发动机缸体加工用装夹装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种发动机缸体加工用装夹装置，包括架体和锁紧机构；所述架体主要由底座和竖置在底座两侧的锁紧支架构成，两侧锁紧支架之间的底座顶面形成缸体工件的装夹空间；所述锁紧机构为多个、分置在架体的两侧锁紧支架上，锁紧机构主要由装配在锁紧支架上的锁紧液/气压缸和“Z”字形锁紧马崽构成，锁紧马崽的中部铰接在锁紧支架上的马崽支座上，锁紧马崽的一端以铰接或滑动方式与锁紧液/气压缸的活塞杆连接、另一端在锁紧状态下延伸进架体底座的装夹空间内并压紧缸体工件。本实用新型能将发动机缸体进行稳固、可靠的装夹定位，针对性强，装夹精度高，装夹操作方便，装夹效率高，适宜发动机缸体的批量化精镗加工。
【专利说明】发动机缸体加工用装夹装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及机械加工用的装夹设备，具体是一种发动机缸体加工用装夹装置。
【背景技术】
[0002]发动机是一种能够把其它形式的能转化为机械能的机器，其工作过程的稳定性和可靠性在很大程度上取决于核心部件之一的缸体结构，其中尤以缸体上的缸孔(即活塞孔)精度更为突出。
[0003]目前，针对发动机缸体上的缸孔精加工(即镗削加工)主要是在普通机床或数控机床上完成的。然而，由于普通机床或数控机床上的装夹夹具为通用夹具，其对结构特殊的发动机缸体装夹缺乏针对性，仅能做到相对的装夹定位，从而使得它们对发动机缸体的装夹精度不高，导致加工成型的、高精度要求的发动机缸体缸孔存在一定的加工误差，该加工误差严重时会使加工成型的发动机缸体报废,进而增大了加工难度和加工成本；此外，同样基于前述通用装夹夹具针对结构特殊的发动机缸体缺乏针对性，在装夹过程中需要进行反复调整，以尽可能的确保加工成型的发动机缸体达到技术要求，这一过程导致装夹操作非常麻烦，进而影响了装夹效率，不适宜发动机缸体的批量化加工。
【发明内容】
[0004]本实用新型的发明目的在于:针对发动机缸体结构的特殊性以及上述现有技术的不足，提供一种装夹操作方便、装夹精度高、高效快捷、适宜批量化加工的发动机缸体加工用装夹装置。
[0005]本实用新型采用的技术方案是:一种发动机缸体加工用装夹装置，所述装夹装置包括架体和锁紧机构；所述架体主要由底座和竖置在底座两侧的锁紧支架构成，两侧锁紧支架之间的底座顶面形成缸体工件的装夹空间；所述锁紧机构为多个、分置在架体的两侧锁紧支架上，锁紧机构主要由装配在锁紧支架上的锁紧液/气压缸和“Z”字形锁紧马崽构成，锁紧马崽的中部铰接在锁紧支架上的马崽支座上，锁紧马崽的一端以铰接或滑动方式与锁紧液/气压缸的活塞杆连接、另一端在锁紧状态下延伸进架体底座的装夹空间内并压紧缸体工件。
[0006]进一步的，所述装夹装置还包括定位机构，该定位机构主要由螺纹装配在架体的底座上、并从底座顶面凸起的定位销构成，该定位销的位置及顶端轮廓对应缸体工件上的定位孔。
[0007]再进一步的，所述定位机构的定位销为十字形结构，定位销的下部以螺纹方式装配在底座上的筒形底垫内。
[0008]进一步的，作为优选方案，所述架体还包括有导向支架和卸料支架，所述导向支架固定在底座的进料口处，在导向支架上连接有平整的导向滑块，该导向滑块的顶面高于底座上的定位机构顶端，所述卸料支架固定在底座的后侧、与导向支架相向，在卸料支架上连接有能够释放推力的卸料机构，该卸料机构的位置高度高于导向滑块；所述装夹装置还包括升降机构，该升降机构主要由竖向装配在架体的底座上的升降液/气压缸、和连接在升降液/气压缸的活塞杆上的升降板构成，所述升降板的空间位置与底座上的定位机构错开，在升降板后侧设有向上竖起的限位挡板。
