CN109848740B - 一种夹件外圆型线高精度加工夹具 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种夹件外圆型线高精度加工夹具,包括:卡盘,该卡盘中心处开通设有通口;及心轴;及拉棒,该拉棒由开口贯穿心轴设置,所述拉棒包括:棒体,和棒体固定件;及夹具固定件;以及固定螺钉,该固定螺钉贯穿固定孔与棒体固定件螺接;所述棒体固定件贯穿夹具固定件的通槽,通过固定螺钉将夹具固定件固定于棒体两端。本发明可以有效控制活塞在精车外圆过程中由于装夹力导致的变形,确保活塞受装夹力后长、短轴变形在一定范围内,保证加工精度,且夹具结构简单安全易操作;同时的,本发明使船用柴油机大直径活塞精加工时,能保证外圆型线精度,且夹具结构简单安全易操作。本方法科学实用、安全可靠、成本低廉便于推广使用。
Description
技术领域
本发明涉及零件加工设备技术领域,尤其涉及一种夹件外圆型线高精度加工夹具。
背景技术
活塞是柴油机的关重零部件之一,与缸盖、缸套组成柴油机燃烧室,并通过活塞销与连杆相连接,将燃气爆发压力后活塞获得的直线运动转变为曲轴的旋转运动。为了能够在上述恶劣工况中正常工作,活塞外圆设计成非圆(近似椭圆)外形,可以将活塞工作时由热膨胀等因素产生的变形沿活塞销轴方向(短轴)扩展,使得其横截面变成标准圆柱状,更好地与汽缸壁贴合,一是保证导向功能,二是保证与汽缸壁的油隙起到润滑作用。因此,活塞外圆型线有严格的形位公差和尺寸要求,是其工作性能和使用寿命的必须条件。
活塞外圆截面为近似椭圆形,分长轴与短轴。由于短轴方向需支撑活塞销,该部位质量分布较多,导致活塞在裙部质量分布不均,但工作时,在热力状态下的变形后呈标准圆柱状。
活塞外圆型线是非常重要的参数,长轴与短轴公差极严,半径方向0.015mm,必须符合要求。否则,影响柴油机运行时会造成缸套异常磨损,将会引起柴油机使用时发生拉缸等的重大事故。
然而,在现有技术的加工夹具中,没有合适的夹具,要么在加工时装夹力施加于销孔底端,活塞裙部有变形,外圆尺寸超差;要么结构复杂,未能在现场执行。
因此,有必要提供一种夹件外圆型线高精度加工夹具,以解决上述问题。
发明内容
为解决上述技术问题,本发明提供一种夹件外圆型线高精度加工夹具,科学实用、安全可靠、成本低廉便于推广使用。
本发明提供一种夹件外圆型线高精度加工夹具,包括:
卡盘,该卡盘中心处开通设有通口;及
心轴 1 ,该心轴 1 由通口贯穿所述卡盘,在所述心轴 1 侧面上开设有开口,所述心轴 1 一端上设置有凸止口,在使用时,夹具一端上设置有凹止口,所述凹止口与凸止口配合,将夹具固定于心轴 1 一端上;及
拉棒 2 ,该拉棒 2 由开口贯穿心轴 1 设置,所述拉棒 2 包括:
棒体 201 ,和
棒体固定件 202 ,所述棒体固定件 202 用于将夹具固定件 3 固定于其两端,在使用时不会转动,该棒体固定件 202 对称的设置于棒体 201 两端,在所述棒体固定件202 上还开通有固定孔 203 ,所述固定孔 203 贯穿设置有 固定螺钉 5 用于将;及夹具固定件 3 固定于棒体固定件 202 上,在这里需要说明的是,所述棒体 201 的外径大于夹具固定件 3 的通槽 301 内径,从而夹具固定件 3 被固定螺钉 5 、棒体 201 夹紧于棒体固定件 202上。
夹具固定件 3 ,该夹具固定件 3 上开通有贯穿其顶端、底端的通槽 301 ,所述通槽 301 内径贴合棒体固定件 202 外径设置,所述夹具固定件 3 至少有一侧面为平面;以及
固定螺钉 5 ,该固定螺钉 5 贯穿固定孔 203 与棒体固定件 202 螺接;
所述棒体固定件 202 贯穿夹具固定件 3 的通槽 301 ,通过固定螺钉 5 将夹具固定件 3 固定于棒体 201 两端。
可选的,所述夹具固定件 3 靠近心轴 1 的一面为平面。
