CN107877230B - 一种四轴涡轮增压壳加工夹紧装置 - Google Patents

一种四轴涡轮增压壳加工夹紧装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种夹紧装置，尤其是一种四轴涡轮增压壳加工夹紧装置，包括连接板、底座、定位座、壳体夹紧装置和出气管夹紧装置；所述连接板固定在分度盘的卡盘上，连接板与底座连接，底座上装有定位座，定位座的顶部设有凸台，凸台卡在涡轮增压壳的进气管上，壳体夹紧装置将涡轮增压壳的进气管压紧在定位座上，出气管夹紧装置将涡轮增压壳的出气管固定在底座上。本发明提供的一种四轴涡轮增压壳加工夹紧装置结构简单、装夹方便、定位精度高、稳定性好、提高了加工精度、降低了加工成本。

Description

一种四轴涡轮增压壳加工夹紧装置
技术领域
本发明涉及一种夹紧装置，尤其是一种四轴涡轮增压壳加工夹紧装置。
背景技术
涡轮增压器实际上是一种空气压缩机，通过压缩空气来增加进气量。它是利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮，涡轮又带动同轴的叶轮，叶轮压送由空气滤清器管道送来的空气，使之增压进入气缸。当发动机转速增快，废气排出速度与涡轮转速也同步增快，叶轮就压缩更多的空气进入气缸，空气的压力和密度增大可以燃烧更多的燃料，相应增加燃料量和调整发动机的转速，就可以增加发动机的输出功率了。参加竞赛的跑车一般在发动机上装有涡轮增压器，以使汽车迸发出更大的功率。发动机是靠燃料在气缸内燃烧来产生功率的，输入的燃料量受到吸入气缸内空气量的限制，所产生的功率也会受到限制，如果发动机的运行性能已处于最佳状态，再增加输出功率只能通过压缩更多的空气进入气缸来增加燃料量，提高燃烧做功能力。涡轮增压器是唯一能使发动机在工作效率不变的情况下增加输出功率的机械装置。
涡轮增压器的壳体的进气管和出气管上均需要进行机加工，而涡轮增压器的壳体多为不规则形状，导致装夹困难，引起加工质量差、加工效率低、合格率低、加工成本高。
虽然有些采用夹具进行涡轮增压壳的固定，如中国专利CN203357330U公布了一种涡轮增压器夹具，包括底板和位于所述底板上的挡板和定位销，所述底板上固定有直线导轨一、阶梯导轨和叶片仿形型腔，所述直线导轨一上设有壳体夹紧机构，所述壳体夹紧机构顶端设有叶片固定机构，所述壳体夹紧机构包括位于底端的导轨滑块，位于侧面的压头、弹簧滚轮机构和气缸推板，所述弹簧滚轮机构位于所述阶梯导轨上，所述叶片固定机构包括推板和位于所述推板前端的角度定位块、弹簧压紧块和弹簧顶珠，所述推板的后端设有解锁杆，底面设有直线导轨二，本发明所公开的涡轮增压器夹具夹装方便，可以灵活移动，便于安装，有利于提高安装效率。其中叶片仿形型腔的结构复杂，整体的结构也较复杂，加工成本高。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种结构简单、装夹方便、定位精度高、稳定性好的一种四轴涡轮增压壳加工夹紧装置，具体技术方案为：
一种四轴涡轮增压壳加工夹紧装置，包括连接板、底座、定位座、壳体夹紧装置和出气管夹紧装置；所述连接板固定在分度盘的卡盘上，连接板与底座连接，底座上装有定位座，定位座的顶部设有凸台，凸台卡在涡轮增压壳的进气管上，壳体夹紧装置将涡轮增压壳的进气管压紧在定位座上，出气管夹紧装置将涡轮增压壳的出气管固定在底座上。
