CN113618339A - 一种活塞环车削夹具的加工方法 - Google Patents

Abstract

一种活塞环车削夹具的加工方法，涉及一种用于固定活塞环的车削夹具的加工方法，本发明为了解决现有的活塞环车削夹具无法有效固定活塞环，会导致活塞环在加工中产生变形的问题，它包括下料，去焊渣；粗铣各合环的上、下表面；磨削各合环的上、下表面；划外形线；铣各合环；划槽线；分别镗第一合环和第二合环上的凹形槽；组装各合环、钻孔、划内圆线；车削内圆线；铣第三合环上的沉孔；车夹具体的外圆、内孔及各台阶面；对夹具体钻孔；对夹具体锐边倒钝，并钻孔；车削压块两端面、外径、内径和4×4空刀处；热处理；车削压块的外径、内径、左端面和倒角；铣压块的各表面；本发明用于加工活塞环的车削夹具，属于车削夹具领域。

Description

一种活塞环车削夹具的加工方法

技术领域

本发明涉及一种用于固定活塞环的车削夹具的加工方法，属于有车削夹具领域。

背景技术

活塞环是用于嵌入活塞槽沟内部的金属环，活塞环是一种具有较大向外扩张变形的金属弹性环，它被装配到剖面与其相应的环形槽内。往复和旋转运动的活塞环，依靠气体或液体的压力差，在环外圆面和气缸以及环和环槽的一个侧面之间形成密封。现有的部分活塞环外圆直径已经超过480mm，而厚度只有13mm，在加工中极易产生变形，而夹具的加工质量是保证活塞环车削过程中不变形的重中之重。

发明内容

本发明为了解决现有的活塞环车削夹具无法有效固定活塞环，会导致活塞环在加工中产生变形的问题，进而提出了一种活塞环车削夹具的加工方法。

本发明采取的技术方案是：

包括以下步骤：

步骤一、下料，去焊渣；

在数控气割床上分别对第一合环、第二合环和第三合环下料，切割掉多余的边料，切割后分别对第一合环、第二合环和第三合环去焊渣；

步骤二、粗铣各合环的上、下表面；

在数控铣床上分别粗铣第一合环的上表面和下表面、第二合环的上表面和下表面、第三合环的上表面和下表面；

步骤三、磨削各合环的上、下表面；

在平面磨床上同时磨削第一合环的上表面和下表面、第二合环的上表面和下表面、第三合环的上表面和下表面，对磨削后的各合环进行去磁处理，并清理；

步骤四、划外形线；

分别对第一合环、第二合环和第三合环的外形线进行划线；

步骤五、铣各合环；

在数控铣床上找正，分别铣第一合环的内圈、外圈和两个第二凹槽、第二合环的内圈、外圈和第三凹槽、第三合环的内圈、外圈、第四凹槽和两端的凸台；

步骤六、划槽线；

分别对第一合环两端的水平中心处和第二合环两端的水平中心处进行槽线划线；

步骤七、分别镗第一合环和第二合环上的凹形槽；

在镗床上找正，分别镗第一合环两端的凹形槽、第二合环两端的凹形槽；

步骤八、组装各合环、钻孔、划内圆线；

将第一合环、第二合环和第三合环放置同一平面上，并按照逆时针顺序首尾依次连接组成一个圆环，在第一合环和第二合环的连接处、第二合环和第三合环的连接处、第三合环和第一合环的连接处均钻有一个通孔，并打入销冲牢，在所述圆环的上表面上划内圆线L1和内圆线L2，再分别钻第一合环上的第五通孔、第二合环上的第七通孔和第三合环上的第九通孔；

