主轴8轴向移动距离，对主轴8起到限位固定作用，从而实现后续柱塞控油槽的加工。通过将主轴8和靠模11采用锥度轴孔配合，调整定位柱24及止推螺钉21距离简便快速，操作者可以及时有效的确定柱塞加工尺寸，操作更加便捷，有利于降低实际加工过程中的加工难度，提高加工精度。

可选的，限位组件包括主轴8上设置的限位螺帽14，所述主轴8上设有与限位螺帽14配合的外螺纹。通过将限位螺帽14安装在主轴8上对应斜面部12与第二衬套7之间的位置，限位螺帽14可以与斜面部12配合，共同实现对靠模11及主轴8轴向窜动距离的限制。

在实际应用过程中，靠模11上设有能与限位螺帽14配合的限位槽15，所述限位槽15与导向孔13连通。通过在靠模11上设置限位槽15，利用限位槽15与限位螺帽14配合，可以实现对靠模11及主轴8向左窜动距离的限位。而利用斜面部12与导向孔13配合，则可以实现对靠模11及主轴8向右窜动距离的限位，利用限位螺帽14和斜面部12，即可实现对靠模11及主轴8窜动距离的限制。

可选的，壳体可以通过螺栓安装固定在机床1上，并与机床1上的顶尖装置2配合使用，利用机床1上的顶尖装置2顶住待加工柱塞的一端，然后利用夹具上的装夹组件顶住代加工柱塞的另一端，从而实现对柱塞的夹紧固定，便于操作人员利用机床1对代加工柱塞进行加工。

在实际应用过程中，这种夹具主要应用在立加铣床上，其中壳体可采用分体结构包括外壳4、以及外壳4上安装的盖板5。示例性的，盖板5可通过螺钉安装固定在外壳4上，其中第二衬套7安装在盖板5上，第一衬套6安装在外壳4上，外壳4内设有用于容纳靠模11的容纳空腔27。通过采用分体结构的壳体，便于壳体内各个部件的装配，有利于降低这种夹具的使用和维护难度，提高这种夹具在实际使用过程中的可靠性。

可选的，外壳4可以采用铸钢材质制作。其中，主轴8和盖板5可以采用GCr15材质制作。此外，外壳4下端可采用中空结构，螺纹配合锁紧工作台，加工过程中，立铣刀3切削力只作用在夹具上，对铣床工作台损坏小。

在实际装配过程中，外壳4上设有用于安装第一衬套6的第一通孔28，第一通孔28与容纳空腔27连通，第一衬套6与第一通孔28之间过盈配合，第一衬套6内孔与主轴8之间间隙配合。盖板5上设有用于安装第二衬套7的第二通孔31，第二衬套7与第二通孔31之间过盈配合，第二衬套7内孔与主轴8之间间隙配合。

可选的，装夹组件包括主轴8上设置的第三衬套23，所述主轴8上设有与第三衬套23配合的安装孔22，第三衬套23伸入安装孔22的一端设有止推螺钉21，另一端设有定位部34；所述止推螺钉21与第三衬套23螺纹连接，第三衬套23内滑动安装有定位柱24，所述定位柱24一端顶住止推螺钉21，另一端设有能与待加工柱塞配合的定位槽33。通过定位槽33与代加工柱塞配合，有利于提高待加工柱塞在定位柱24上的稳定性。

示例性的，定位柱24与止推螺钉21同轴设置，第三衬套23上设有与止推螺钉21配合的内螺纹，第三衬套23与主轴8安装孔22之间过度配合。通过将定位柱24滑动安装在第三衬套23内，操作人员通过旋拧止推螺钉21，可以实现对定位柱24的推动，使得定位柱24能在第三衬套23内滑动，从而使得定位柱24能更好的顶住待加工柱塞。

在实际应用过程中，定位部34的直径可以大于第三衬套23的直径，使得当第三衬套23与主轴8安装孔22之间配合时，定位部34可以对第三衬套23起到限位作用，使得第三衬套23可以在定位部34的限位下稳定的装配在主轴8上。