通过采用上述技术方案，连接板将底座固定在卡盘上，使底座的结构简单，降低加工难度。定位座与壳体夹紧装置配合夹紧涡轮增压壳的进气端，出气管夹紧装置夹紧出气管，使涡轮增压壳的出气管固定，并且位置精确，方便后续的机加工，能有效减少加工过程中的震动，提高加工精度。定位座顶部的凸台能够精确的限定涡轮增压壳进气管的位置。
优选的，所述壳体夹紧装置包括杠杆油缸、杠杆支架、压紧杆、压紧杠杆和压紧块；所述杠杆支架固定在底座上，杠杆支架通过轴与压紧杠杆连接，压紧杠杆的两端分别通过滑动轴与压紧杆的一端和杠杆油缸的活塞杆活动连接；压紧杆的另一端活动装有压紧块，压紧杆穿过定位座的中心孔和涡轮增压壳的进气管，压紧块位于涡轮增压壳进气管的顶部，压紧块将涡轮增压壳压紧在定位座上。
通过采用上述技术方案，杠杆油缸通过压紧杆和压紧块将涡轮增压壳的进气管压紧在定位座上。压紧块活动装在压紧杆上，方便涡轮增压壳的装卸。
优选的，所述压紧杠杆的两端设有插孔，两侧设有滑动孔，插孔和滑动孔均为腰形孔，插孔和滑动孔相互垂直，且相互连通，压紧杆的另一端和杠杆油缸的活塞杆均插在插孔中，压紧杆端部的滑动轴和杠杆油缸的活塞杆端部的滑动轴均活动插在滑动孔中。
通过采用上述技术方案，滑动孔用于滑动轴的移动，从而避免在压紧杆的端部和压紧油缸的活塞杆端部安装活动接头，使结构简化。
优选的，所述压紧块为圆柱体，压紧块上设有U形槽，U形槽的圆心与压紧块的圆心在同一轴线上；所述压紧杆的另一端设有压紧台，压紧台的直径大于U形槽的直径，压紧台压在压紧块上。
通过采用上述技术方案，压紧块装卸方便，只要卡到压紧杆上即可。
优选的，所述压紧块的侧面装有弹性柱塞，弹性柱塞的端部位于U形槽内，弹性柱塞将压紧杆卡在U形槽内。
通过采用上述技术方案，弹性柱塞防止压紧块脱落，同时也不影响压紧块的装卸。
优选的，所述出气管夹紧装置包括内侧压紧装置、外侧压紧装置、垫块和顶部压紧装置；所述垫板固定在底座上，顶部压紧装置位于垫板上方，顶部压紧装置与垫板固定住出气管，限制出气管上下移动；所述内侧压紧装置和外侧压紧装置位于出气管的两侧，内侧压紧装置和外侧压紧装置固定住出气管，限制出气管左右移动。
通过采用上述技术方案，内侧压紧装置、外侧压紧装置、垫块和顶部压紧装置实现出气管的完全定位，即实现了出气管的X、Y和Z方向的定位，使出气管在加工过程中不会出现前后、左右和上下的震动或窜动，提高了定位精度，方便后续的机加工，减少了震动，提高了加工精度。
优选的，所述顶部压紧装置包括压紧油缸、顶压杆、顶支座和活动板；所述顶支座固定在压紧油缸上，顶支座通过轴与活动板的一端活动连接，活动板的另一端通过轴与顶压杆活动连接，顶压杆的一端通过轴与压紧油缸的活塞杆活动连接，顶压杆的另一端压在出气管上；所述垫板为浮动支撑缸。
通过采用上述技术方案，压紧油缸带动顶压杆升降，即方便涡轮增压壳的装卸，同时也能压紧涡轮增压壳的出气管。通过活动板使结构紧凑、占用空间小。涡轮增压壳放好后，给浮动支撑缸加油压使支撑头上行，接触到出气管时支撑头立刻停止上行并继续加压至锁死，这样支撑头就在当前位置给出气管提供支撑并停止运动。在机械加工中，液压浮动支撑刚为加工工件提供一个自适应的支撑，它可以弥补工件的不规则外形以及在机加工中会出现的振动和变形等不利因素。它可以直接安装在夹具本体上，能节约许多空间，尤其对有些苛刻的安装条件更显宝贵。紧凑的结构设计能产生高效的支持力，使工件避免加工时受切削力而变形，浮动支撑缸避免加工时发生震动，从而影响工件的加工精度，具备低压锁紧能力，强大地支撑力允许更紧凑夹具设计。
