凸轮轴加工用夹持装置的制作方法

本发明属于机械加工领域，具体涉及凸轮轴加工用夹持装置。

背景技术：

凸轮轴是活塞发动机里的一个部件，用于控制气门的开启和闭合，包括一根主轴和主轴外圈上的若干凸环，且相邻凸环的圆形部均错开。在凸轮轴加工的过程中通常采用的是两端固定，加工完成后，再打中心孔，作为定位基准，再对两端进行加工，这种方法，需要采用多个步骤进行加工，耗费的装夹时间多，并且加工的效率低下。

因此，为解决上述技术问题，专利公开号为cn103949922b的中国专利，提供了一种用于凸轮轴加工的快速定位锁紧夹具，包括底板，底板上安装有第一支撑柱、第二支撑柱和位于第一支撑柱和第二支撑柱之间的定位柱、锁紧柱和驱动装置，定位柱的低端与驱动装置的壳体连接，锁紧柱的底端与驱动装置的驱动轴连接。本技术方案通过第一支撑柱和第二支撑柱将凸轮轴的两端进行支撑，再通过固定的定位柱的上端与凸环的外壁接触，通过驱动装置带动驱动轴，从而驱动锁紧柱向定位柱靠近，对凸环进行夹紧，从而实现凸轮轴的夹紧，使得凸轮轴的各个面均能进行加工。

但是，上述技术方案还存在以下技术问题：

1、上述技术方案通过定位柱固定不动，利用驱动装置带动锁紧柱向定位柱方向移动，实现对凸轮轴上的凸环进行夹紧，这种方式在夹紧时效率太低，从而导致凸轮轴的加工效率低；

2、仅通过定位柱与锁紧柱相靠近，使得凸轮轴的夹紧的效果不好，凸轮轴加工时会与夹具发生相对运动，导致凸轮轴受损，影响凸轮轴的精度。

技术实现要素：

本发明意在提供一种凸轮轴加工用夹持装置，以解决现有技术夹持效率低的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案，凸轮轴加工用夹持装置，包括底座，底座上依次设有第一支撑柱、u形连通器和第二支撑柱，u形连通器包括第一横管、第二横管和竖管，其特征在于：还包括l形的定位柱和锁紧柱，定位柱和锁紧柱均包括短杆和长杆，且定位柱和锁紧柱的短杆均位于长杆的上方，且锁紧柱位于定位柱下方，定位柱的长杆的底端连接有第一横推杆，锁紧柱的长杆的低端连接有第二横推杆，锁紧柱的短杆的自由端安装有竖向的夹紧块；第一横管内设有第一活塞，第二横管内设有第二活塞，第一活塞与第一横推杆自由端连接，第二活塞与第二横推杆自由端连接，第一横管与第二横管等长，第一横管的面积大于第二横管的面积；第一横推杆与第二横推杆之间设有齿轮和电机，齿轮与电机的输出轴固定连接，且第一横推杆的上表面和第二横推杆的下表面均设有齿条；第一横推杆内横向设有气孔，气孔与u形连通器连通，定位柱的长杆竖向设有通孔，通孔与气孔连通；定位柱长杆的顶端设有l形的安装槽，安装槽包括竖向槽和横向槽，竖向槽的截面面积大于通孔截面的面积，且竖向槽内设有凸块，横向槽内设有定位块，定位块的长度大于横向槽的长度，定位块位于横向槽外的一侧设有支架，支架上转动连接有转轴，转轴上连接有凸轮，凸轮包括圆形部和凸起部，圆形部与定位块接触，转轴上还设有扭簧。

本方案技术特征的技术效果：定位柱与锁紧柱实现凸轮轴凸环的夹紧；锁紧柱的短杆上的夹紧块能对凸轮轴的凸环进行阻挡，实现凸环的夹紧；齿轮与齿条的配合实现定位柱和锁紧柱相向移动，缩短夹紧使用的时间，提高效率；凸块是用于将与待夹紧的凸环相邻的另一个凸环抵紧；定位块用于支撑凸块，避免凸块向下掉；凸轮用于推动定位块在安装槽内移动，扭簧用于带动转轴转动，从而实现凸轮的转动。