可选的，第三衬套23的定位部34上设有可拆卸的套帽25，所述套帽25上设有与定位部34配合的装配孔。示例性的，套帽25与第三衬套23同轴设置，套帽25装配孔与定位部34之间过度配合，套帽25上通过螺钉安装固定在定位部34上，套帽25上设有用于安装螺钉的螺纹孔，螺钉穿过螺纹孔的一端顶住定位部34。本领域技术人员也可以根据实际需要选择其他方式安装套帽25，以实现套帽25在定位部34上的可拆卸。

在实际应用过程中，套帽25可以采用低合金耐磨钢制作，套帽25上也可以加工与柱塞配合的通孔，通孔与装配孔连通。利用套帽25与柱塞配合，不仅有利于提高柱塞在装夹组件上的稳定性，而且套帽25还可以对第三衬套23起到一定的保护作用，有利于提高第三衬套23在加工过程中的安全性，从而提高这种夹具的使用寿命。

可选的，靠模11也可以采用低合金耐磨钢材质制作，通过将靠模11、套帽25两种零件材料采用低合金耐磨钢材质制作，该合金材料以高强韧性、高硬韧性著称。在一定冲击载荷的磨损工作状况下，使用寿命高于耐磨铸铁，在立铣刀3切削柱塞时，柱塞头部装夹在套帽25处，受冲击载荷后磨损小。此外，套帽25结构设计简单，更换成本低，实用性强；同样，当限位轴16卡在靠模11仿形槽32内，靠模11仿形槽32耐磨性好、受冲击载荷高，柱塞的加工精度一致性能够得到保证。

可选的，调节组件包括主轴8上设置的手柄件10，所述壳体上对应手柄件10的位置设有用于限制主轴8及手柄件10转动的限位螺钉26。示例性的，手柄件10通过卡箍件9安装在主轴8上，盖板5上设有用于安装限位螺钉26的螺孔30。具体的，手柄安装在卡箍件9螺纹孔内，并螺纹旋合连接。此外，卡箍的内圈可以装配在主轴8上，并通过锁紧螺钉旋合夹紧，实现手柄件10在主轴8上的安装固定。本领域技术人员也可以根据实际需要，选择其他方式在主轴8上安装手柄件10，以实现手柄件10能带动主轴8进行轴向移动和周向转动即可，在这里不再赘述。

可选的，仿形组件还包括壳体上设置的轴承座，所述限位轴16转动安装在轴承座上，限位轴16伸入壳体的一端设有与仿形槽32配合的限位部35，另一端设有定位螺帽17，限位轴16上设有与定位螺帽17配合的外螺纹。

示例性的，轴承座包括外壳4上安装的夹套20、以及夹套20上下两端安装的单列向心滚珠轴承18，外壳4上设有用于安装夹套20的第三通孔29。具体的，夹套20可以通过螺钉安装固定在外壳4上，两个单列向心滚珠轴承18之间设有支撑圈19，支撑圈19装配在夹套20内孔内，柔性固定两件单列向心滚珠轴承18之间距离。通过在限位轴16上安装定位螺帽17，可以固定限位轴16与靠模11之间的距离，从而使得限位轴16与仿形槽32可以始终稳定的配合。

通过利用单列向心滚珠轴承18本身特性限制靠模11与限位轴16的受力，柔性精准定位。当机床1工作时，轴承间隙一定，限位轴16柔性旋转，作用的柱塞预加工距离固定，柱塞控油槽加工散差小，质量稳定。

在实际应用过程中，单列向心滚珠轴承18与夹套20内孔之间过盈配合，支撑圈19与夹套20内孔之间间隙配合，限位轴16与单列向心滚珠轴承18之间过盈配合。限位部35的直径可以大于限位轴16的直径，通过限位部35与靠模11上的仿形槽32配合，可以限制住柱塞轴向距离及径向旋转角度，从而实现对柱塞控油槽的一次加工，有利于提高柱塞的加工一致性，进而提高柱塞的加工精度。