优选的，所述内侧压紧装置包括内侧固定座和弹性柱塞，所述内侧固定座安装在底座上，弹性柱塞安装在内侧固定座上，弹性柱塞压在出气管的一侧；所述外侧压紧装置包括外侧固定座和定位螺杆，所述外侧固定座安装在底座上，定位螺杆通过螺纹安装在外侧固定座上，定位螺杆压在出气管的另一侧。
通过采用上述技术方案，定位螺钉精确的限定出气管的位置，弹性柱塞将出气管压在定位螺钉的端部。定位螺杆可以调节位置能提高定位精度。
优选的，所述定位螺杆压在出气管的一端设有圆倒角或为球头，定位螺杆上还装有锁紧螺母。
通过采用上述技术方案，圆倒角或球头不容易划碰伤出气管。锁紧螺母防止定位螺杆的位置发生变化，能有效避免因震动而产生的转动，提高了定位精度和稳定性。
优选的，还包括角向定位装置，所述角向定位装置位于壳体夹紧装置与出气管夹紧装置之间，且位于出气管的拐角处；所述角向定位装置包括角向座、角向定位块和单动油缸；所述角向座固定在底座上，角向定位块通过轴活动安装在角向座上，角向定位块的一端压在出气管上，且与定位螺杆不在出气管的同一侧，角向定位块的另一端位于单动油缸的活塞杆顶部，角向定位块与角向座之间装有扭簧，扭簧套在轴上。
通过采用上述技术方案，角向定位装置进一步提高定位精度，与定位螺杆配合防止涡轮增压壳角向转动，提高夹紧的稳定性。扭簧用于角向定位块的复位。
底座上开设有液压管路，液压管路与油缸连接。
与现有技术相比本发明具有以下有益效果：
本发明提供的一种四轴涡轮增压壳加工夹紧装置结构简单、重量轻、装夹方便、定位精度高、稳定性好、震动小、提高了加工精度、降低了加工成本。
附图说明
图1是本发明装有涡轮增压壳的结构示意图；
图2是本发明未装涡轮增压壳的结构示意图；
图3是壳体压紧装置的结构示意图；
图4是顶部压紧装置的结构示意图；
图5是角向定位装置的结构示意图。
具体实施方式
现结合附图对本发明作进一步说明。
如图1和图2所示，一种四轴涡轮增压壳加工夹紧装置，包括连接板11、底座12、定位座13、壳体夹紧装置和出气管夹紧装置；连接板11固定在分度盘的卡盘14上，连接板11与底座12连接，底座12上装有定位座13，定位座13的顶部设有凸台131，凸台131卡在涡轮增压壳的进气管15上，壳体夹紧装置将涡轮增压壳的进气管15压紧在定位座13上，出气管夹紧装置将涡轮增压壳的出气管16固定在底座12上。
如图3所示，壳体夹紧装置包括杠杆油缸22、杠杆支架21、压紧杆23、压紧杠杆27和压紧块25；杠杆支架21固定在底座12的背面，杠杆支架21通过轴与压紧杠杆27连接，压紧杠杆27的两端设有插孔271，两侧设有滑动孔272，插孔271和滑动孔272均为腰形孔，插孔271和滑动孔272相互垂直，且相互连通，压紧杆23的另一端和杠杆油缸22的活塞杆均插在插孔271中，压紧杆23端部的滑动轴24和杠杆油缸22的活塞杆端部的滑动轴24均活动插在滑动孔272中。压紧杆23的另一端活动装有压紧块25，压紧杆23穿过定位座13的中心孔和涡轮增压壳的进气管15，压紧块25位于涡轮增压壳进气管15的顶部，压紧块25将涡轮增压壳压紧在定位座13上。压紧块25为圆柱体，压紧块25上设有U形槽251，U形槽251的圆心与压紧块25的圆心在同一轴线上；压紧杆23的另一端设有压紧台231，压紧台231的直径大于U形槽251的直径，压紧台231压在压紧块25上。压紧块25的侧面装有弹性柱塞26，弹性柱塞26的端部位于U形槽251内，弹性柱塞26将压紧杆23卡在U形槽251内。