步骤九、车削内圆线；

在车床上找正，依次车削内圆线L1和内圆线L2；

步骤十、铣第三合环上的沉孔；

在数控铣床上铣第三合环上的第四沉孔；

步骤十一、车夹具体的外圆、内孔及各台阶面；

在车床上依次车削夹具体的外圆L1、L3、L4，内孔L5、L6、L7及各台阶面，清理；

步骤十二、对夹具体钻孔；

在数控铣床上钻夹具体上的多个第二通孔和多个第一螺纹通孔的中心孔，利用锪钻铣第一沉孔，清理；

步骤十三、对夹具体锐边倒钝，并钻孔；

对夹具体进行锐边倒钝，在钻床上钻攻多个第一螺纹通孔，打图号，清理；

步骤十四、车削压块两端面、外径、内径和4×4空刀处；

依次车削压块的两端面、外径、内径和4×4空刀处，清理；

步骤十五、热处理；

对压块热处理，清理；

步骤十六、车削压块的外径、内径、左端面和倒角；

在车床上找正，车削压块的外径、内径、左端面和倒角，清理；

步骤十七、铣压块的各表面；

数控铣床上找正，铣压块的各表面，清理。

有益效果：

本发明提供一种活塞环车削夹具的加工方法，通过本方法加工得到的活塞环车削夹具，在实际应用中能够满足大批量的生产要求，结构简单，加工方便，经实际应用效果很好，本发明通过设置第一合环、第二合环和第三合环限制活塞环坯料在加工过程中的径向自由度，通过设置压环、夹具体和压块限制活塞环在加工过程中的轴向自由度，使夹具的质量提高，从而提高加工精度，最终保证了加工质量。

附图说明

图1是本夹具的俯视图；

图2是图1中B-B的剖视图；

图3图1中C-C的剖视图；

图4是夹具体1的俯视图；

图5是夹具体1的主剖视图；

图6是压环2的俯视图；

图7是压环2的主剖视图；

图8是第一合环3的俯视图；

图9是图8中D-D的剖视图；

图10是图8中E-E的剖视图；

图11是图8中F-F的剖视图；

图12是第二合环4的俯视图；

图13是图12中G-G的剖视图；

图14是图12中H-H的剖视图；

图15是图12中J-J的剖视图；

图16是第三合环5的俯视图；

图17是图16中K-K的剖视图；

图18是图16中M-M的剖视图；

图19是压块8的主剖视图；

图20是图19中I的局部放大图；

图21是压块8的侧视图；

图22是活节螺栓7-3的主视图；

图23是活节螺栓7-3的俯视图；

图24是双头螺栓7-3的结构图；

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1-图24说明本实施方式，本实施方式所述一种活塞环车削夹具的加工方法，包括以下步骤：

步骤一、下料，去焊渣；

在数控气割床上分别对第一合环3、第二合环4和第三合环5下料，切割掉多余的边料，数控气割床加工参数：切割速度v1为350mm/min-450mm/min，第一合环3、第二合环4和第三合环5的每个面均留量3mm，切割后分别对第一合环3、第二合环4和第三合环5进行去焊渣处理，防止焊渣损坏各合环的表面，影响使用和后续的加工；

步骤二、粗铣各合环的上、下表面；

在数控铣床上分别粗铣第一合环3的上表面和下表面、第二合环4的上表面和下表面、第三合环5的上表面和下表面,如此设置，是便于后续加工第一合环3上的第五通孔3-2、第二合环4上的第七通孔4-2和第三合环5上的第九通孔5-2，便于后续加工各合环的两端，每个合环的上表面和下表面均留量0.4mm-0.5mm，便于步骤三的磨削加工；

步骤三、磨削各合环的上、下表面；

在平面磨床上同时磨削第一合环3的上表面和下表面、第二合环4的上表面和下表面、第三合环5的上表面和下表面，加工后的各合环上表面与下表面之间的距离均为36mm，如此设置，是便于后续加工第一合环3上的第五通孔3-2、第二合环4上的第七通孔4-2和第三合环5上的第九通孔5-2，便于后续加工各合环的两端，对磨削后的各合环进行去磁处理，并清理，防止焊渣损坏各合环的表面，影响使用和后续的加工，且磨削后的第一合环3、第二合环4和第三合环5等厚度，如此设置，由于第一合环3、第二合环4和第三合环5依次拼接组成一个圆环，将被加工的活塞环A的外圆夹住，所以三个合环要加工成等厚度，互相配合部分要一起加工；

步骤四、划外形线；

分别对第一合环3、第二合环4和第三合环5的外形线进行划线，划出各合环上需要加工的位置，便于步骤五的铣加工；

步骤五、铣各合环；

在数控铣床上找正，分别铣第一合环3的内圈、外圈和两个第二凹槽3-1、第二合环4的内圈、外圈和第三凹槽4-1、第三合环5的内圈、外圈、第四凹槽5-1和两端的凸台5-3，第三合环5两端的凸台5-3铣后保证了第三合环5的底面与每个凸台5-3之间的距离均为8±0.1。第一合环3、第二合环4和第三合环5依次拼接组成一个圆环，所述圆环铣后的内圈直径为485mm，外圈直径为605mm，第二凹槽3-1、第三凹槽4-1和第四凹槽5-1的深度均为18mm，每个合环上的凹槽均一次铣准，如此设置，保证除凹槽外的其余相关尺寸；