这种夹具在实际应用过程中，可以采用如下步骤进行：第一步，将该夹具和机床工作台用螺钉旋合固定连接。第二步，将工件装夹在机床自备顶尖装置及套帽上。第三步，根据柱塞轴向加工尺寸，固定定位柱之后旋合止推螺钉到预定位置。第四步，调整限位轴的限位部与靠模之间的距离来确定柱塞控油槽的加工深度尺寸，之后旋合固定定位螺帽在限位轴的位置。第五步，在铣床刀架处安装立铣刀后启动机床，操作者一边旋转立铣机床进给手轮一边将夹具手柄件逆时针旋转0°～118°至限位螺钉处，工件切削完成。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于铣削柱塞控油槽的夹具，其特征在于：包括壳体、以及壳体上设置的主轴(8)，所述壳体一端设有与主轴(8)配合的第一衬套(6)，另一端设有与主轴(8)配合的第二衬套(7)，所述主轴(8)朝向第一衬套(6)的一端设有装夹组件，另一端设有调节组件；所述壳体内对应主轴(8)的位置设有靠模(11)，所述靠模(11)上设有与主轴(8)配合的导向孔(13)，导向孔(13)为喇叭状结构，导向孔(13)大开口一端朝向第一衬套(6)设置，小开口一端朝向第二衬套(7)设置，所述主轴(8)上设有与导向孔(13)配合的斜面部(12)，主轴(8)上对应斜面部(12)与第二衬套(7)之间的位置设有限位组件；所述壳体上对应靠模(11)的位置设有仿形组件，所述仿形组件包括壳体上转动设置的限位轴(16)，所述限位轴(16)轴向与主轴(8)轴向相互垂直，靠模(11)上设有与限位轴(16)配合的仿形槽(32)。

2.根据权利要求1所述的一种用于铣削柱塞控油槽的夹具，其特征在于：所述装夹组件包括主轴(8)上设置的第三衬套(23)，所述主轴(8)上设有与第三衬套(23)配合的安装孔(22)，第三衬套(23)伸入安装孔(22)的一端设有止推螺钉(21)，另一端设有定位部(34)；所述止推螺钉(21)与第三衬套(23)螺纹连接，第三衬套(23)内滑动安装有定位柱(24)，所述定位柱(24)一端顶住止推螺钉(21)，另一端设有定位槽(33)。

3.根据权利要求2所述的一种用于铣削柱塞控油槽的夹具，其特征在于：所述第三衬套(23)的定位部(34)上设有可拆卸的套帽(25)，所述套帽(25)上设有与定位部(34)配合的装配孔。

4.根据权利要求1所述的一种用于铣削柱塞控油槽的夹具，其特征在于：所述调节组件包括主轴(8)上设置的手柄件(10)，所述壳体上对应手柄件(10)的位置设有用于限制主轴(8)及手柄件(10)转动的限位螺钉(26)。

5.根据权利要求4所述的一种用于铣削柱塞控油槽的夹具，其特征在于：所述手柄件(10)通过卡箍件(9)安装在主轴(8)上。

6.根据权利要求1所述的一种用于铣削柱塞控油槽的夹具，其特征在于：所述限位组件包括主轴(8)上设置的限位螺帽(14)，所述主轴(8)上设有与限位螺帽(14)配合的外螺纹。

7.根据权利要求6所述的一种用于铣削柱塞控油槽的夹具，其特征在于：所述靠模(11)上设有能与限位螺帽(14)配合的限位槽(15)，所述限位槽(15)与导向孔(13)连通。

8.根据权利要求1所述的一种用于铣削柱塞控油槽的夹具，其特征在于：所述仿形组件还包括壳体上设置的轴承座，所述限位轴(16)转动安装在轴承座上，限位轴(16)伸入壳体的一端设有与仿形槽(32)配合的限位部(35)，另一端设有定位螺帽(17)，限位轴(16)上设有与定位螺帽(17)配合的外螺纹。

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