CN110170869A - 一种既可准确定位又方便装卸的精加工连杆外形用夹具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种既可准确定位又方便装卸的精加工连杆外形用夹具，拧紧第二螺栓既可以使活动销涨出与连杆大孔贴合，又可以进行大头端面可靠夹紧；第一弹簧的弹性应远大于第二弹簧，螺套与活动销配合面粗糙度要好，配合间隙应适当，以保证活动销轻松、灵活滑动；第二螺钉***第二锥套键槽中，防止第二锥套旋转与第一弹簧产生较大相对运动和磨擦，保证第二锥套滑动灵活；活动销工作中要频繁滑动，在其与大端定位销间增加了螺套，且螺套的硬度小于活动销，使工作中磨损发生在螺套，方便更换，降低制造成本。总体上，本夹具定位准确、夹紧稳定可靠、装卸方便，可满足连杆外形精加工需求，保证连杆重量要求。

Description

一种既可准确定位又方便装卸的精加工连杆外形用夹具

技术领域

本发明属于机械加工技术领域，涉及一种既可准确定位又方便装卸的精加工连杆外形用夹具。

背景技术

连杆是发动机核心运动件中的一个关键零件，尤其在高转速发动机中，对连杆的大头、小头重量及总重量有严格要求，同台发动机中每个连杆之间重量差值也有严格规定。连杆大小头孔尺寸精度很高，孔的尺寸差异对重量影响很小，因此影响连杆重量的主要因素是连杆的外形尺寸。减少定位误差，准确定位是连杆外形加工的主要环节。

通常加工连杆外形夹具采用一面两销定位方式，两定位销一个是圆柱销、一个是菱形销，为方便装卸，定位销与连杆大小头孔有0.05-0.1mm间隙，用两个压板压在大小头端面，进行连杆外形加工。

圆柱销和菱形销这种一面两销定位方式夹具简图如图1和图2所示。通过螺栓1、螺帽3、键14将夹具固定在机床工作台，圆柱销4、菱形销10将连杆定位，压板7、11和螺帽8、12将连杆压紧。为了能装卸连杆方便，圆柱销和菱形销与连杆小、大头孔有一定间隙，约在0.05-0.1mm范围。这种连杆外形夹具存在缺陷如下：

1、定位销、菱形销与连杆大小头孔存在的间隙造成连杆质量重心偏移，影响连杆外形尺寸一致性，导致每个连杆大、小头重量一致性差。

2、定位销、菱形销与连杆大小头孔间隙不能太大，造成连杆装夹不方便，需将连杆拿水平，且与定位销对正才能较顺利装入，会出现装不正情况，易造成定位销磨损，加大对控制重量的不利影响。

发明内容

(一)发明目的

本发明的目的是通过设计制造一种适合的夹具，既消除销与孔的定位间隙，又保证工件装卸方便，避免定位销的非正常磨损，定位装夹稳定、可靠，保证连杆外形加工尺寸一致性，从而为保证连杆大小头重量及总重量要求奠定基础。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种既可准确定位又方便装卸的精加工连杆外形用夹具，其包括：底板1、固定在底板1一端的小端定位销4和固定在底板1另一端的大端定位销8，小端定位销4底部固定在底板1上，中部设置用作连杆小端定位平面的台阶面，台阶面上方设置外锥面，小端定位销4上部为圆柱筒，圆柱筒上端外部套设第一锥套5，第一锥套5外部为锥面，小端定位销4的外锥面和第一锥套5外部锥面通过锥面配合布置锥圈7，连杆小端孔套设在锥圈7外部，小端定位销4中心孔内开螺纹，第一螺栓6装入小端定位销4中心孔内，第一锥套5顶部端面突出小端定位销4顶部端面，第一螺栓6位于第一锥套5顶部端面上方；大端定位销8中心开孔，孔内设置第二锥套15，第二锥套15中心开有阶梯孔，阶梯孔的上部孔孔径大于下部孔孔径，上部孔孔径大于大端定位销8中心开孔的顶部孔口直径，第二螺栓13穿过大端定位销8中心开孔和第二锥套15的阶梯孔，上部孔内布置第一弹簧14，第二锥套15底部设置螺母11，第二螺栓13穿过第一弹簧14和螺母11，第二锥套15上部外壁为锥面，锥面外周对应的大端定位销8侧壁上设置有两个相对布置的螺套18，每个螺套18内布置一个活动销16，活动销16一端为锥面，与第二锥套15外壁的锥面相配合，活动销16另一端为球头端，活动销16中部套设第二弹簧17，球头端穿过螺套18，第二弹簧17卡挡在螺套18内。

