一种夹具升降式连杆切槽设备的制作方法

本发明涉及电火花线切割加工技术领域，尤其涉及一种夹具升降式连杆切槽设备。

背景技术：

汽车连杆是汽车发动机的重要组成部件，对发动机的性能有重要的影响。连杆胀断技术是通过状态在连杆大头孔内部施加水平定向裂断力，使裂解槽内裂纹迅速扩展直到断裂，达到杆盖和杆体分离。杆体和杆盖通过凹凸的断裂面结合起来，与传统切断面相比，增加了精准性与可靠性。连杆胀断工艺最大可减少60％工序，降低投资25％-35％，节能40％。加工连杆裂解槽是连杆胀断的前一道工序，裂解槽的好坏很大程度上影响连杆胀断的成品率，如何开发低成本、高质量的切槽设备成为连杆胀断技术的关键问题。

现有技术如：专利(cn101125379a，裂解连杆初始应力槽双向加工装置)提出了一种利用电火花线切割技术双向加工连杆裂解槽的装置，如图1所示。导轮1与2、支杆5与6、电极丝形成一个“u”结构，该装置无需频繁穿丝、双向同时径向进给的裂解槽加工装置。论文(夏松.倒立式双工位线切割连杆裂解槽设备的研制[d].广东工业大学,2018)提出了倒立式双工位线切割连杆裂解槽设备，采用“u”结构(“刀具”部分)升降加工模式。

但上述技术均存在不足和缺点：

专利(cn101125379a，裂解连杆初始应力槽双向加工装置)提出的双向进给装置由于“u”结构设计在工作台底部，在装夹连杆时需把连杆大头孔穿过“u”结构再装夹到夹具上。在该过程中“u”结构易被连杆碰撞，这不仅给工件装夹增加了难度，而且经常碰撞可能会导致“u”结构变形，影响设备的加工精度。

论文(夏松.倒立式双工位线切割连杆裂解槽设备的研制[d].广东工业大学,2018)虽然采用用了倒立式的“u”结构，解决了“u”结构易被碰撞的问题，即“u”结构安装在夹具上方，连杆装夹完毕后，“u”结构下降到指定位置在进行加工。但是该装置“u”结构下降时是整块背板下降的，为了实现在下降过程中电极丝总长度不变，走丝路径复杂，复杂的走丝路径容易引起电极丝的大幅度抖动，影响加工质量，不适合工厂大批量生产加工。该装置采用背板(“u”结构)升降过于笨重，运行过程中易出现问题，且需要配置重锤，存在安全隐患。

因此，现有技术需要进一步改进和完善。

技术实现要素：

针对上述现有的线切割连杆裂解槽设备存在容易被碰撞或走丝复杂、存在安全隐患等缺点，本发明提出一种夹具升降式连杆切槽设备以解决上述问题，该设备还具备走丝结构简单、运行稳定、安全等优点。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种夹具升降式连杆切槽设备，该切槽设备主要包括机架、工作台、背板、卷丝筒、电极丝、切槽机构、升降机构、以及可调防撞夹具。

具体的，所述机架固定设置。所述工作台安装在机架上，与机架固定连接。所述卷丝筒固定在机架上，位于工作台的一侧。所述背板垂直设置在工作台上，与工作台固定连接。所述切槽机构固定安装在背板上，并通过电极丝与卷丝筒连接。所述升降机构设置在工作台内，其升降端穿过工作台台面后与可调防撞夹具固定连接，驱动可调防撞夹具上下运动。

具体的，所述切槽机构主要包括第一导轮、导轮支架、u形切槽装置、以及用于调整u形切槽装置加工位置的调整装置。所述第一导轮通过导轮支架固定安装在背板上，环绕在u形切槽装置四周。所述u形切槽装置通过调整装置与背板固定连接，并由调整装置驱动其左右运动。

