摇臂定位夹具的制作方法

1.本实用新型涉及机械加工技术领域，具体涉及一种摇臂定位夹具。


背景技术：

2.摇臂是发动机里配气机构的零件，其功用是将推杆和凸轮传来作用力传给气门使其开启。摇臂是一个双臂杠杆，以摇臂轴为支点，两臂不等长。短臂端加工有螺纹孔，用来拧入气门间隙调整螺钉；长臂端加工成圆弧面，是推动气门的工作面。
3.摇臂加工时，因摇臂外形极其不规则，装夹摇臂十分费劲，需要多人配合才能完成，而且还不能保证使摇臂完全定位，在镗孔时时常会发生摇臂晃动的情况，甚至摇臂会从装夹处脱出，不仅会使摇臂与镗刀发生碰撞导致摇臂表面发刮花，还会撞断镗刀。目前通常的方法是通过螺钉压板装夹，装夹过程非常耗时，造成装夹时间比钻削加工时间还长，严重影响了生产效率。此外，在镗孔过程中，因装夹原因导致出屑不好，影响了第二次装夹定位精度，不适合大批量生产。由此，目前针对这种外形极不规则的摇臂的装夹，不能完全使摇臂定位，存在着加工质量不能保证，装夹时间过长的问题。


技术实现要素：

4.针对上述现有技术的不足，本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种操作便捷，能够快速完成摇臂精准定位的摇臂定位夹具。
5.为了解决上述技术问题，本实用新型采用了如下的技术方案：
6.一种摇臂定位夹具，包括水平放置的底座，底座呈圆柱形结构，在底座一端面呈扇形分布分别依次连接有与待加工摇臂侧面位置相对应的螺纹端定位座、中间定位座和r端定位座，螺纹端定位座、中间定位座和r端定位座均由定位横板以及与定位横板一端垂直连接的抵接竖板组成，定位横板与抵接竖板的阴角朝内，定位横板另一端与底座端面垂直连接；在抵接竖板表面、底座端面分别一一对应开设有定位沉孔，其中抵接竖板的定位沉孔内安装有抵接机构，底座的定位沉孔内安装有压紧机构，并通过压紧驱动机构驱动压紧机构水平移动，使待加工摇臂左右侧面分别夹紧于压紧机构和抵接机构之间，从而对待加工摇臂进行固定；在底座端面开设有与其同轴线的导向孔，导向孔内安装有导向机构，并通过导向驱动机构驱动导向机构水平移动，使待加工摇臂锥孔轴线与导向孔轴线相重合。
7.进一步地，压紧机构包括安装于定位沉孔内的定位衬套，定位衬套内滑动连接有顶紧轴，顶紧轴一端垂直连接有柱形限位部，在柱形限位部靠近顶紧轴一端面周向间隔均匀开设有多个弹簧沉孔，每个弹簧沉孔内竖向安装有弹簧，且弹簧远离柱形限位部一端与定位衬套端面相抵接；在顶紧轴轴面远离柱形限位部一端开设有与其同轴线的环形限位槽，环形限位槽内卡接有卡圈，以通过卡圈与定位衬套端面抵接而限制顶紧轴在弹簧作用下的最大复位行程。
8.进一步地，导向机构包括安装在导向孔内的导向衬套，导向衬套内安装有工装定心套，工装定心套内滑动连接锥度定位销，锥度定位销一端连接导向驱动机构，锥度定位销
另一端棱边倒角，以形成导向锥面，通过导向锥面使待加工摇臂锥孔轴线与锥度定位销轴线相重合。
9.进一步地，在锥度定位销导向锥面一端开设与其同轴线的导向沉孔，导向沉孔内穿入有内六角导向螺栓，内六角导向螺栓螺纹端与所述导向驱动机构连接。
10.进一步地，抵接机构包括安装在抵接竖板上定位沉孔内的定位头，定位头呈圆柱形结构，抵接竖板上开设有与定位沉孔连通的定位螺纹孔，定位螺钉通过定位螺纹孔与抵接竖板连接，定位螺钉螺纹端穿出定位螺纹孔并与定位头连接，以通过拧动定位螺钉使定位头与待加工摇臂一侧面相抵接。
11.进一步地，在底座端面位于中间定位座左右两侧分别安装初定位座，在初定位座表面开设有与底座端面平行且水平的螺纹孔，螺纹孔内螺纹连接有定位螺栓，以通过拧动定位螺栓调节其端帽的位置实现对待加工摇臂的初定位。
12.进一步地，在定位螺栓上螺纹连接有紧固螺母，以防止底座旋转时定位螺栓产生松动。
13.进一步地，螺纹端定位座、r端定位座的抵接竖板水平相对设置，中间定位座的抵接竖板向上设置。
14.进一步地，底座端面位于螺纹端定位座、r端定位座和中间定位座另一侧连接有平衡块，平衡块呈扇形块状结构，以避免底座转动时产生轻微摆动。
