[发明专利]一种精密快速磨削多面体平面的定位夹具

说明书

本发明公开了一种精密快速磨削多面体平面的定位夹具，包括连接杆、夹紧套、限位环、换向轴、基座、轴套、锁紧螺钉、挡圈、限位螺钉、轴套、双列圆柱滚子轴承、紧固螺钉。本发明定位夹具选用材料耐磨性强，安装简单，制造难度低，选用轴承作为中间连接件，满足了产品一致性要求，将影响凸轮座圈平面加工散差大的不利因素去除，达到预定加工值，缩小凸轮座圈平面加工散差，使凸轮座圈工作平面相关几何精度提高，良品率达到99％，低成本、高质量实现高压油泵的使用性能。

技术领域

本发明属于机械加工技术领域，涉及一种精密快速磨削多面体平面的定位夹具。

背景技术

共轨式喷油系统于二十世纪90年代中后期才正式进入实用化阶段。这类电控系统可分为：蓄压式电控燃油喷射系统、液力增压式电控燃油喷射系统和高压共轨式电控燃油喷射系统。高压共轨系统可实现在传统喷油系统中无法实现的功能，其优点有：(1)共轨系统中的喷油压力柔性可调，对不同工况可确定所需的最佳喷射压力，从而优化柴油机综合性能。(2)可独立的柔性控制喷油正时，配合高度喷射压力，可同时控制NOX和微粒(PM)在较小的数值内，以满足排放要求。(3)由电磁阀控制喷油，其控制精度高，高压油路中不会出现气泡和残压为零的现象，因此在柴油机运转范围内，循环喷油量变动小，各缸供油不均匀得到改善，从而减轻柴油机的振动和降低排放。它主要由电控单元、高压油泵、共轨管、电控喷油器以及各种传感器组成。高压油泵的供油量的设计准则是必须保证在任何情况下的柴油机的喷油量与控制油量之和的需求以及启动和加速时的油量变化的需求。其中凸轮座圈是高压油泵中的重要元件，高压油泵油轨中的燃油压力由一个径向柱塞式高压泵产生，该高压泵的主要零件为三个柱塞和一个凸轮座圈。偏心轴带动凸轮座圈做偏心运动，柱塞头部与凸轮座圈工作平面接触，形成滑动摩擦副，实现了柱塞的交替往复运动，为整个燃油系统提供高压油。

凸轮座圈与座圈轴套过盈配合后，座圈轴套装在偏心轴的偏心轮上，偏心轴转动一周，凸轮座圈的三个工作平面依次与三支柱塞头部接触，形成滑动摩擦副，推动柱塞上下运动，完成一个工作循环。凸轮座圈承受周期性的冲击载荷，凸轮座圈工作表面与柱塞头部之间的接触应力很大，相对滑动速度也很高，因此凸轮座圈工作表面的磨损比较严重。针对这种情况，凸轮座圈工作平面除应该有较高的尺寸精度，较小的表面粗糙度和足够的刚度外，还应有较高的耐磨性和良好的润滑。因此凸轮座圈工作平面的加工质量对高压共轨燃油喷射系统工作过程和性能指标有很大的影响。

目前，制定的凸轮座圈加工方案为：凸轮座圈铣削加工(立式加工中心)——淬火——平面粗磨(平面磨床)——平面精磨(数控高精度平面磨床)——研磨平面。其中平面精磨工序是各项精度实现的关键工序。

装夹方式是组合夹具，以一个固定直角支架为基座,基座中心位置装夹与凸轮座圈中孔紧密配合的芯轴,以凸轮座圈端面限位,60°定位板支撑凸轮座圈其中一个工作平面作为定位面，零件找平后用夹紧螺钉将其固定，移开定位板，加工第一面，测量后，松开夹紧螺钉，卸下零件，旋转零件使第二加工平面向上，移动定位板与第一面贴紧找平工件，开始第二面加工，完毕后重复上述步骤加工第三面(图1)。它的特点是对凸轮座圈平面与定位板的贴合度精准性要求极高，工件必须牢固地夹紧在基座上并保持最小悬垂量，才能保证加工精度。但是零件本身孔径有公差，定位销尺寸固定，零件与定位销的间隙越大，加工过程中零件受力位置改变越明显，加工精度越低。而且手工操作繁琐，定位板与凸轮座圈平面贴合程度影响了平面加工一致性。

凸轮座圈轴线中心到三平面距离公差为23.35±0.02，平面度0.005，表面粗糙度Ra0.1。

该夹具所用定位夹紧元件均为国标通用元件。图1所示，夹持元件是件号1螺钉和件号5锁紧螺母，定位元件是件号3定位销。定位系统由件号1螺钉、件号2基座、件号3定位销、件号4垫圈、件号5六角薄螺母M16及件号6定位板组成。定位板起定位支撑作用，夹持元件起夹紧作用。

此种定位元件有如下缺陷：