具体的，所述调整装置还包括第一电机、第一导轨、第一丝杆、以及第一滑块。所述第一丝杆的两端通过轴承和安装座水平固定设置在背板上，其轴线与工作台平面平行。所述第一电机位于第一丝杆的一侧，并与第一丝杆传动连接。所述第一导轨分别设置在第一丝杆的上下两侧，并与第一丝杆平行。所述第一滑块安装在第一丝杆上，并与u形切槽装置连接，驱动u形切槽装置在第一导轨上水平移动。

具体的，所述u形切槽装置主要包括切槽安装板、第二电机、第二导轨、第二丝杆、左滑块、右滑块、左支杆、右支杆、第二导轮、以及第三导轮。所述第二丝杆上对称设有正反两组螺纹，第二丝杆的两端通过轴承和安装座水平固定设置在切槽安装板上，其轴线与工作台平面平行。所述第二电机位于第二丝杆的一侧，并与第二丝杆传动连接。所述第二导轨分别设置在第二丝杆的上下两侧，并与第二丝杆平行。所述左滑块和右滑块均安装在第二丝杆上，并与上下两侧的第二导轨滑动连接。所述左支杆的一端安装在左滑块上，另一端竖直向下延伸。所述右支杆的一端安装在右滑块上，另一端竖直向下延伸。所述第二导轮分别安装在左滑块和右滑块上，所述第三导轮分别安装在左支杆和右支杆的另一端上，所述电极丝分别缠绕在卷丝筒、第一导轮、第二导轮和第三导轮上，使所述第二导轮、第三导轮以及缠绕在其上的电极丝共同构成用于切槽的u形机构。所述切槽安装板固定设置在第一滑块上，并与上下两侧的第一导轨滑动连接，从而实现第一电机驱动切槽安装板及u形机构改变加工位置。

具体的，所述升降机构主要包括升降电机、蜗轮、蜗杆、升降座、以及升降杆。所述升降座固定设置在工作台内。所述蜗杆水平设置在升降座内，其一端与升降电机传动连接。所述蜗轮设置在升降座内，其外齿与蜗杆啮合传动，内齿与升降杆啮合。所述升降杆垂直工作台设置，其一端穿入升降座内，与蜗轮连接，另一端竖直向上延伸并穿过工作台后与可调防撞夹具的底部连接，驱动可调防撞夹具上下升降。

具体的，所述可调防撞夹具主要包括夹具底座、夹具面板、用于定位连杆大头孔的第一定位块、以及锁紧块。所述夹具底座的底部与升降机构固定连接，其两侧设有与夹具面板连接的柱形槽孔。所述夹具面板设置在夹具底座上，其两侧设有凸耳结构。所述凸耳结构通过螺钉与柱形槽孔连接，使夹具面板可绕螺钉为支点翻转；当连杆工件上升与u形切槽结构发生碰撞时，夹具面板可绕支点翻转，从而避免连杆与u形结构发生硬性碰撞，有效缓解碰撞冲击，最大程度减小碰撞损伤。所述第一定位块设置在夹具面板上，采用半环形状结构，并位于靠近切槽机构的一侧。夹具面板的另一侧设有用于安装锁紧块的矩形凹陷。所述锁紧块设为固定式或自动调节式，当设置为固定式时，所述矩形凹陷内还设有锁紧孔，所述锁紧块设置在矩形凹陷内，并通过螺钉与锁紧孔固定连接。

进一步的，当锁紧孔设为自动调节式时，所述矩形凹陷内还设有引导槽，所述引导槽指向第一定位块。所述可调防撞夹具还包括设置在矩形凹陷内的第二定位块、引导杆、以及锁紧弹簧。所述锁紧块底部还设有用于在引导槽内滑动的引导块，所述引导块固定在锁紧块的底部，并卡设在引导槽内，使锁紧块能够沿引导槽滑动。所述第二定位块位于引导槽的端部，并通过螺钉与矩形凹陷固定连接。所述引导杆从第二定位块的一侧贯穿第二定位块后与锁紧块固定连接。所述锁紧弹簧套设在引导杆上，位于第二定位块与锁紧块之间，其一端与第二定位块抵接，另一端顶住锁紧块，从而实现安装不同连杆时自动调节并适应其尺寸大小。