15.进一步地，螺纹端定位座、r端定位座的定位横板相互平行，并分别对应开设有与待加工摇臂螺纹端、r端位置对应的螺纹盲孔，螺纹盲孔螺纹连接有抵接螺栓，以通过拧动抵接螺栓使抵接螺栓端帽分别与待加工摇臂螺纹端、r端边缘抵接固定。
16.与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：
17.1、将待加工摇臂一侧面与抵接机构相抵接，再通过导向驱动机构驱动导向机构插入待加工摇臂锥孔，以带动待加工摇臂移动（上、下、左、右四个方向），使待加工摇臂锥孔轴线与导向孔轴线相重合，从而完成对待加工摇臂锥孔的精准定位；再通过压紧驱动机构驱动压紧机构抵接在待加工摇臂另一侧面，从而完成对待加工摇臂的夹紧；从而能快速完成待加工摇臂的精准定位，且操作简便。
18.2、在锥度定位销通过内六角导向螺栓螺纹端与导向驱动机构活塞杆螺纹连接，通过更换不同导向锥面的锥度定位销，实现对多种锥孔大小的待加工摇臂进行精准定位。
19.3、通过初定位座，对待加工摇臂进行初步定位，避免作业人员手持待加工摇臂进行定位，提高安全性，同时也提高了定位、夹紧效率。
附图说明
20.为了使实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步的详细描述，其中：
21.图1为本实用新型整体结构示意图；
22.图2为图1中a-a向剖视图；
23.图3为图1的侧视图。
24.图中：底座1、螺纹端定位座2、中间定位座3、r端定位座4、定位衬套5、顶紧轴6、弹簧7、卡圈8、导向衬套9、工装定心套10、锥度定位销11、内六角导向螺栓12、定位头13、定位
螺钉14、初定位座15、定位螺栓16、紧固螺母17、平衡块18、螺纹盲孔19、内六角螺栓20。
具体实施方式
25.下面结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。
26.如图1和图2所示，本具体实施方式中的一种摇臂定位夹具，包括水平放置的底座1，底座呈圆柱形结构，在底座1一端面呈扇形分布分别依次连接有与待加工摇臂侧面位置相对应的螺纹端定位座2、中间定位座3和r端定位座4，螺纹端定位座2、中间定位座3和r端定位座4均由定位横板以及与定位横板一端垂直连接的抵接竖板组成，定位横板与抵接竖板的阴角朝内，定位横板另一端与底座端面垂直连接；在抵接竖板表面、底座端面分别一一对应开设有定位沉孔，其中抵接竖板的定位沉孔内安装有抵接机构，底座1的定位沉孔内安装有压紧机构，并通过压紧驱动机构驱动压紧机构水平移动，使待加工摇臂左右侧面分别夹紧于压紧机构和抵接机构之间，从而对待加工摇臂进行固定；在底座端面开设有与其同轴线的导向孔，导向孔内安装有导向机构，并通过导向驱动机构驱动导向机构水平移动，使待加工摇臂锥孔轴线与导向孔轴线相重合。
27.本实用新型中，将待加工摇臂一侧面与抵接机构相抵接，再通过导向驱动机构驱动导向机构插入待加工摇臂锥孔，以带动待加工摇臂移动（上、下、左、右四个方向），使待加工摇臂锥孔轴线与导向孔轴线相重合，从而完成对待加工摇臂锥孔的定位；再通过压紧驱动机构驱动压紧机构抵接在待加工摇臂另一侧面，从而完成对待加工摇臂的夹紧；在待加工摇臂夹紧后再通过导向驱动机构驱动导向机构缩回，从而快速完成待加工摇臂的精准定位和夹紧，最后对待加工摇臂进行相应的加工即可。
28.参见图2，具体的，压紧机构包括安装于定位沉孔内的定位衬套5，定位衬套内滑动连接有顶紧轴6，顶紧轴一端垂直连接有柱形限位部，在柱形限位部靠近顶紧轴一端面周向间隔均匀开设有多个弹簧沉孔，每个弹簧沉孔内竖向安装有弹簧7，且弹簧远离柱形限位部一端与定位衬套5端面相抵接；在顶紧轴6轴面远离柱形限位部一端开设有与其同轴线的环形限位槽，环形限位槽内卡接有卡圈8，以通过卡圈与定位衬套端面抵接而限制顶紧轴在弹簧作用下的最大复位行程。
