一种多工位钻、镗连杆大小孔柔性快换夹具的制作方法

本实用新型涉及内燃机连杆制造技术领域，尤其涉及一种多工位钻、镗连杆大小孔柔性快换夹具。

背景技术：

连杆是发动机中重要的传动零件，主要由大端孔、小端孔和杆筋构成，其中两个孔是连杆的主要加工部位。连杆的主要功能是将活塞的往复直线运动转化为曲轴的旋转运动，向外输出扭矩。连杆工作中受到高频率交变载荷作用，因此在汽车连杆加工制造过程中，要求达到精密级加工精度，以保证较高的强度要求。

不同品种连杆基本机构相似，在机加工中通常采用两孔一面定位，但是钻、镗连杆大小孔工序加工时，连杆大、小孔尚未进行加工，无法作为定位基准使用，只能采用锻造的毛坯外形进行定位夹紧，不同品种连杆毛坯外形差异大，受毛坯锻造误差及上下锻模错模影响，造成生产换型繁琐，调整时间长，并且换型后稳定性不高，重复定位精度差，导致连杆加工后孔壁厚不均匀，使得后续半精加工、精加工定位误差增大，加工余量不均匀，甚至加工余量不足零件报废。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种多工位钻、镗连杆大小孔柔性快换夹具，解决现有技术连杆加工时定位设备稳定性差，重复定位精度差，导致连杆加工后孔壁厚不均匀，质量不能保证的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

本实用新型一种多工位钻、镗连杆大小孔柔性快换夹具，包括机床工作台、支撑机构和顶部的连杆夹紧快换机构，所述连杆夹紧快换机构通过支撑机构安装在所述机床工作台上；所述连杆夹紧快换机构的一侧设置有大端定位机构和侧夹紧机构；将待加工的连杆放置在所述连杆夹紧快换机构上，所述大端定位机构和侧夹紧机构对所述连杆的大端形成定位和侧夹紧；

所述支撑机构包括夹具底板、立板、第一上板和第二上板，所述夹具底板通过螺栓组件连接在所述机床工作台的台面上，所述第一上板和第二上板并排布置通过所述立板连接在所述夹具底板上；

所述连杆夹紧快换机构包括子模板，所述子模板的顶面上安装有小端固定机构和大端固定机构，所述小端固定机构包括小端V型块、小端定位块和小端压板，所述小端V型块通过小端垫块安装在所述子模板上，且小端V型块位于所述连杆的小端外侧，所述小端定位块安装在所述子模板上，所述小端定位块的顶部伸入到所述连杆的小端通孔内定位；所述小端压板连接在小端油缸上并通过所述小端油缸驱动完成压紧作业；

所述大端固定机构包括大端定位块和大端压板，所述大端定位块安装在所述子模板上，所述大端定位块的顶部伸入到所述连杆的大端通孔内定位，所述大端压板连接在旋转油缸上并通过所述旋转油缸驱动完成压紧作业。

进一步的，所述第一上板和第二上板的底面上设置有滑槽，所述滑槽与所述立板顶面上的滑轨相匹配，所述第一上板和第二上板通过所述滑槽和滑轨的相对运动调节二者的距离。

再进一步的，所述大端定位机构包括固定螺杆和顶杆，所述固定螺杆通过螺杆支撑块安装在所述第二上板上，所述固定螺杆上连接有顶杆导向套，所述顶杆安装在所述顶杆导向套内，所述顶杆的一侧顶在所述连杆的大端外侧，顶杆的另一侧设置有弹簧，所述弹簧的两端分别抵在所述顶杆和固定螺杆的相对面上。

再进一步的，所述侧夹紧机构包括侧夹紧夹爪和侧夹紧气缸，所述侧夹紧气缸通过气缸垫块安装在所述第二上板上，所述侧夹紧气缸的工作端与所述侧夹紧夹爪相连接，所述侧夹紧夹爪的头部通过螺栓连接有侧夹紧块，所述侧夹紧块卡接在所述连杆的大头端外侧形成卡紧定位。

再进一步的，所述子模板包括子模板A和子模板B两种类型，且所述子模板A和子模板B上均设置有水平方向和垂直方向的定位键槽。

再进一步的，所述小端V型块通过螺栓安装在所述小端垫块上，所述小端垫块和所述小端定位块均通过螺栓安装在所述子模板上；所述大端定位块通过螺栓安装在所述子模板上。

与现有技术相比，本实用新型的有益技术效果：

本实用新型柔性快换夹具生产连杆时，首先将连杆放置于小端定位块和大端定位块上，连杆的小孔于小端定位块中的孔同轴，大孔与大端定位块中的孔同轴，顶杆通过弹簧压力压紧连杆大端顶部，将连杆小端卡在小端V型块的V型斜面中，对装夹的连杆进行预定位。机床启动后，运行加工程序，两侧夹紧气缸先动作，通过侧夹紧夹爪带动侧夹紧块运动，对定位块上的连杆进行二次定位并夹紧，此时小端油缸动作通过杠杆带动小端压板压紧连杆；大端压板安装在大端的旋转油缸活塞柱上并通过销轴连接，活塞旋转后向下运动带动大端压板向下实现对连杆的压紧，然后机床按照程序完成对连杆钻、镗大小孔的加工。与现有技术相比，不同类型产品换产时仅需要更换全部定位块、垫板、夹紧块等定位夹紧零件即可，本实用新型构思巧妙，通过更换子模板方式实现不同品类连杆柔性化快换生产，极大地提高了换型工作效率；且整体更换子模板，提高了定位稳定性；通过气缸带动夹紧爪直接对连杆大端进行夹紧，避免了杠杆夹紧结构带来的系统制造误差，提高了定位精度。