进一步的，为了方便调整第二定位块的位置从而适应不同大小尺寸的连杆工件，本发明所述矩形凹陷上还设有便于调节第二定位块位置的滑槽。所述滑槽分别设置在引导槽的两侧位置，所述第二定位块通过螺钉与滑槽固定连接。

进一步的，为了使连杆获得更好的对中效果，本发明所述锁紧块上还设有确保连杆定位准确的v形槽；所述v形槽设置在锁紧块上，位于朝向第一定位块的一侧。

进一步的，为了避免支杆与工件发生碰撞，本发明所述左支杆和右支杆上均设有加工时用于避免u形结构与连杆碰撞的弧形凹陷。所述弧形凹陷设置在左支杆和右支杆的外壁面上，位于杆身位置。

进一步的，为了提高切槽质量，本发明所述左支杆和右支杆上均设有切削液的排液口。所述排液口位于左支杆和右支杆靠近第三导轮的杆身两侧，并贯穿杆身。

本发明的工作过程和原理是：使用时，先将锁紧块往后推，把连杆工件装上夹具面板，然后释放锁紧块，锁紧块在锁紧弹簧的作用下顶住连杆，确保连杆有效对中，并且避免连杆在加工过程中晃动；接着升降机构驱动可调防撞夹具向上升起，若连杆与u形结构发生碰撞，则夹具面板会翻转，从而减小碰撞损伤，若没发生碰撞，则通过第一电机来调节切槽装置的位置，从而确定u形结构的加工位置，完成对中(当加工同一批规格相同的连杆，只需对中一次，便可连续加工)；加工时，通过第二电机的驱动来调节左滑块和右滑块相向或背向运动，从而加工出裂解槽。本发明还具有结构简单、操作方便、容易实施的优点。

与现有技术相比，本发明还具有以下优点：

(1)本发明所提供的夹具升降式连杆切槽设备与裂解连杆初始应力槽双向加工装置相比，本发明把“u”结构安装在夹具上方，解决“u”结构易被碰撞的问题。

(2)本发明所提供的夹具升降式连杆切槽设备采用了夹具升降模式，“u”结构无需执行升降动作，使得简化走丝路线成为可能，并且对连杆夹具进行了优化，使夹具具备可调防撞功能。

(3)本发明所提供的夹具升降式连杆切槽设备提出了一种新的简化走线路线(如图4所示)，简化了设备的机械结构，设备运行更稳定，且在设备运行过程中电极丝总长度维持不变。

(4)本发明所提供的夹具升降式连杆切槽设备采用夹具升降模式，避免笨重的“u”结构背板升降，并且提出了一种新的简化走丝路线，一定程度上简化了设备的机械结构，使得设备运行更加平稳。夹具面板(前后)位置可调，可加工不同型号连杆，且带有防撞，有效保护了“u”结构。

附图说明

图1是本发明所提供的夹具升降式连杆切槽设备的主视图。

图2是本发明所提供的夹具升降式连杆切槽设备的立体图。

图3是本发明所提供的夹具升降式连杆切槽设备的俯视图。

图4是本发明所提供的夹具升降式连杆切槽设备的左视图。

图5是本发明所提供的电极丝绕线路线图。

图6是本发明所提供的切槽机构和可调防撞夹具的结构示意图。

图7是本发明所提供的切槽工位处的局部放大示意图。

图8是本发明所提供的升降机构的结构放大示意图。

图9是本发明所提供的可调防撞夹具的结构示意图。

图10是本发明所提供的可调防撞夹具的俯视图。

图11是本发明所提供的夹具面板的结构示意图。

图12是本发明所提供的可调防撞夹具的立体图。

图13是本发明所提供的夹具面板在碰撞时翻转效果图。

上述附图中的标号说明：

1-机架，2-工作台，3-背板，4-卷丝筒，5-电极丝，6-切槽机构，7-升降机构，8-可调防撞夹具；

61-第一导轮，62-导轮支架；630-切槽安装板，631-第二电机，632-第二导轨，633-第二丝杆，634-左滑块，635-右滑块，636-左支杆,637-右支杆，638-第二导轮，639-第三导轮；641-第一电机，642-第一导轨；