可选的,所述棒体 201 为变径结构,自棒体 201 中心向两端延伸的方向上,棒体201 直径逐渐变大;
在所述棒体 201 中心处还设置有键槽 2011 ;
在所述心轴 1 的开口内还凸设有凸键,所述键槽 2011 与凸键配合,所述键槽2011 与凸键配合,从而使得夹具固定件 3 不在棒体 201 上转动。
进一步优选的,拉棒 2 上还同轴凸设有台阶 210 。
进一步优选的,所述棒体固定件 202 为矩形固定片,通槽 301 为矩形通槽,所述矩形通槽内径贴合矩形固定片外径设置。
与相关技术相比,本发明具有如下有益效果:
本发明可以有效控制活塞在精车外圆过程中由于装夹力导致的变形,确保活塞受装夹力后长、短轴变形在一定范围内,保证加工精度,且夹具结构简单安全易操作;同时的,本发明使船用柴油机大直径活塞精加工时,能保证外圆型线精度,且夹具结构简单安全易操作。本方法科学实用、安全可靠、成本低廉便于推广使用。
附图说明
图1为本发明的剖面图;
图2为本发明的俯视图;
图3为本发明的拉棒 2 正视结构示意图;
图4为本发明的拉棒 2 侧视结构示意图;
图5为本发明的夹具固定件 3 的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。
请参照图1、2,本发明的一种夹件外圆型线高精度加工夹具,包括:
卡盘,该卡盘中心处开通设有通口;及
心轴 1 ,该心轴 1 由通口贯穿所述卡盘,在所述心轴 1 侧面上开设有开口,所述心轴 1 一端上设置有凸止口,在使用时,夹具一端上设置有凹止口,所述凹止口与凸止口配合,将夹具固定于心轴 1 一端上;及
拉棒 2 ,该拉棒 2 由开口贯穿心轴 1 设置,所述拉棒 2 包括:
棒体 201 ,和
棒体固定件 202 ,所述棒体固定件 202 用于将夹具固定件 3 固定于其两端,在使用时不会转动,该棒体固定件 202 对称的设置于棒体 201 两端,在所述棒体固定件202 上还开通有固定孔 203 ,所述固定孔 203 贯穿设置有 固定螺钉 5 用于将;及夹具固定件 3 固定于棒体固定件 202 上,在这里需要说明的是,所述棒体 201 的外径大于夹具固定件 3 的通槽 301 内径,从而夹具固定件 3 被固定螺钉 5 、棒体 201 夹紧于棒体固定件 202上。
夹具固定件 3 ,该夹具固定件 3 上开通有贯穿其顶端、底端的通槽 301 ,所述通槽 301 内径贴合棒体固定件 202 外径设置,所述夹具固定件 3 至少有一侧面为平面;以及
固定螺钉 5 ,该固定螺钉 5 贯穿固定孔 203 与棒体固定件 202 螺接;
所述棒体固定件 202 贯穿夹具固定件 3 的通槽 301 ,通过固定螺钉 5 将夹具固定件 3 固定于棒体 201 两端。
实施例1
请参照图5,在本实施例中,所述夹具固定件 3 靠近心轴 1 的一面为平面。在使用时,两个夹具固定件 3 分别以面接触的方式准确施加压力在活塞销孔底端的两侧。
实施例2
在本实施例中,请参照图3、4,所述棒体 201 为变径结构,自棒体 201 中心向两端延伸的方向上,棒体 201 直径逐渐变大;
在所述棒体 201 中心处还设置有键槽 2011 ;
在所述心轴 1 的开口内还凸设有凸键,所述键槽 2011 与凸键配合,所述键槽2011 与凸键配合,从而使得夹具固定件 3 不在棒体 201 上转动。
拉棒 2 上还同轴凸设有台阶 210 ,设置有台阶210 可以防止拉棒 2 在安装时穿过心轴 1 造成不便。
所述棒体固定件 202 为矩形固定片,通槽 301 为矩形通槽,所述矩形通槽内径贴合矩形固定片外径设置。
下面将以船用柴油机大直径活塞外圆型线为例,对本发明作进一步的阐述。
