[发明专利]船用柴油机活塞加工变形控制定位夹具及方法

说明书

提供一种船用柴油机活塞加工变形控制定位夹具及方法，属于工装夹具技术领域，本发明采用活塞上的顶部装配止口和活塞安装定位孔进行定位，用刚性很强的顶部端面作为接触面，通过在活塞内腔安装压板进行压紧，使活塞和夹具体实现完全定位，并通过在活塞裙螺栓孔里面安装涨销提高装夹刚性及稳定性。本装夹方式将装夹力作用在刚性很强的活塞顶部位置，有效控制活塞加工过程中的变形情况，而且减去立加及卧加加工工序，整合简化工艺流程，实现活塞加工基准统一，消除基准转换误差，提高加工精度和加工效率。

技术领域

本发明属于工装夹具技术领域，具体涉及一种船用柴油机活塞加工变形控制定位夹具及方法。

背景技术

在船用柴油机的结构中，活塞的作用至关重要，由于其本身属于薄壁筒型零件，加工过程中定位及压紧位置选择不合适极易使活塞产生变形情况，导致尺寸超差。现有加工定位方式中，活塞粗加工完后用底部止口定位，销孔侧壁处压紧，在车铣中心进行半精车外圆及端面、钻铰孔加工，在数控变椭圆车床进行精车外圆及端面加工；用顶部止口定位及精加工后螺栓孔定位，底部止口处压紧，在立式加工中心进行螺栓孔、内腔精加工，在卧式加工中心进行活塞销孔半精加工及精加工。上述加工方案中，所有装夹过程都将定位面或压紧点选择在活塞底部止口处，导致所有装夹力都直接或间接作用在止口处，而活塞止口处外圆壁厚很薄，刚性差，因此这种装夹方案极易使活塞底部外圆产生变形情况，导致加工过程经常出现外圆尺寸超差现象。且上述定位方式使得加工过程繁琐，加工基准不统一，需要来回转换基准，影响加工精度和加工效率。因此有必要提出改进。

发明内容

本发明解决的技术问题：提供一种船用柴油机活塞加工变形控制定位夹具及方法，本发明改变传统定位方式，解决了活塞加工过程中基准不统一及加工过程变形的问题，提高定位精度和稳定性，控制活塞加工过程变形情况，实现工序、夹具整合，简化工艺流程，提高了加工精度和加工效率。

本发明采用的技术方案：船用柴油机活塞加工变形控制定位夹具，包括用于与机床主轴连接的定位盘，所述定位盘底端与机床主轴连接；所述定位盘上部一周设有用于与活塞的顶部装配止口适配对其进行定位的止口定位环台；所述定位盘上部设有用于与活塞顶部的活塞安装定位孔适配对活塞进行定位的定位销；所述定位盘上部设有用于伸入活塞顶部的活塞裙螺栓孔内后进行涨紧的涨销；所述定位盘上部还设有用于与活塞顶部内腔中的锥型内腔面适配将活塞压紧的压板，所述定位盘上部中心位置竖直固定有螺栓，所述螺栓穿过压板上的中心孔后其上旋合有螺母。

对上述技术方案的进一步限定，所述活塞顶部的活塞裙螺栓孔设有四个，相应的，所述涨销的个数与四个活塞裙螺栓孔的位置对应也设有四个，每个所述涨销通过接长杆与定位盘固定连接，所述接长杆下端固定在定位盘上表面对应位置处，所述接长杆上端固定连接涨销。

对上述技术方案的进一步限定，所述压板与活塞的压紧接触面与锥型内腔面形状适配。

对上述技术方案的进一步限定，所述定位盘上部结构是根据活塞顶部凹凸结构而制成的与其适配的中部凹陷平面且一周为圆环高台的盘状结构。

所述的船用柴油机活塞加工变形控制定位方法，包括以下步骤：

步骤1)：将定位盘底部与机床主轴连接；

步骤2)：活塞上的活塞安装定位孔与定位盘上定位销适配套合，活塞的顶部装配止口与定位盘上的止口定位环台适配贴合，实现活塞在定位盘上的定位；

步骤3)：定位盘上的螺栓穿过活塞内腔中的锥型内腔面中心，压板上的中心孔穿过螺栓，压板与活塞的锥型内腔面贴合，螺母与螺栓旋合驱使压板将活塞的锥型内腔面压紧；

步骤4)：涨销进入活塞裙螺栓孔后进行涨紧，增强装夹刚性及稳定性，从而完成整个装夹过程。

本发明与现有技术相比的优点：