其中，所述第一锥套5顶部的外径大于底部的外径，形成由上至下逐渐向内倾斜的圆锥面；小端定位销4的外锥面为由上至下逐渐向外倾斜的圆锥面；锥圈7的内壁面为锥面，外币面为圆柱面，内壁锥面包括上下两部分，上部分与第一锥套5的锥面匹配，下部分与锥圈7的锥面匹配。

其中，所述锥圈7的上部分和下部分上交错开设有多个开口。

其中，所述底板1的两端分别开安装孔，小端定位销4和大端定位销8的底部置入安装孔内，小端定位销4和大端定位销8上还分别设有安装边沿，通过沉头螺栓穿过安装边沿分别将小端定位销4和大端定位销8固定在底板1上。

其中，所述大端定位销安装孔底部设置底销19，底销19通过沉头螺钉与大端定位销8底部连接，底销19中心开设螺纹孔，螺母11放置在底销19上，螺母11和第二锥套15之间有间隙，第二螺栓13穿过螺母11后与底销19螺纹连接。

其中，所述第二螺栓13和大端定位销8顶部之间还设置有第二压板12，第二压板12布置在大端定位销和连杆大端上方。

其中，所述大端定位销8的安装边沿上设置有第一压板9，第一压板9通过沉头螺钉安装在大端定位销8上。

其中，所述大端定位销8的安装边沿上沿径向设置有若干个螺纹孔，第二锥套15上设置有与螺纹孔位置对应的键槽，螺纹孔内装入第二螺钉10，第二螺钉10的端部嵌入键槽内，实现对第二锥套15的轴向定位。

其中，所述螺套18的硬度小于活动销16的硬度，第一弹簧14的弹性远大于第二弹簧17的弹性。

其中，所述底板1的两端分别通过螺栓20和螺帽21固定在机床工作台；底板1的两端底部分别设置有键2，键2通过第一螺钉3固定在底板1上，键2与机床工作台上的键槽配合，实现对底板1的固定定位。

(三)有益效果

上述技术方案所提供的夹具，可以保证连杆小端孔、大端孔无间隙定位，且定位准确、可靠、装卸方便；经过加工验证，本夹具能够满足连杆精加工外形及重量一致性要求，加工精度稳定，取得了很好的效果。

附图说明

图1为现有技术中一面两销定位方式夹具结构图示。

图2为图1的俯视图。

图1和图2中，1-螺栓，2-底板，3-螺帽，4-圆柱销，5-双头螺栓，6-螺母，7-压板，8-螺帽，9-螺栓，10-菱形销，11-压板，12-螺帽，13-键，14-螺栓。

图3为本发明连杆外形加工用夹具结构图示。

图4为图3的俯视图。

图3和图4中，1-底板，2-键，3-第一螺钉，4-小端定位销，5-第一锥套，6-第一螺栓，7-锥圈，8-大端定位销，9-第一压板，10-第二螺钉，11-螺母，12-第二压板，13-第二螺栓，14-第一弹簧，15-第二锥套，16-活动销，17-第二弹簧，18-螺套，19-底销，20-第三螺栓，21-螺帽。