步骤六、划槽线；

分别对第一合环3两端的水平中心处和第二合环4两端的水平中心处进行槽线划线，便于后续加工第一合环3和第二合环4两端的凹形槽，此处的凹形槽是指第一合环3两端的凹形架和凹形结构，第二合环4两端的凹形架和凹形结构；

步骤七、分别镗第一合环3和第二合环4上的凹形槽；

在镗床上找正，分别镗第一合环3两端的凹形槽、第二合环4两端的凹形槽，第一合环3与第二合环4连接的一端的凹形槽长度为40mm，宽度为20mm，深度为50mm，第一合环3与第三合环5连接的一端的凹形槽长度与第一合环3的宽度等长，宽度为20mm，深度为64mm，第二合环4与第三合环5连接的一端的凹形槽长度与第二合环4的宽度等长，宽度为20mm，深度为64mm，第二合环4与第一合环3连接的一端的凹形槽长度为105.5mm，宽度为20mm，深度为64mm；

步骤八、组装各合环、钻孔、划内圆线；

将第一合环3、第二合环4和第三合环5放置同一平面上，并按照逆时针顺序首尾依次连接组成一个圆环，同时保持第二合环4与第一合环3的中分面有6mm的距离，可以在中分面夹6mm垫片来保证这一距离，在第一合环3和第二合环4的连接处、第二合环4和第三合环5的连接处、第三合环5和第一合环3的连接处均钻有一个通孔，通孔的直径为20+0.033/0，并打入φ20销6冲牢，第一合环3和第二合环4的连接处在冲销6之前，先在连接处的凹槽内***活节螺栓7-3，在活节螺栓7-3的圆头中心位置自连接处上方向下打入销6冲牢，在活节螺栓7-3的螺纹处拧上六角螺母，将第一合环3、第二合环4和第三合环5固定连接，便于后续的连接，在所述圆环的上表面上划内圆线L1和内圆线L2，L1为Ф485+0.2/0，L2为Ф488.4+0.2/+0.1，再分别钻第一合环3上的第五通孔3-2、第二合环4上的第七通孔4-2和第三合环5上的第九通孔5-2，第五通孔3-2、第七通孔4-2和第九通孔5-2的直径均为26mm，其顶端的沉孔直径均为40mm；

步骤九、车削内圆线；

在车床上找正，依次车削内圆线L1和内圆线L2；

步骤十、铣第三合环5上的沉孔；

在数控铣床上铣第三合环5上的第四沉孔5-2-1，第四沉孔5-2-1为Ф40+0.062/0，保证了第四沉孔5-2-1和第三合环5两端第十通孔5-3-1的相对位置；

步骤十一、车夹具体1的外圆、内孔及各台阶面；

在车床上依次车削夹具体1的外圆L1、L3、L4，L3为605mm，L4为420mm，内孔L5、L6、L7及各台阶面，L5为462mm，L6为440mm，L7为240mm，清理；

步骤十二、对夹具体1钻孔；

在数控铣床上钻夹具体1上的多个第二通孔1-2-1和多个第一螺纹通孔1-1-2的中心孔，多个第二通孔1-2-1和多个第一螺纹通孔1-1-2均均匀分布在夹具体1上，利用锪钻铣第一沉孔1-2-2，便于本夹具在安装时螺母与双头螺栓7-1的连接，清理；

步骤十三、对夹具体1锐边倒钝，并钻孔；

对夹具体1进行锐边倒钝，在钻床上钻攻多个第一螺纹通孔1-1-2，第一螺纹通孔1-1-2用于穿过常规螺栓7-2，将夹具体1与压环2固定连接，打图号，清理；

步骤十四、车削压块8两端面、外径、内径和4×4空刀处，4×4空刀处如图20所述；

取Ф100×40mm的棒料，加工成压块8，首先车削棒料的两端面，将40mm的棒料车至36mm；其次车削压块8的外径，从棒料的一端将棒料的外径车至40mm，车削长度为18mm，将剩余棒料的外径车至97mm，按照图19车削成型，最后车削内径和4×4空刀处，压块8的整体长度L10为40mm，高度L11为54mm，宽度为L12为36mm，外径为Ф40mm、内径为Ф26mm，外径和内径均留量3mm，清理；