出气管夹紧装置包括内侧压紧装置、外侧压紧装置、垫块、顶部压紧装置和角向定位装置。垫板固定在底座12上，顶部压紧装置位于垫板上方，顶部压紧装置与垫板固定住出气管16，限制出气管16上下移动；内侧压紧装置和外侧压紧装置位于出气管16的两侧，内侧压紧装置和外侧压紧装置固定住出气管16，限制出气管16左右移动。
如图4所示，顶部压紧装置包括压紧油缸31、顶压杆32、顶支座34和活动板33；顶支座34固定在压紧油缸31上，顶支座34通过轴与活动板33的一端活动连接，活动板33的另一端通过轴与顶压杆32活动连接，顶压杆32的一端通过轴与压紧油缸31的活塞杆活动连接，顶压杆32的另一端压在出气管16上；垫板为浮动支撑缸35。
内侧压紧装置包括内侧固定座41和弹性柱塞26，内侧固定座41安装在底座12上，弹性柱塞26安装在内侧固定座41上，弹性柱塞26压在出气管16的一侧。
外侧压紧装置包括外侧固定座42和定位螺杆43，外侧固定座42安装在底座12上，定位螺杆43通过螺纹安装在外侧固定座42上，定位螺杆43压在出气管16的另一侧。定位螺杆43压在出气管16的一端设有圆倒角或为球头，定位螺杆43上还装有锁紧螺母44。
如图5所示，角向定位装置位于壳体夹紧装置与出气管夹紧装置之间，且位于出气管16的拐角处；角向定位装置包括角向座53、角向定位块51和单动油缸；角向座53固定在底座12上，角向定位块51通过轴活动安装在角向座53上，角向定位块51的一端压在出气管16上，且与定位螺杆43不在出气管16的同一侧，角向定位块51的另一端位于单动油缸的活塞杆顶部，角向定位块51与角向座53之间装有扭簧54，扭簧54套在轴上。

Claims (6)

1.一种四轴涡轮增压壳加工夹紧装置，其特征在于，包括连接板(11)、底座(12)、定位座(13)、壳体夹紧装置和出气管夹紧装置；所述连接板(11)固定在分度盘的卡盘(14)上，连接板(11)与底座(12)连接，底座(12)上装有定位座(13)，定位座(13)的顶部设有凸台(131)，凸台(131)卡在涡轮增压壳的进气管(15)上，壳体夹紧装置将涡轮增压壳的进气管(15)压紧在定位座(13)上，出气管夹紧装置将涡轮增压壳的出气管(16)固定在底座(12)上；
所述壳体夹紧装置包括杠杆油缸(22)、杠杆支架(21)、压紧杆(23)、压紧杠杆(27)和压紧块(25)；所述杠杆支架(21)固定在底座(12)上，杠杆支架(21)通过轴与压紧杠杆(27)连接，压紧杠杆(27)的两端分别通过滑动轴(24)与压紧杆(23)的一端和杠杆油缸(22)的活塞杆活动连接；压紧杆(23)的另一端活动装有压紧块(25)，压紧杆(23)穿过定位座(13)的中心孔和涡轮增压壳的进气管(15)，压紧块(25)位于涡轮增压壳进气管(15)的顶部，压紧块(25)将涡轮增压壳压紧在定位座(13)上；