具体实施方式

为使本发明的目的、内容和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。

根据连杆大小头孔尺寸和结构，从避免销与孔定位间隙、减少定位销非正常磨损等方面考虑夹具设计方案，最终设计了小头涨套和大头涨销的夹具结构。

夹具简图如图3和图4所示，夹具包括：底板1、固定在底板1一端的小端定位销4和固定在底板1另一端的大端定位销8，小端定位销4底部固定在底板1上，中部设置用作连杆小端定位平面的台阶面，台阶面上方设置外锥面，小端定位销4上部为圆柱筒，圆柱筒上端外部套设第一锥套5，第一锥套5外部为锥面，小端定位销4的外锥面和第一锥套5外部锥面通过锥面配合布置锥圈7，连杆小端孔套设在锥圈7外部，小端定位销4中心孔内开螺纹，第一螺栓6装入小端定位销4中心孔内，第一锥套5顶部端面突出小端定位销4顶部端面，第一螺栓6位于第一锥套5顶部端面上方；大端定位销8中心开孔，孔内设置第二锥套15，第二锥套15中心开有阶梯孔，阶梯孔的上部孔孔径大于下部孔孔径，上部孔孔径大于大端定位销8中心开孔的顶部孔口直径，第二螺栓13穿过大端定位销8中心开孔和第二锥套15的阶梯孔，上部孔内布置第一弹簧14，第二锥套15底部设置螺母11，第二螺栓13穿过第一弹簧14和螺母11，第二锥套15上部外壁为锥面，锥面外周对应的大端定位销8侧壁上设置有两个相对布置的螺套18，每个螺套18内布置一个活动销16，活动销16一端为锥面，与第二锥套15外壁的锥面相配合，活动销16另一端为球头端，活动销16中部套设第二弹簧17，球头端穿过螺套18，第二弹簧17卡挡在螺套18内。

第一锥套5顶部的外径大于底部的外径，形成由上至下逐渐向内倾斜的圆锥面；小端定位销4的外锥面为由上至下逐渐向外倾斜的圆锥面；锥圈7的内壁面为锥面，外币面为圆柱面，内壁锥面包括上下两部分，上部分与第一锥套5的锥面匹配，下部分与锥圈7的锥面匹配。为了实现锥圈7在受力时具有向外扩张的弹力，锥圈7的上部分和下部分上交错开设有多个开口。小端定位销4和第一锥套5的锥面与锥圈7的锥面配合后，自由状态时，锥圈7与连杆小端孔直径间隙约0.5mm，方便连杆装卸；需要定位时，拧紧第一螺栓6向下运动，压紧第一锥套5向下运动，通过锥面作用使锥圈7涨开并与连杆小端孔无间隙配合，同时锥面产生向下的分力使连杆小端底面与小端定位销4的台阶面贴合，实现连杆小端的径向和轴向定位；解除定位时，松开螺栓6，锥圈7恢复形变并与连杆小端孔分开。

底板1的两端分别开安装孔，小端定位销4和大端定位销8的底部置入安装孔内，小端定位销4和大端定位销8上还分别设有安装边沿，通过沉头螺栓穿过安装边沿分别将小端定位销4和大端定位销8固定在底板1上。

大端定位销安装孔底部设置底销19，底销19通过沉头螺钉与大端定位销8底部连接，底销19中心开设螺纹孔，螺母11放置在底销19上，螺母11和第二锥套15之间有间隙，第二螺栓13穿过螺母11后与底销19螺纹连接。

第二螺栓13和大端定位销8顶部之间还设置有第二压板12，第二压板12布置在大端定位销和连杆大端上方。

大端定位销8的安装边沿上设置有第一压板9，第一压板9通过沉头螺钉安装在大端定位销8上，以便于磨损后可以方便更换。

大端定位销8的安装边沿上沿径向设置有若干个螺纹孔，第二锥套15上设置有与螺纹孔位置对应的键槽，螺纹孔内装入第二螺钉10，第二螺钉10的端部嵌入键槽内，依次实现对第二锥套15的轴向定位，防止第二锥套15旋转与第一弹簧14产生磨擦，并保证第二锥套15与活动销16配合位置始终相同；螺套18的硬度小于活动销16的硬度，使滑动时磨损发生在螺套18，方便更换，降低制造成本；第一弹簧14的弹性远大于第二弹簧17的弹性。

