[其他]曲轴孔主定位加工汽缸孔夹具

说明书

本实用新型用于内燃机发动机缸体机械加工定位。它是在立式精镗、精铣机床上通过一次性定位装夹来加工内燃发动机缸体汽缸孔和上顶面的定位夹具。

内燃发动机缸体汽缸孔和上顶面的批量加工，历来都是在专用机床上采用“一面两销”的定位方式进行定位装夹。“一面两销”的定位方式是以缸体下底面作为第一定位基准，以缸体底面上的两个销孔作为第二和第三定位基准。定位后首先加工出曲轴孔，然后在铣床上精铣缸体顶面，再在立式精镗床上加工汽缸孔。从加工过程可知，曲轴孔、上顶面、汽缸孔的相互位置精度是通过精度不高的缸体下底面（实际使用中无需过高的精度要求）为基准加工出来的。而内燃发动机在运转过程中，上顶面、汽缸孔对曲轴孔有直接的几何精度和相关位置精度要求，而对缸体下底面无较高精度要求。显而易见，用“一面两销”定位方式加工出来的缸体汽缸孔、上顶面、曲轴孔，其加工工艺基准与设计装配基准不统一。从保证内燃发动机运转精度的角度来看，“一面两销”定位方式显然不是最理想的定位方式。

本实用新型的任务是提供一种在批量生产条件下加工缸体汽缸孔和上顶面的定位夹具，该夹具除以曲轴孔为主定位基准外，还另有多点辅助支承，使定位基准和设计基准相统一。这样加工出来的缸体有利于保证装配质量，发动机的性能和运转寿命也得以提高。

本实用新型对缸体的定位夹紧是按以下步骤进行的（参看附图）：

缸体（2）送入夹具左、右支座（1，4）中间，其位置由固定在夹具左、右支座（1，4）上的挡板（6）及夹具后部的左、右机架座（3）的尺寸限制，使缸体（2）底面上的两个工艺孔能较准确地分别套进夹具底座（5）上的菱形定位销（8）和圆柱销（7），缸体（2）便被置于夹具底座（5）上的四个浮动辅助支承（10）上。（该项见图2）。至此，缸体（2）便在夹具中达到初始定位状态〔参看《工件初定位布置示意图（图1）》〕。

初始定位完成后，即对缸体曲轴孔定位。对曲轴孔定位的执行机构是左、右定心夹紧机构（9）。该机构为具有圆锥面配合的双层结构。其外层为具有外圆柱面和与定心轴（9.b）配合的内锥孔的弹簧套（9.c），弹簧套（9.c）沿轴线方向铣有4～10条不通槽而形成多瓣簧片；其内层为具有与弹簧套锥孔配合的外锥面的定心轴（9.b）。弹簧套（9.c）受截面较小的油缸活塞杆作用，定心轴（9.b）受截面较大的油缸活塞杆作用。油缸（9.a）位置布置呈同轴心线状态。初始定位后，左、右弹簧套（9.c）和定心轴（9.b）在工作面积不等的相应油缸活塞杆的作用下，先后插入缸体（2）两端的曲轴孔内，完成曲轴孔的定位动作；同时，布置在夹具底座上的四个浮动辅助支承（10）在弹簧力的作用下紧贴缸体底面并随缸体底面位置变化上下活动〔参看《工件曲轴孔主定位夹紧及辅助支承示意图（图2）》〕。

接着，夹具底座上的工作油缸活塞杆推动校平轴（11.b）水平移动，使校平工件支承（11）的校平支柱（11.a）在校平轴（11.b）两等斜度的斜面作用下同步上升，紧紧支撑缸体底面中部两点，将缸体（2）校正于水平位置。校平工作后，校平支柱（11.a）在斜面上被锁住；然后左、右定心夹紧机构中的弹簧套（9.c）在油缸活塞杆的作用下后退，弹簧套（9.c）在定心轴（9.b）外锥面的作用下涨紧在曲轴孔孔壁上，完成曲轴孔定位后的定心夹紧动作。此后，紧贴缸体底面的四个浮动辅助支承（10）的支承柱借助于四个油缸的活塞杆端部斜面从水平方向被刹紧。这样，夹具就完成了对缸体（2）的精确定位动作〔参看《工件曲轴孔主定位夹紧及辅助支承示意图（图2）》〕。

在缸体（2）位置完全确定、六个自由度被消除的情况下，紧接着，位于夹具左支座（1）上的左靠位支承（12）机构开始工作，油缸活塞杆推动齿轮齿条副、经过丝杆螺母副，使前端部装有能够发出位置信号的低压触点和绝缘套的铜质螺母直线运动到触及缸体左端面后即停止，起左靠位支承的作用。固定在夹具右支座（4）上的油缸活塞杆推出右夹紧机构（13）中的夹紧块对缸体（2）完成纵向夹紧〔参看《工件曲轴孔主定位夹紧及辅助支承示意图（图2）》〕。

完成上述动作后，位于夹具后部的一对后靠位支承（14、15）在油缸活塞杆的推动下，经齿轮齿条副、两个丝杆螺母副，具有能够发出位置信号的低压触点的铜质螺母直线运动到缸体（2）后部的加工面，在两个后靠位支承（14，15）都到位后，前夹紧装置（16）的油缸的活塞杆通过其斜面副推动夹紧板（16.a）位移，使在端部具有斜面、滚轮的夹紧板（16.a）（起杠杆作用）夹紧缸体（2）。二后靠位支承（14，15）到位后，前夹紧装置的夹紧力由后靠位支承（14，15）承受〔参看《工件后靠位、前夹紧示意图（图3）》〕。