所述出气管夹紧装置包括内侧压紧装置、外侧压紧装置、垫板和顶部压紧装置；所述垫板固定在底座(12)上，顶部压紧装置位于垫板上方，顶部压紧装置与垫板固定住出气管(16)，限制出气管(16)上下移动；所述内侧压紧装置和外侧压紧装置位于出气管(16)的两侧，内侧压紧装置和外侧压紧装置固定住出气管(16)，限制出气管(16)左右移动；
所述顶部压紧装置包括压紧油缸(31)、顶压杆(32)、顶支座(34)和活动板(33)；所述顶支座(34)固定在压紧油缸(31)上，顶支座(34)通过轴与活动板(33)的一端活动连接，活动板(33)的另一端 通过轴与顶压杆(32)活动连接，顶压杆(32)的一端通过轴与压紧油缸(31)的活塞杆活动连接，顶压杆(32)的另一端压在出气管(16)上；所述垫板为浮动支撑缸(35)；
所述内侧压紧装置包括内侧固定座(41)和弹性柱塞(26)，所述内侧固定座(41)安装在底座(12)上，弹性柱塞(26)安装在内侧固定座(41)上，弹性柱塞(26)压在出气管(16)的一侧；所述外侧压 紧装置包括外侧固定座(42)和定位螺杆(43)，所述外侧固定座(42)安装在底座(12)上，定位螺杆(43)通过螺纹安装在外侧固定座(42)上，定位螺杆(43)压在出气管(16)的另一侧。
2.根据权利要求1所述的一种四轴涡轮增压壳加工夹紧装置，其特征在于，所述压紧杠杆(27)的两端设有插孔(271)，两侧设有滑动孔(272)，插孔(271)和滑动孔(272)均为腰形孔，插孔(271)和滑动孔(272)相互垂直，且相互连通，压紧杆(23)的另一端和杠杆油缸(22)的活塞杆均插在插孔(271)中，压紧杆(23)端部的滑动轴(24)和杠杆油缸(22)的活塞杆端部的滑动轴(24)均活动插在滑动孔(272)中。
3.根据权利要求1所述的一种四轴涡轮增压壳加工夹紧装置，其特征在于，所述压紧块(25)为圆柱体，压紧块(25)上设有U形槽(251)，U形槽(251)的圆心与压紧块(25)的圆心在同一轴线上；所述压紧杆(23)的另一端设有压紧台(231)，压紧台(231)的直径大于U形槽(251)的直径，压紧台(231)压在压紧块(25)上。
4.根据权利要求3所述的一种四轴涡轮增压壳加工夹紧装置，其特征在于，所述压紧块(25)的侧面装有弹性柱塞(26)，弹性柱塞(26)的端部位于U形槽(251)内，弹性柱塞(26)将压紧杆(23)卡在U形槽(251)内。
5.根据权利要求1所述的一种四轴涡轮增压壳加工夹紧装置，其特征在于，所述定位螺杆(43)压在出气管(16)的一端设有圆倒角或为球头，定位螺杆(43)上还装有锁紧螺母(44)。
6.根据权利要求1所述的一种四轴涡轮增压壳加工夹紧装置，其特征在于，还包括角向定位装置，所述角向定位装置位于壳体夹紧装置与出气管夹紧装置之间，且位于出气管(16)的拐角处；所述角向定位装置包括角向座(53)、角向定位块(51)和单动油缸；所述角向座(53)固定在底座(12)上，角向定位块(51)通过轴活动安装在角向座(53)上，角向定位块(51)的一端压在出气管(16)上，且与定位螺杆(43)不在出气管(16)的同一侧，角向定位块(51)的另一端位于单动油缸的活塞杆顶部，角向定位块(51)与角向座(53)之间装有扭簧(54)，扭簧(54)套在轴上。
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