[0009]再进一步的，所述卸料机构为液/气压缸，该液/气压缸的活塞杆端部设置有柔性护垫。
[0010]再进一步的，所述升降机构的升降液/气压缸布置在架体的底座内。更进一步的，所述架体的底座顶面设有升降液/气压缸的活塞杆的导筒，该导筒在底座顶面的高度等于或小于定位机构在底座顶面的高度。
[0011]再进一步的，所述升降液/气压缸的活塞杆与升降板之间设有弹性的缓冲体。
[0012]本实用新型的有益效果是:
[0013]1.上述装夹装置专门针对发动机缸体结构的特殊性而设计，针对性强，其能将发动机缸体进行稳固、可靠的装夹定位，装夹精度高，装夹操作方便，装夹效率高，适宜发动机缸体的批量化精镗加工；
[0014]2.设置在架体上的定位机构能够有效避免发动机缸体在装夹过程中及加工过程中的相对位移，进一步提闻了发动机缸体装夹的稳固性和可罪性，有利于保障并提闻装夹精度；此外，定位机构所自带的微调功能(即定位销在架体底座上的螺纹装配结构)极大的便利了适时性的灵活调整，这又进一步的提高了发动机缸体的装夹精度；
[0015]3.设置在架体上的进料导向结构(即如何将发动机缸体放置进装夹空间的结构，包括导向滑块及升降机构)及卸料机构在保障装夹可靠性的同时，有效提高了整个装夹及卸料操作的便利性，减轻了工人劳动强度，装夹及卸料效率高，从而进一步确保了发动机缸体批量化精镗加工的可行性。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。
[0017]图1是本实用新型的一种结构示意图。
[0018]图2是图1中的A-A视图。
[0019]图中代号含义:1 一架体；101—底座；102—锁紧支架；103—导向支架；104—卸料支架；105—导向滑块；2—定位机构；201—过渡销；202—底垫；203—定位销；3—升降机构；301—升降气压缸；302—升降板；303—活塞杆；304—连接螺栓；305—导筒；306—缓冲体；307—限位挡板；4一锁紧机构；401—锁紧气压缸；402—活塞杆；403—马崽接头；404—马崽支座；405—锁紧马崽；406—滑槽；5—卸料机构；501—卸料气压缸；502—护垫；503—活塞杆；6—缸体工件。
【具体实施方式】
[0020]实施例1
[0021]参见图1和图2(其中图1中为了清楚、直观的显示内部结构特征，去除了架体的锁紧支架和锁紧机构):本实用新型为发动机缸体加工用的装夹装置，特别是发动机缸体上的缸孔(即活塞孔)精镗加工装夹，其包括架体1、定位机构2、升降机构3、锁紧机构4、卸料机构5及控制各机构运动部件进行动作的控制器(该控制器采用现有常规的数控技术即可，其并非本实用新型贡献于现有技术的技术特征，在此不再赘述)，现将前述几大部分的具体结构及它们之间的连接、位置关系详述如下。
[0022]架体I采用钢材焊接或连接组合而成，其主要由底座101、锁紧支架102、导向支架103和卸料支架104构成。底座101是架体I的基体、也是发动机缸体工件6的装夹平台，其根据实际操作过程中的装夹操作特性，设定前侧为进/出料口。锁紧支架102为两个，它们通过锁紧螺栓等部件竖向分置在底座101的两个旁侧，即锁紧支架102处在底座101进/出料口的两侧，两侧锁紧支架102之间的底座101顶面形成缸体工件6的装夹空间，要求锁紧支架102的高度对应缸体工件6在装夹空间内的放置高度。