步骤十五、热处理；

对压块8热处理，热处理后压块8的硬度为35HRC-40HRC，清理；

步骤十六、车削压块8的外径、内径、左端面和倒角；

在车床上找正，车削压块8的外径、内径、左端面和倒角，清理；

步骤十七、铣压块8的各表面；

在数控铣床上找正，铣压块8的各表面，清理。

具体实施方式二：结合图1-图24说明本实施方式，本实施方式所述一种活塞环车削夹具的加工方法，所述夹具包括夹具体1、压环2、第一合环3、第二合环4、第三合环5、销6、螺栓和压块8，螺栓包括双头螺栓7-1、常规螺栓7-2和活节螺栓7-3，

夹具体1为圆柱体1-1，圆柱体1-1上表面的中心处固定安装有第一凸缘1-2，第一凸缘1-2上表面的中心处固定安装有圆环1-3，圆柱体1-1、第一凸缘1-2和圆环1-3为一体件，圆柱体1-1下表面的中心处加工有第一通孔1-1-1，第一通孔1-1-1的周围环形均匀加工有多个第一螺纹通孔1-1-2，第一凸缘1-2上均匀加工有多个第二通孔1-2-1，每个第二通孔1-2-1的底端均加工有一个第一沉孔1-2-2，圆环1-3的内壁加工成阶梯形。

压环2为外表面为阶梯形的圆柱体，下表面的中心处加工有第一凹槽2-1，第一凹槽2-1的底面上加工有第三通孔2-2和多个第四通孔2-3，第三通孔2-2位于第一凹槽2-1底面的中心处，多个第四通孔2-3均匀环绕在第三通孔2-2的周围，第四通孔2-3为平键形的通孔。

第一合环3、第二合环4和第三合环5均为1/3的圆环，第一合环3的上表面上加工有两个第二凹槽3-1，两个第二凹槽3-1之间加工有第五通孔3-2，第五通孔3-2顶端加工有第二沉孔3-2-1，第一合环3一端的外径表面上安装有第一凹形架3-3，第一合环3与第一凹形架3-3为一体件，第一合环3的另一端沿水平方向加工为凹形，凹形上垂直加工有第六通孔3-4。

第二合环4的上表面上加工有两个第三凹槽4-1，两个第三凹槽4-1之间加工有第七通孔4-2，第七通孔4-2顶端加工有第三沉孔4-2-1，第二合环4的一端沿水平方向加工为凹形，凹形上垂直加工有第八通孔4-3，第二合环4另一端的外径表面上安装有第二凹形架4-4，第二凹形架4-4上加工有第十一通孔4-4-1。

第三合环5的上表面上加工有两个第四凹槽5-1，两个第四凹槽5-1之间加工有第九通孔5-2，第九通孔5-2顶端加工有第四沉孔5-2-1，第三合环5的两端的中心处分别加工有一个凸台5-3，每个凸台5-3上均加工有一个第十通孔5-3-1。

活塞环A放置在夹具体1的圆环1-3的上面，第一合环3、第二合环4和第三合环5依次拼接组成一个圆环，每两个合环的连接处均采用销6冲牢，所述圆环固定安装在夹具体1的第一凸缘1-2的上面，活塞环A的外径与所述圆环的内壁相抵，所述圆环限制活塞环A在加工过程中的径向自由度，第一合环3的第二沉孔3-2-1内、第二合环4的第三沉孔4-2-1内和第三合环5的第四沉孔5-2-1内均通过双头螺栓7-1固定安装有一个压块8，每个压块8的一侧均与活塞环A的上表面边缘位置相抵，压环2穿过活塞环A的内径通过常规螺栓7-2固定安装在夹具体1的圆柱体1-1的上面，压环2的阶梯型外表面与夹具体1的圆环1-3内壁相配合，且夹具体1与压环2同轴设置，每个压块8、压环2和夹具体1均用于限制活塞环在加工过程中的轴向自由度，其它与具体实施方式一相同。

Claims (5)