71-升降电机，72-蜗杆，73-升降座，74-升降杆；

80-夹具底座，800-柱形槽孔，81-夹具面板，810-凸耳结构，811-引导槽，812-滑槽，82-第一定位块，83-锁紧块，84-第二定位块，85-引导杆，86-锁紧弹簧。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明作进一步说明。

实施例1：

如图1至图5所示，本实施例公开了一种夹具升降式连杆切槽设备，该切槽设备主要包括机架1、工作台2、背板3、卷丝筒4、电极丝5、切槽机构6、升降机构7、以及可调防撞夹具8。

具体的，所述机架1固定设置。所述工作台2安装在机架1上，与机架1固定连接。所述卷丝筒4固定在机架1上，位于工作台2的一侧。所述背板3垂直设置在工作台2上，与工作台2固定连接。所述切槽机构6固定安装在背板3上，并通过电极丝5与卷丝筒4连接。所述升降机构7设置在工作台2内，其升降端穿过工作台2台面后与可调防撞夹具8固定连接，驱动可调防撞夹具8上下运动。

具体的，所述切槽机构6主要包括第一导轮61、导轮支架62、u形切槽装置、以及用于调整u形切槽装置加工位置的调整装置。所述第一导轮61通过导轮支架62固定安装在背板3上，环绕在u形切槽装置四周。所述u形切槽装置通过调整装置与背板3固定连接，并由调整装置驱动其左右运动。

具体的，所述调整装置还包括第一电机641、第一导轨642、第一丝杆、以及第一滑块。所述第一丝杆的两端通过轴承和安装座水平固定设置在背板3上，其轴线与工作台2平面平行。所述第一电机641位于第一丝杆的一侧，并与第一丝杆传动连接。所述第一导轨642分别设置在第一丝杆的上下两侧，并与第一丝杆平行。所述第一滑块安装在第一丝杆上，并与u形切槽装置连接，驱动u形切槽装置在第一导轨642上水平移动。

具体的，如图6和图7所示，所述u形切槽装置主要包括切槽安装板630、第二电机631、第二导轨632、第二丝杆633、左滑块634、右滑块635、左支杆636、右支杆637、第二导轮638、以及第三导轮639。所述第二丝杆633上对称设有正反两组螺纹，第二丝杆633的两端通过轴承和安装座水平固定设置在切槽安装板630上，其轴线与工作台2平面平行。所述第二电机631位于第二丝杆633的一侧，并与第二丝杆633传动连接。所述第二导轨632分别设置在第二丝杆633的上下两侧，并与第二丝杆633平行。所述左滑块634和右滑块635均安装在第二丝杆633上，并与上下两侧的第二导轨632滑动连接。所述左支杆636的一端安装在左滑块634上，另一端竖直向下延伸。所述右支杆637的一端安装在右滑块635上，另一端竖直向下延伸。所述第二导轮638分别安装在左滑块634和右滑块635上，所述第三导轮639分别安装在左支杆636和右支杆637的另一端上，所述电极丝5分别缠绕在卷丝筒4、第一导轮61、第二导轮638和第三导轮639上，使所述第二导轮638、第三导轮639以及缠绕在其上的电极丝5共同构成用于切槽的u形机构。所述切槽安装板630固定设置在第一滑块上，并与上下两侧的第一导轨642滑动连接，从而实现第一电机641驱动切槽安装板630及u形机构改变加工位置。

具体的，如图8所示，所述升降机构7主要包括升降电机71、蜗轮、蜗杆72、升降座73、以及升降杆74。所述升降座73固定设置在工作台2内。所述蜗杆72水平设置在升降座73内，其一端与升降电机71传动连接。所述蜗轮设置在升降座73内，其外齿与蜗杆72啮合传动，内齿与升降杆74啮合。所述升降杆74垂直工作台2设置，其一端穿入升降座73内，与蜗轮连接，另一端竖直向上延伸并穿过工作台2后与可调防撞夹具8的底部连接，驱动可调防撞夹具8上下升降。