导向支架103为三角体结构(当然也可以是其它矩形体结构)，其通过锁紧螺栓等部件固定在底座101的前侧(即底座101上所设定的进/出料口处)，在导向支架103上通过锁紧螺栓等沉头部件连接有顶面平整的导向滑块105，要求该导向滑块105的顶面高于底座101顶面(特别是高于下述安装在底座101上的定位机构2的顶端)。卸料支架104通过锁紧螺栓等部件固定在底座101的后侦仪与底座101前侧相对)、与导向支架103相向，在卸料支架104上连接有能够释放推力的卸料机构5，要求该卸料机构5在卸料支架104上的安装位置高度应高于导向滑块105。通过前述架体I结构，在底座101的顶面由两侧锁紧支架102和导向支架103、卸料支架104围成一个用于发动机缸体工件6装夹的“盆形”装夹空间。
[0023]定位机构2的数量对应缸体工件6在上述装夹空间内装夹底面上的定位孔数量(通常在粗品缸体工件6的装夹底面边角处开有内凹的定位孔，通常为两到四个)。定位机构2主要由十字形结构的定位销203构成，该定位销203的下部轴杆较长且在其外壁设有螺纹、上部轴杆较短且顶部轮廓呈尖锥状，定位销203中部的径向凸起为多边形结构、类似于螺杆的操作把持部。前述定位机构2以螺纹方式装配在架体I的底座101上，具体装配结构是，根据缸体工件6在装夹空间内放置后、装夹底面上的定位孔在底座101上的投影所在位置，在该位置处的底座101上设有竖向凸起的、内壁具有螺纹(要求匹配定位机构2上的螺纹)的筒形底垫202，该底垫202可以是焊接固定在底座101上的，也可以是榫槽插接固定在底座101上的(本实施例就采用该结构，在底座101与底垫202之间设置了榫接结构的过渡销201)，定位机构2的定位销203下部以螺纹方式装配在底座101上的底垫202内，定位销203的高度可以依据该螺纹装配结构适时性进行灵活调整，当缸体工件6放置在底座101顶面的装夹空间内时、定位机构2的定位销203上部插装在缸体工件6的装夹底面的定位孔内(这也就要求了定位销203的位置及顶端轮廓对应缸体工件6上的定位孔)，避免缸体工件6产生相对位移。
[0024]升降机构3主要由升降气压缸301 (其动作受控制器控制，也可以采用液压缸代替)和升降板302构成。其中，升降气压缸301为六支，它们分成两列，分别竖向嵌装在架体I的底座101内(要求处于装夹空间范围内)，要求升降气压缸301的活塞杆303上行终点低于架体I上的导向滑块105位置；为了避免升降气压缸301的活塞杆303往复动作受影响，在架体I的底座101顶面设有升降气压缸301的活塞杆303的导筒305，即该导筒305间隙套装在活塞杆303的外围，要求导筒305在底座101顶面的高度小于(也可以是等于)定位机构2在底座101顶面的高度，这样才不至于影响活塞杆303所承托缸体工件6的最低行程(即活塞杆303的下行终点，缸体工件6的落放过程)。升降板302为两块，分别对应一列升降气压缸301，升降板302与所对应升降气压缸301的活塞杆303顶端通过沉头的连接螺栓304连接(升降板302连接在活塞杆303上后，活塞杆303处于上行终点时，升降板302的顶面与导向滑块105的顶面齐平)，要求升降板302的空间位置与底座101上的定位机构2错开，这样才能保证所承托的缸体工件6在落放后与定位机构2形成对应装配；为了避免升降气压缸301的活塞杆303在往复运动中将振动力作用在升降板302所承托的缸体工件6上，升降气压缸301的活塞杆303与升降板302之间设有弹性的缓冲体306 (例如螺旋弹簧、橡胶垫等等)。