自由状态时，大端定位销8与连杆大端孔间隙约1mm，以方便连杆装卸，第二锥套15与两个活动销16(180°对置)锥面配合，活动销16与螺套18滑动配合；需要定位时，拧紧第二螺栓13，第一弹簧14释放弹力使第二锥套15向下移动，靠锥面配合使活动销16涨出并与连杆大端孔无间隙配合；继续拧紧第二螺栓13，使第二压板12将连杆大端压紧；松开第二螺栓13时，第二压板12松开，第二锥套15上移，活动销16在第二弹簧17作用下收回，与连杆大端分开。

夹具使用时，底板1的两端分别通过螺栓20和螺帽21固定在机床工作台；底板1的两端底部分别设置有键2，键2通过第一螺钉3固定在底板1上，键2与机床工作台上的键槽配合，实现对底板1的固定定位。

本实施例夹具采用多个零件组合方式主要是为降低制造难度和成本。

本实施例夹具操作步骤如下：

1、夹具松开状态时，因连杆大端孔、小端孔与大、小端定位销间隙大，可以轻松将连杆放入夹具；

2、先用较小的力预拧紧第一螺栓6，使锥圈7与连杆小端孔轻轻贴合，连杆底面与夹具定位面轻轻贴合；

3、拧紧第二螺栓13，使活动销16涨出，与连杆大端孔无间隙配合；继续拧紧第二螺栓13，使第二压板12将连杆压紧；

4、加力重复步骤2，使锥圈7与连杆小端孔、连杆底面与夹具定位面配合稳定、牢固；

5、加力重复步骤3，保证第二压板12压紧连杆可靠。

6、连杆外形加工完毕，松开第一螺栓6、第二螺栓13，抽出第二压板12，即可将连杆取下。

由以上技术方案可以看出，本发明中，拧紧第二螺栓13既可以使活动销涨出与连杆大孔贴合，又可以进行大头端面可靠夹紧；第一弹簧14的弹性应远大于第二弹簧17，螺套18与活动销16配合面粗糙度要好，配合间隙应适当，以保证活动销16轻松、灵活滑动；第二螺钉10***第二锥套15键槽中，防止第二锥套15旋转与第一弹簧14产生较大相对运动和磨擦，保证第二锥套15滑动灵活；活动销16工作中要频繁滑动，在其与大端定位销间增加了螺套18，且螺套18的硬度小于活动销16，使工作中磨损发生在螺套18，方便更换，降低制造成本。总体上，本夹具定位准确、夹紧稳定可靠、装卸方便，可满足连杆外形精加工需求，保证连杆重量要求。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种既可准确定位又方便装卸的精加工连杆外形用夹具，其特征在于，包括：底板(1)、固定在底板(1)一端的小端定位销(4)和固定在底板(1)另一端的大端定位销(8)，小端定位销(4)底部固定在底板(1)上，中部设置用作连杆小端定位平面的台阶面，台阶面上方设置外锥面，小端定位销(4)上部为圆柱筒，圆柱筒上端外部套设第一锥套(5)，第一锥套(5)外部为锥面，小端定位销(4)的外锥面和第一锥套(5)外部锥面通过锥面配合布置锥圈(7)，连杆小端孔套设在锥圈(7)外部，小端定位销(4)中心孔内开螺纹，第一螺栓(6)装入小端定位销(4)中心孔内，第一锥套(5)顶部端面突出小端定位销(4)顶部端面，第一螺栓(6)位于第一锥套(5)顶部端面上方；大端定位销(8)中心开孔，孔内设置第二锥套(15)，第二锥套(15)中心开有阶梯孔，阶梯孔的上部孔孔径大于下部孔孔径，上部孔孔径大于大端定位销(8)中心开孔的顶部孔口直径，第二螺栓(13)穿过大端定位销(8)中心开孔和第二锥套(15)的阶梯孔，上部孔内布置第一弹簧(14)，第二锥套(15)底部设置螺母(11)，第二螺栓(13)穿过第一弹簧(14)和螺母(11)，第二锥套(15)上部外壁为锥面，锥面外周对应的大端定位销(8)侧壁上设置有两个相对布置的螺套(18)，每个螺套(18)内布置一个活动销(16)，活动销(16)一端为锥面，与第二锥套(15)外壁的锥面相配合，活动销(16)另一端为球头端，活动销(16)中部套设第二弹簧(17)，球头端穿过螺套(18)，第二弹簧(17)卡挡在螺套(18)内。