具体的，结合图9至图13所示，所述可调防撞夹具8主要包括夹具底座80、夹具面板81、用于定位连杆大头孔的第一定位块82、以及锁紧块83。所述夹具底座80的底部与升降机构7固定连接，其两侧设有与夹具面板81连接的柱形槽孔800。所述夹具面板81设置在夹具底座80上，其两侧设有凸耳结构810。所述凸耳机构通过螺钉与柱形槽孔800连接，使夹具面板81可绕螺钉为支点翻转；当连杆工件上升与u形切槽结构发生碰撞时，夹具面板81可绕支点翻转，从而避免连杆与u形结构发生硬性碰撞，有效缓解碰撞冲击，最大程度减小碰撞损伤。所述第一定位块82设置在夹具面板81上，采用半环形状结构，并位于靠近切槽机构6的一侧。夹具面板81的另一侧设有用于安装锁紧块83的矩形凹陷。所述锁紧块83设为固定式或自动调节式，当设置为固定式时，所述矩形凹陷内还设有锁紧孔，所述锁紧块83设置在矩形凹陷内，并通过螺钉与锁紧孔固定连接。

进一步的，当锁紧孔设为自动调节式时，所述矩形凹陷内还设有引导槽811，所述引导槽811指向第一定位块82。所述可调防撞夹具8还包括设置在矩形凹陷内的第二定位块84、引导杆85、以及锁紧弹簧86。所述锁紧块83底部还设有用于在引导槽811内滑动的引导块，所述引导块固定在锁紧块83的底部，并卡设在引导槽811内，使锁紧块83能够沿引导槽811滑动。所述第二定位块84位于引导槽811的端部，并通过螺钉与矩形凹陷固定连接。所述引导杆85从第二定位块84的一侧贯穿第二定位块84后与锁紧块83固定连接。所述锁紧弹簧86套设在引导杆85上，位于第二定位块84与锁紧块83之间，其一端与第二定位块84抵接，另一端顶住锁紧块83，从而实现安装不同连杆时自动调节并适应其尺寸大小。

进一步的，为了方便调整第二定位块84的位置从而适应不同大小尺寸的连杆工件，本发明所述矩形凹陷上还设有便于调节第二定位块84位置的滑槽812。所述滑槽812分别设置在引导槽811的两侧位置，所述第二定位块84通过螺钉与滑槽812固定连接。

进一步的，为了使连杆获得更好的对中效果，本发明所述锁紧块83上还设有确保连杆定位准确的v形槽；所述v形槽设置在锁紧块83上，位于朝向第一定位块82的一侧。

进一步的，为了避免支杆与工件发生碰撞，本发明所述左支杆636和右支杆637上均设有加工时用于避免u形结构与连杆碰撞的弧形凹陷。所述弧形凹陷设置在左支杆636和右支杆637的外壁面上，位于杆身位置。

进一步的，为了提高切槽质量，本发明所述左支杆636和右支杆637上均设有切削液的排液口。所述排液口位于左支杆636和右支杆637靠近第三导轮639的杆身两侧，并贯穿杆身。

本发明的工作过程和原理是：使用时，先将锁紧块83往后推，把连杆工件装上夹具面板81，然后释放锁紧块83，锁紧块83在锁紧弹簧86的作用下顶住连杆，确保连杆有效对中，并且避免连杆在加工过程中晃动；接着升降机构7驱动可调防撞夹具8向上升起，若连杆与u形结构发生碰撞，则夹具面板81会翻转，从而减小碰撞损伤，若没发生碰撞，则通过第一电机641来调节切槽装置的位置，从而确定u形结构的加工位置；加工时，通过第二电机631的驱动来调节左滑块634和右滑块635相向或背向运动，从而加工出裂解槽。本发明还具有结构简单、操作方便、容易实施的优点。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。