齿轮转动，带动第一横推杆和第二横推杆相向移动，第一横推杆挤压第一活塞，第二横推杆拉动第二活塞，且由于第一横推杆和第二横推杆的位移是相同的，因此第一活塞和第二活塞的位移是相同的，但是第一横管的面积大于第二横管的面积，因此第一横管内的气体一部分用于推动第二活塞产生位移，另一部分通过气孔排出，气体再沿通孔向上移动，当气体到达定位柱顶端时，推动凸块向上移动，凸块移动后，定位块横向不再受力，因此转轴上的扭簧准定，带动凸轮转动，凸轮的凸起部推动定位块移动，定位块移动至凸块的下方，将凸块支撑，且凸块上移将待夹紧凸环相邻的凸环抵紧，因此在定位柱和锁紧柱相向移动对凸环夹紧的同时，凸块将相邻的凸环抵紧，既缩短了夹紧凸环的时间，又将凸环抵紧，使得夹紧的效果更好。

本方案的技术原理是：第一支撑柱和第二支撑柱对凸轮轴的两端进行支撑，再启动齿轮，齿轮转动，通过啮合的齿条带动定位柱和锁紧柱相对移动，对凸轮轴上的凸环进行夹紧；定位柱和锁紧柱移动的位移是相等的，因此u形连通器内的第一活塞和第二活塞的位移是相同的，且第一横管的面积大于第二横管的面积，因此第一横管内的一部分气体沿气孔、通孔流出，气体推动凸块向上将凸环抵紧，此时凸轮转动，推动定位块对凸块进行支撑，避免凸块掉落，实现凸环的抵紧；当凸轮轴固定后，关闭电机，齿轮停止转动，凸轮轴的凸环被夹紧，能够进行加工。

本方案能产生的技术效果是：

1、通过第一锁紧柱和第二锁紧柱的相向移动能够缩短夹持凸环所花费的时间，提高夹持的效率，从而提高加工的效率；

2、通过第一横管与第二横管的面积不同，以及第一活塞与第二活塞移动的位移相同，使得u形连通器内的气体从通孔排出，推动凸块将另一个凸环抵紧，使得装置的夹紧效果更好。

以下是基于上述方案的优选方案：

优选方案一：所述底座上还设有支撑架，支撑架的横杆位于u形连通器的上方，且支撑架的横杆上设有滑槽，定位柱和锁紧柱的长杆均滑动连接在滑槽内。支撑架能够对定位柱和锁紧柱进行支撑，减轻u形连通器的受力；设置滑槽能够方便定位柱和锁紧柱移动。

优选方案二：基于优选方案一，所述支架滑动连接在滑槽内。凸轮随着定位柱移动在滑槽内进行滑动，使得凸轮的圆形部始终与定位块抵紧，对定位块进行定位。

优选方案三：基于优选方案二，所述u形连通器的横管上铰接有限位杆，且限位杆的活动端位于齿轮的相邻轮齿之间。限位杆在齿轮停止转动后对齿轮进行限位，避免齿轮反转导致的凸轮轴被松开。

优选方案四：基于优选方案三，所述定位柱的短杆的自由端和夹紧块靠近定位柱的端面上均设有橡胶垫。橡胶思垫能够避免凸环与定位柱和夹紧块刚性接触，避免凸环受损。

优选方案五：基于优选方案四，所述第一支撑柱和第二支撑柱的顶端均设有高度调节块。能够适应各种凸轮轴。

附图说明

图1为本发明凸轮轴加工用夹持装置的结构示意图；

图2为本发明图1中a部分的放大图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

说明书附图中的附图标记包括：底座1、第一支撑柱2、第二支撑柱3、u形连通器4、第一横管41、第一活塞411、第二横管42、第二活塞421、竖管43、限位杆44、定位柱5、第一横推杆51、气孔511、通孔52、安装槽53、凸块54、定位块55、锁紧柱6、第二横推杆61、夹紧块62、齿轮7、齿条8、支撑架9、凸轮10、支架101、高度调节块11、凸轮轴12、凸环121。