本发明为了控制精车活塞外圆型线的装夹力,改变活塞销孔底端线接触集中受装夹力的方式,使装夹力以面接触的方式施加在销孔底部的两侧,改变了活塞受力状态,通过应力分析与验证,重新设计夹具,要求结构简单、安全、易操作,实现了活塞外圆型线精车时精度控制。
在安装夹具时:
首先,心轴1与车铣复合中心主轴端连接,装入活塞,活塞底部凹止口定位,然后用车铣复合中心尾座端的顶尖顶住活塞顶部中心孔,拉棒2从开口穿过心轴1与其连接,拉棒2的台阶210保证了它们的相对位置,键槽 2011 的作用是防止拉棒2在心轴1孔内转动。
其次,将一个夹具固定件3从拉棒2的下端向上套入,它们之间通槽301、棒体固定件202联接,防止转动。固定螺钉5锁紧于棒体固定件202下端的孔中。
再次,将另一个夹具固定件3从拉棒2的上端向下套入,同样结构,防止转动。固定螺钉5锁紧于棒体固定件202下端的孔中。
最后,开启机床拉紧心轴1,再通过拉棒2拉紧夹具固定件3,两个夹具固定件3分别以面接触的方式施加压力在活塞销孔底端的两侧,使活塞与夹具联接稳定,新的夹具设计保证了夹具固定件3以正确的位置压紧活塞。松开机床尾座顶尖,退至安全位置,开始加工。固定螺钉5锁紧于棒体固定件202两端的孔中,防止夹具固定件3在车削过程中甩出拉棒2,固定螺钉5方向与车削时离心力方向垂直,拉棒2材料强度远大于车削时离心力,安全可靠。
本发明通过夹具使用和加工验证,保证了精车活塞外圆型线的精度,达到防止变形目的,工艺稳定性好。实现了大型活塞精车外圆的可控精度加工,是一种新型的基于应力应变分析的精加工技术方法应用,解决了精车活塞外圆型线超差的问题,突破了柴油机大型活塞外圆型线的非圆精加工瓶颈。在行业内处于领先地位,该方法具有较广泛的应用领域和较好的推广价值。
以上所述仅为本发明的实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其它相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (5)
1.一种夹件外圆型线高精度加工夹具,其特征在于,包括:
卡盘,该卡盘中心处开通设有通口;及
心轴(1),该心轴(1)由通口贯穿所述卡盘,在所述心轴(1)侧面上开设有开口,所述心轴(1)一端上设置有凸止口;及
拉棒(2),该拉棒(2)由开口贯穿心轴(1)设置,所述拉棒(2)包括:
棒体(201),和
棒体固定件(202),该棒体固定件(202)对称的设置于棒体(201)两端,在所述棒体固定件(202)上还开通有固定孔(203);及
夹具固定件(3),该夹具固定件(3)上开通有贯穿其顶端、底端的通槽(301),所述通槽(301)内径贴合棒体固定件(202)外径设置,所述夹具固定件(3)至少有一侧面为平面;以及
固定螺钉(5),该固定螺钉(5)贯穿固定孔(203)与棒体固定件(202)螺接;
所述棒体固定件(202)贯穿夹具固定件(3)的通槽(301),通过固定螺钉(5)将夹具固定件(3)固定于棒体(201)两端。
2.如权利要求1所述的一种夹件外圆型线高精度加工夹具,其特征在于,所述夹具固定件(3)靠近心轴(1)的一面为平面。
3.如权利要求1所述的一种夹件外圆型线高精度加工夹具,其特征在于,所述棒体(201)为变径结构,自棒体(201)中心向两端延伸的方向上,棒体(201)直径逐渐变大;
在所述棒体(201)中心处还设置有键槽(2011);
在所述心轴(1)的开口内还凸设有凸键,所述键槽(2011)与凸键配合。
4.如权利要求1-3任一所述的一种夹件外圆型线高精度加工夹具,其特征在于,拉棒(2)上还同轴凸设有台阶(210)。
5.如权利要求1-3任一所述的一种夹件外圆型线高精度加工夹具,其特征在于,所述棒体固定件(202)为矩形固定片,通槽(301)为矩形通槽,所述矩形通槽内径贴合矩形固定片外径设置。
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