1.一种活塞环车削夹具的加工方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一、下料，去焊渣；

在数控气割床上分别对第一合环(3)、第二合环(4)和第三合环(5)下料，切割掉多余的边料，切割后分别对第一合环(3)、第二合环(4)和第三合环(5)去焊渣；

步骤二、粗铣各合环的上、下表面；

在数控铣床上分别粗铣第一合环(3)的上表面和下表面、第二合环(4)的上表面和下表面、第三合环(5)的上表面和下表面；

步骤三、磨削各合环的上、下表面；

在平面磨床上同时磨削第一合环(3)的上表面和下表面、第二合环(4)的上表面和下表面、第三合环(5)的上表面和下表面，对磨削后的各合环进行去磁处理，并清理；

步骤四、划外形线；

分别对第一合环(3)、第二合环(4)和第三合环(5)的外形线进行划线；

步骤五、铣各合环；

在数控铣床上找正，分别铣第一合环(3)的内圈、外圈和两个第二凹槽(3-1)、第二合环(4)的内圈、外圈和第三凹槽(4-1)、第三合环(5)的内圈、外圈、第四凹槽(5-1)和两端的凸台(5-3)；

步骤六、划槽线；

分别对第一合环(3)两端的水平中心处和第二合环(4)两端的水平中心处进行槽线划线；

步骤七、分别镗第一合环(3)和第二合环(4)上的凹形槽；

在镗床上找正，分别镗第一合环(3)两端的凹形槽、第二合环(4)两端的凹形槽；

步骤八、组装各合环、钻孔、划内圆线；

将第一合环(3)、第二合环(4)和第三合环(5)放置同一平面上，并按照逆时针顺序首尾依次连接组成一个圆环，在第一合环(3)和第二合环(4)的连接处、第二合环(4)和第三合环(5)的连接处、第三合环(5)和第一合环(3)的连接处均钻有一个通孔，并打入销(6)冲牢，在所述圆环的上表面上划内圆线L1和内圆线L2，再分别钻第一合环(3)上的第五通孔(3-2)、第二合环(4)上的第七通孔(4-2)和第三合环(5)上的第九通孔(5-2)；

步骤九、车削内圆线；

在车床上找正，依次车削内圆线L1和内圆线L2；

步骤十、铣第三合环(5)上的沉孔；

在数控铣床上铣第三合环(5)上的第四沉孔(5-2-1)；

步骤十一、车夹具体(1)的外圆、内孔及各台阶面；

在车床上依次车削夹具体(1)的外圆L1、L3、L4，内孔L5、L6、L7及各台阶面，清理；

步骤十二、对夹具体(1)钻孔；

在数控铣床上钻夹具体(1)上的多个第二通孔(1-2-1)和多个第一螺纹通孔(1-1-2)的中心孔，利用锪钻铣第一沉孔(1-2-2)，清理；

步骤十三、对夹具体(1)锐边倒钝，并钻孔；

对夹具体(1)进行锐边倒钝，在钻床上钻攻多个第一螺纹通孔(1-1-2)，打图号，清理；

步骤十四、车削压块(8)两端面、外径、内径和4×4空刀处；

依次车削压块(8)的两端面、外径、内径和4×4空刀处，清理；

步骤十五、热处理；

对压块(8)热处理，清理；

步骤十六、车削压块(8)的外径、内径、左端面和倒角；

在车床上找正，车削压块(8)的外径、内径、左端面和倒角，清理；

步骤十七、铣压块(8)的各表面；

在数控铣床上找正，铣压块(8)的各表面，清理。

2.根据权利要求1中所述的一种活塞环车削夹具的加工方法，其特征在于：步骤一中数控气割床加工参数：切割速度v1为350mm/min-450mm/min，第一合环(3)、第二合环(4)和第三合环(5)的每个面均留量3mm。

3.根据权利要求1中所述的一种活塞环车削夹具的加工方法，其特征在于：步骤二中每个合环的上表面和下表面均留量0.4mm-0.5mm。

4.根据权利要求3中所述的一种活塞环车削夹具的加工方法，其特征在于：步骤三中磨削后的第一合环(3)、第二合环(4)和第三合环(5)等厚度。

5.根据权利要求3中所述的一种活塞环车削夹具的加工方法，其特征在于：步骤十五中热处理后压块(8)的硬度为35HRC-40HRC。

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