通过前述升降机构3的结构，可以清楚知道，升降机构3用于将架体导向滑块105上的缸体工件6进行承托(在外力作用下推至升降机构3的升降板302上)，进而将所承托的缸体工件6落放在装夹空间内并使其与定位机构2对应装配；在这个过程中，为了避免进入升降机构升降板302上的缸体工件6随意放置，在升降板302的后侧(即靠近卸料机构5的位置处)设有向上竖起的限位挡板307，要求该限位挡板307与升降板302垂直，进入升降板302的缸体工件6被限位挡板307阻挡，此时限位挡板307与缸体工件6的装夹底面上的定位孔之间距离、应当对应限位挡板307在底座101上的投影位置与定位机构2之间的距离。
[0025]锁紧机构4为两个，分置在架体I的两侧锁紧支架102，即每侧锁紧支架102上安装有一个锁紧机构4。锁紧机构4主要由锁紧气压缸401 (其动作受控制器控制，也可以采用液压缸代替)和“Z”字形锁紧马崽405构成。其中，锁紧气压缸401竖向装配在架体I的锁紧支架102，在锁紧气压缸401的活塞杆402顶端连接有马崽接头403 (也可以去除马崽接头403，但这就需要在一定程度上延长活塞杆402并在活塞杆402上设置相应的锁紧马崽405连接结构)，在马崽接头403上设有凸起的销轴(用于连接锁紧马崽405);此外，在前述锁紧支架102的顶端还设有竖向的马崽支座404，要求马崽支座404的位置处在马崽接头403的内侧(即更靠近装夹空间)。锁紧马崽405的中部铰接在锁紧支架102上的马崽支座404上；锁紧马崽405的外端设有滑槽406、通过滑槽406以滑动方式(也可以以铰接方式)装配在锁紧气压缸401的活塞杆402上的马崽接头403上；锁紧马崽405的内端为自由端、该自由端根据锁紧气压缸401的动作在装夹空间处进行相应的翻转，进而要求锁紧马崽405在锁紧状态下能够延伸进架体I的装夹空间内、并压紧缸体工件6。
[0026]卸料机构5为卸料气压缸501 (其动作受控制器控制，也可以采用液压缸代替)，该卸料气压缸501固定在架体I的卸料支架104上，其活塞杆503朝向架体底座101上的进/出料口。当缸体工件6在装夹并加工完毕后，锁紧机构4松开缸体工件6并由升降机构3将其托起，托至与架体I上的导向滑块105齐平时，卸料气压缸501的活塞杆503动作、将缸体工件6从升降机构3上推至导向滑块105上，进而实现卸料，在此过程中，为了避免卸料气压缸501的活塞杆503撞击损伤缸体工件6，在卸料气压缸501的活塞杆503端部设置有柔性护垫502 (例如橡胶垫等)。
[0027]实施例2
[0028]本实施例1的其它结构与实施例1相同，不同之处在于:架体上没有导向支架和卸料支架(即相应的去除了导向滑块和卸料机构)，也就是说架体主要由底座和竖置在底座两侧的锁紧支架构成，两侧锁紧支架之间的底座顶面形成缸体工件的装夹空间；底座上安装有定位机构，每侧锁紧支架上装配有锁紧机构；根据此结构，去除了相应的卸料机构、升降机构等。
[0029]本实施例虽不影响装夹精度，但缸体工件的装夹、卸料动作需要人工进行相应的搬抬，从而使得工人劳动强度大。
[0030]实施例3
[0031]本实施例的其它结构与实施例1相同，不同之处在于:架体的锁紧支架为四根或六根，它们分成两组(每组的相邻锁紧支架间隔开)、这两组分置在架体底座的两侧，在每根锁紧支架上装配一个锁紧机构。这种结构对缸体工件形成了多点位夹紧，夹紧力度更强。
[0032]实施例4
[0033]本实施例的其它结构与实施例1相同，不同之处在于:升降机构的升降气压缸为一支，竖向、嵌装在架体底座的中央，其活塞杆顶端连接升降板、升降板错开定位机构。