2.如权利要求1所述的既可准确定位又方便装卸的精加工连杆外形用夹具，其特征在于，所述第一锥套(5)顶部的外径大于底部的外径，形成由上至下逐渐向内倾斜的圆锥面；小端定位销(4)的外锥面为由上至下逐渐向外倾斜的圆锥面；锥圈(7)的内壁面为锥面，外币面为圆柱面，内壁锥面包括上下两部分，上部分与第一锥套(5)的锥面匹配，下部分与锥圈(7)的锥面匹配。

3.如权利要求2所述的既可准确定位又方便装卸的精加工连杆外形用夹具，其特征在于，所述锥圈(7)的上部分和下部分上交错开设有多个开口。

4.如权利要求3所述的既可准确定位又方便装卸的精加工连杆外形用夹具，其特征在于，所述底板(1)的两端分别开安装孔，小端定位销(4)和大端定位销(8)的底部置入安装孔内，小端定位销(4)和大端定位销(8)上还分别设有安装边沿，通过沉头螺栓穿过安装边沿分别将小端定位销(4)和大端定位销(8)固定在底板(1)上。

5.如权利要求4所述的既可准确定位又方便装卸的精加工连杆外形用夹具，其特征在于，所述大端定位销安装孔底部设置底销(19)，底销(19)通过沉头螺钉与大端定位销(8)底部连接，底销(19)中心开设螺纹孔，螺母(11)放置在底销(19)上，螺母(11)和第二锥套(15)之间有间隙，第二螺栓(13)穿过螺母(11)后与底销(19)螺纹连接。

6.如权利要求5所述的既可准确定位又方便装卸的精加工连杆外形用夹具，其特征在于，所述第二螺栓(13)和大端定位销(8)顶部之间还设置有第二压板(12)，第二压板(12)布置在大端定位销和连杆大端上方。

7.如权利要求6所述的既可准确定位又方便装卸的精加工连杆外形用夹具，其特征在于，所述大端定位销(8)的安装边沿上设置有第一压板(9)，第一压板(9)通过沉头螺钉安装在大端定位销(8)上。

8.如权利要求7所述的既可准确定位又方便装卸的精加工连杆外形用夹具，其特征在于，所述大端定位销(8)的安装边沿上沿径向设置有若干个螺纹孔，第二锥套(15)上设置有与螺纹孔位置对应的键槽，螺纹孔内装入第二螺钉(10)，第二螺钉(10)的端部嵌入键槽内，实现对第二锥套(15)的轴向定位。

9.如权利要求8所述的既可准确定位又方便装卸的精加工连杆外形用夹具，其特征在于，所述螺套(18)的硬度小于活动销(16)的硬度，第一弹簧(14)的弹性远大于第二弹簧(17)的弹性。

10.如权利要求9所述的既可准确定位又方便装卸的精加工连杆外形用夹具，其特征在于，所述底板(1)的两端分别通过螺栓(20)和螺帽(21)固定在机床工作台；底板(1)的两端底部分别设置有键(2)，键(2)通过第一螺钉(3)固定在底板(1)上，键(2)与机床工作台上的键槽配合，实现对底板(1)的固定定位。