附图说明

下面结合附图说明对本实用新型作进一步说明。

图1为本实用新型多工位钻、镗连杆大小孔柔性快换夹具主视图；

图2为本实用新型多工位钻、镗连杆大小孔柔性快换夹具俯视图；

图3为本实用新型大端定位机构的结构示意图；

图4为本实用新型子模板A结构示意图；

图5为本实用新型子模板B结构示意图；

附图标记说明：1—机床工作台、2—夹具底板、3—立板、4—第一上板、5—第二上板、6—子模板、7—小端垫块、8—小端V型块、9—小端定位块、10—大端定位块、11—连杆、12—侧夹紧夹爪、13—顶杆、14—弹簧、15—顶杆导向套、16—固定螺杆、17—螺杆支撑块、18—侧夹紧气缸、19—气缸垫块、20—旋转油缸、21—大端压板、22—小端压板、23—小端油缸。

具体实施方式

如图1-4所示，一种多工位钻、镗连杆大小孔柔性快换夹具，包括机床工作台1、支撑机构和顶部的连杆夹紧快换机构，所述连杆夹紧快换机构通过支撑机构安装在所述机床工作台1上；所述连杆夹紧快换机构的一侧设置有大端定位机构和侧夹紧机构；将待加工的连杆11放置在所述连杆夹紧快换机构上，所述大端定位机构和侧夹紧机构对所述连杆11的大端形成二次定位和侧夹紧；

所述支撑机构包括夹具底板2、立板3、第一上板4和第二上板5，所述夹具底板2通过螺栓组件连接在所述机床工作台1的台面上，所述第一上板4和第二上板5并排布置通过所述立板3连接在所述夹具底板2上；

所述连杆夹紧快换机构包括子模板6，所述子模板6的顶面上安装有小端固定机构和大端固定机构，所述小端固定机构包括小端V型块8、小端定位块9和小端压板22，所述小端V型块8通过小端垫块7安装在所述子模板6上，且小端V型块8位于所述连杆11的小端外侧，所述小端定位块9安装在所述子模板6上，所述小端定位块9的顶部伸入到所述连杆11的小端通孔内定位；所述小端压板22连接在小端油缸23上并通过所述小端油缸23驱动完成压紧作业；

所述大端固定机构包括大端定位块10和大端压板21，所述大端定位块10安装在所述子模板6上，所述大端定位块10的顶部伸入到所述连杆11的大端通孔内定位，所述大端压板21连接在旋转油缸20上并通过所述旋转油缸20驱动完成压紧作业。具体来说，小端压板采用铰接方式连接在小端油缸上，小端油缸柱塞向上运动，通过杠杆带动小端压板压紧在连杆的小端上；大端压板安装在旋转油缸的活塞柱上，通过销轴连接，活塞柱旋转后向下运动带动大端压板，实现对连杆的大端压紧。

所述第一上板4和第二上板5的底面上设置有滑槽，所述滑槽与所述立板3顶面上的滑轨相匹配，所述第一上板4和第二上板5通过所述滑槽和滑轨的相对运动调节二者的距离。

所述大端定位机构包括固定螺杆16和顶杆13，所述固定螺杆16通过螺杆支撑块17安装在所述第二上板5上，所述固定螺杆16上连接有顶杆导向套15，所述顶杆13安装在所述顶杆导向套15内，所述顶杆13的一侧顶在所述连杆11的大端外侧，顶杆13的另一侧设置有弹簧14，所述弹簧14的两端分别抵在所述顶杆13和固定螺杆16的相对面上。

所述侧夹紧机构包括侧夹紧夹爪12和侧夹紧气缸18，所述侧夹紧气缸18通过气缸垫块19安装在所述第二上板5上，所述侧夹紧气缸18的工作端与所述侧夹紧夹爪12相连接，所述侧夹紧夹爪12的头部通过螺栓连接有侧夹紧块，所述侧夹紧块卡接在所述连杆11的大头端外侧形成卡紧定位。

所述子模板6包括子模板A和子模板B两种类型，且所述子模板A和子模板B上均设置有水平方向和垂直方向的定位键槽。

所述小端V型块8通过螺栓安装在所述小端垫块7上，所述小端垫块7和所述小端定位块9均通过螺栓安装在所述子模板6上；所述大端定位块10通过螺栓安装在所述子模板6上。

本实用新型的动作过程如下：

应用本柔性快换夹具生产加工连杆时，首先，将连杆11放置于小端定位块9和大端定位块10上，小孔与小端定位块9中的孔同轴，大孔与大端定位块9中的孔同轴，大端定位机构的顶杆13通过弹簧14作用压紧连杆11的大端顶部，将连杆11的小端卡在小端V型块8中，对连杆进行预定位；机床启动后，运行加工程序，侧夹紧气缸18先动作，通过两个侧夹紧夹爪12带动侧夹紧块运动，对连杆进行二次定位并夹紧；此时，小端油缸动作，因小端压板22铰接在安装在小端油缸23上，小端油缸的柱塞向上运动通过杠杆作用带动小端压板22压紧连杆；同时，大端压板21通过销轴安装在旋转油缸20上，旋转油缸的活塞柱旋转向下运动带动大端压板21对连杆的夹紧，然后机床按照程序完成对连杆钻、镗大小孔的加工。该夹具工作时，大小端同时实现定位锁紧，定位精度高，稳定性好，加工出来的连杆质量容易得到保证。

此外，当加工的连杆规格发生变化时，仅需要将子模板6以及子模板6上安装的小端固定机构和大端固定机构整体进行替换即可，拆卸更换方便快捷，且因为子模板6上的大、小端固定机构不需要单独拆卸安装，因此二次安装定位准确。

以上所述的实施例仅是对本实用新型的优选方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。