[0034]以上各实施例的技术方案仅用以说明本实用新型，而非对其限制。尽管参照前述各实施例的技术方案对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型具体技术方案的精神和范围。
【权利要求】
1.一种发动机缸体加工用装夹装置，其特征在于:所述装夹装置包括架体(I)和锁紧机构(4);所述架体(I)主要由底座(101)和竖置在底座(101)两侧的锁紧支架(102)构成，两侧锁紧支架(102)之间的底座(101)顶面形成缸体工件(6)的装夹空间；所述锁紧机构(4)为多个、分置在架体(I)的两侧锁紧支架(102)上，锁紧机构(4)主要由装配在锁紧支架(102)上的锁紧液/气压缸和“Z”字形锁紧马崽(405)构成，锁紧马崽(405)的中部铰接在锁紧支架(102)上的马崽支座(404)上，锁紧马崽(405)的一端以铰接或滑动方式与锁紧液/气压缸的活塞杆(402)连接、另一端在锁紧状态下延伸进架体底座(101)的装夹空间内并压紧缸体工件(6)。
2.根据权利要求1所述发动机缸体加工用装夹装置，其特征在于:所述装夹装置还包括定位机构(2)，该定位机构(2)主要由螺纹装配在架体(I)的底座(101)上、并从底座(101)顶面凸起的定位销(203)构成，该定位销(203)的位置及顶端轮廓对应缸体工件(6)上的定位孔。
3.根据权利要求2所述发动机缸体加工用装夹装置，其特征在于:所述定位机构(2)的定位销(203)为十字形结构，定位销(203)的下部以螺纹方式装配在底座(101)上的筒形底垫(202)内。
4.根据权利要求1或2所述发动机缸体加工用装夹装置，其特征在于:所述架体(I)还包括有导向支架(103)和卸料支架(104)，所述导向支架(103)固定在底座(101)的进料口处，在导向支架(103)上连接有平整的导向滑块(105)，该导向滑块(105)的顶面高于底座(101)上的定位机构(2)顶端，所述卸料支架(104)固定在底座(101)的后侧、与导向支架(103)相向，在卸料支架(104)上连接有能够释放推力的卸料机构(5)，该卸料机构(5)的位置高度高于导向滑块(105);所述装夹装置还包括升降机构(3)，该升降机构(3)主要由竖向装配在架体(I)的底座(101)上的升降液/气压缸、和连接在升降液/气压缸的活塞杆(303 )上的升降板(302 )构成，所述升降板(302 )的空间位置与底座(101)上的定位机构(2)错开，在升降板(302)后侧设有向上竖起的限位挡板(307)。
5.根据权利要求4所述发动机缸体加工用装夹装置，其特征在于:所述卸料机构(5)为液/气压缸，该液/气压缸的活塞杆(503)端部设置有柔性护垫(502)。
6.根据权利要求4所述发动机缸体加工用装夹装置，其特征在于:所述升降机构(3)的升降液/气压缸布置在架体(I)的底座(101)内。
7.根据权利要求6所述发动机缸体加工用装夹装置，其特征在于:所述架体(I)的底座(101)顶面设有升降液/气压缸的活塞杆(303)的导筒(305)，该导筒(305)在底座(101)顶面的高度等于或小于定位机构(2)在底座(101)顶面的高度。
8.根据权利要求4所述发动机缸体加工用装夹装置，其特征在于:所述升降液/气压缸的活塞杆(303)与升降板(302)之间设有弹性的缓冲体(306)。
【文档编号】B23Q3/08GK203973251SQ201420367785
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2014年7月4日 优先权日:2014年7月4日
【发明者】肖铁忠, 黄娟, 朱超 申请人:四川工程职业技术学院