如图1所示，凸轮10轴加工用夹持装置，包括底座1，底座1上从左至右设有第一支撑柱2、开口朝左的u形连通器4、第二支撑柱3，第一支撑柱2和第二支撑柱3的顶端均设有高度调节块11。u形连通器4的两端设有一个支撑架9，支撑架9的横杆上设有横向的滑槽，u形连通器4包括第一横管41、第二横管42和竖管43，第一横管41与第二横管42等长，且第一横管41纵截面的面积大于第二横管42纵截面的面积，第一横管41内设有第一活塞411，第二横管42内设有第二活塞421；竖管43的右侧面设有进气口。

u形连通器4的左端设有l形的定位柱5和l形的锁紧柱6，定位柱5和锁紧柱6均包括短杆和长杆，定位柱5和锁紧柱6的短杆均位于长杆上方，且定位柱5位于锁紧柱6的上方，定位柱5和锁紧柱6的长杆均滑动连接在支撑架9的滑槽内；定位柱5的底端连接有第一横推杆51，锁紧柱6的长杆的底端连接有第二横推杆61，短杆的右端设有竖向的夹紧块62，定位杆的右端和夹紧块62的左端面均设有橡胶垫。第一横推杆51右端与第一活塞411连接，第二横推杆61与第二活塞421连接。

底座1上设有电机，电机的输出轴上连接有齿轮7，齿轮7位于第一横推杆51与第二横推杆61之间，且第一横推杆51的上表面和第二横推杆61的下表面均设有与齿轮7啮合的齿条8。第一横推杆51沿横向设有气孔511，气孔511与u形连通器4连通，定位柱5的长杆沿竖向设有通孔52，通孔52与气孔511连通。竖管43的左侧面铰接有限位杆44，限位杆44的左端位于齿轮7的相邻轮齿之间。

如图2所示，定位柱5的横杆的左端设有l形的安装槽53，安装槽53包括竖向槽和横向槽，竖向槽的横截面面积大于通孔52横截面的面积，且安装槽53的竖槽内设有凸块54，安装槽53的横槽内设有定位块55，定位块55的长度大于横槽的长度；滑槽的左端滑动连接有支架101，支架101上转动连接有转轴，转轴上设有扭簧和凸轮10，凸轮10包括圆形部和凸起部，圆形部与定位块55相抵；定位块55的左端连接有弹簧，弹簧的左端与支架101连接。

使用本实施例时，首先将凸轮轴12放置在第一支撑柱2和第二支撑柱3上，调节高度调节块11使得凸轮轴12的凸环121位于定位柱5和锁紧柱6之间；再启动电机，带动齿轮7逆时针转动，通过齿轮7与齿条8的啮合，第一横推杆51向右移动，第二横推杆61向左移动，实现凸环121的夹紧；由于第一横推杆51和第二横推杆61是通过齿轮7带动齿条8移动实现的位移，因此第一横推杆51和第二横推杆61的位移是相同的，第一活塞411和第二活塞421的位移是相同的，而第一横管41的体积大于第二横管42的体积，在第一活塞411移动的过程中，一部分气体被挤入气孔511内，再通过通孔52向上排出，当气体到达顶端时推动凸块54，凸块54向上滑动，此时，凸块54不再向左挤压定位块55，左端的扭簧发生转动，带动凸轮10转动，凸轮10的凸起部挤压定位块55，定位块55将凸块54支撑，避免凸块54掉落。凸块54将凸环121左侧的另一个凸环121抵紧，使得凸轮轴12的夹持效果更好。当凸轮轴12加工完后，改变电机的电流方向，使得齿轮7反转，将定位柱5和锁紧柱6退出，松开凸轮轴12；再转动扭簧，凸轮10转动，并且弹簧拉动定位块55回到原位，凸块54下落，再通过进气口向u形连通器4内补充气体，就能进行下一次的凸轮轴12夹紧。

对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。