29.参见图2，具体的，导向机构包括安装在导向孔内的导向衬套9，导向衬套内安装有工装定心套10，工装定心套内滑动连接锥度定位销11，锥度定位销一端连接所述导向驱动机构，锥度定位销另一端棱边进行倒角处理，以形成导向锥面，通过导向锥面使待加工摇臂锥孔轴线与锥度定位销轴线相重合。以实现对待加工摇臂的精准定位，通过导向驱动机构驱动锥度定位销伸出或缩回，伸出时使待加工摇臂锥孔轴线与锥度定位销轴线相重合（即导向孔轴线）；缩回时为镗刀让位，便于加工摇臂。
30.本方案中的压紧驱动机构为油缸或气缸，在压紧驱动机构为油缸时，油缸的活塞杆与顶紧轴一端端面相抵接。导向驱动机构为油缸或气缸，在导向驱动机构为油缸时，油缸的活塞杆与锥度定位销一端相连接。
31.为了使锥度定位销，能够对多种摇臂锥孔大小的轴线与锥度定位销轴线保持 重合，实现精准定位。在锥度定位销11导向锥面一端开设与其同轴线的定位沉孔，定位沉孔内穿入内六角导向螺栓12，内六角导向螺栓螺纹端与导向驱动机构活塞杆螺纹连接。这样，通过更换不同导向锥面的锥度定位销，实现对多种锥孔大小的待加工摇臂进行精准定位。
32.参见图2，具体的，抵接机构包括安装在抵接竖板上定位沉孔内的定位头13，定位头呈圆柱形结构，抵接竖板上开设有与定位沉孔连通的定位螺纹孔，定位螺钉14通过定位螺纹孔与抵接竖板连接，定位螺钉螺纹端穿出定位螺纹孔并与定位头连接，以通过拧动定位螺钉使定位头与待加工摇臂一侧面相抵接。
33.在底座端面位于中间定位座3左右两侧分别安装有初定位机构，初定位机构包括初定位座15，在初定位座表面开设有与底座端面平行且水平的螺纹孔，螺纹孔内螺纹连接有定位螺栓16，以通过拧动定位螺栓调节其端帽的位置实现对待加工摇臂的初定位。具体放置待加工摇臂时，通过拧动定位螺栓调整待加工摇臂短臂端、长臂端放置的位置，使其分别与螺纹端定位座2和r端定位座4位置相对应，从而实现对待加工摇臂的初定位。这样，一方面便于锥度定位销插入待加工摇臂锥孔，以对其进行定位；另一方面便于顶紧轴与待加工摇臂侧面相抵接（与抵接机构进行夹紧），从而避免作业人员手持待加工摇臂进行定位，在提高了安全性时，也提高了定位、夹紧效率。
34.虽然，通过定位螺栓16与初定位座15螺纹连接，能够完成对相同尺寸的待加工摇臂的初始定位，但为了避免底座旋转时定位螺栓产生松动，改变在原有位置，从而影响对待加工遥臂的初始定位。本方案中还在定位螺栓上螺纹连接有紧固螺母17，以在定位螺栓调节到位后，通过拧紧紧固螺母对定位螺栓进行锁紧固定，从而进一步防止底座旋转时定位螺栓产生松动。
35.参见图1，虽然本夹具能够对待加工摇臂进行精准定位、夹紧，但介于摇臂外形及不规则，致使本夹具中三个定位座在底座端面周向布置的位置非间隔均匀分布（在底座端面的二分之一周向布置，下半圆），由此可能会导致底座旋转时产生轻微摆动，从而影响到对待加工摇臂的精度（镗孔精度）。为此还在本夹具的底座1端面另外二分之一处（上半圆）连接有平衡块18（三个定位座另一侧），平衡块呈扇形块状结构，以避免底座转动时产生轻微摆动，影响摇臂加工精度。
36.具体的，螺纹端定位座、r端定位座的抵接竖板水平相对设置，中间定位座的抵接竖板向上设置。
37.为了能对多种尺寸待加工摇臂进一步固定，螺纹端定位座2、r端定位座4的定位横板相互平行，并分别对应开设有与待加工摇臂螺纹端、r端位置对应的螺纹盲孔19，螺纹盲孔螺纹连接有抵接螺栓，以通过拧动抵接螺栓，使抵接螺栓端帽分别与待加工摇臂螺纹端、r端边缘抵接固定。
38.参见图3，无论是本夹具，还是其它夹具，磨损问题是不可避免的，同时为便于维护或更换，在初定位座表面、定位横板端面、底座端面分别一一对应开设有螺孔，其中底座上的螺孔为连接沉孔，并通内六角螺栓20穿过连接沉孔与螺孔螺纹锁紧固定。
39.本夹具主要安装在卧式车床上，对摇臂进行镗孔作业。
40.最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管通过参照本实用新型的优选实施例已经对本实用新型进行了描述，但本领域的普通技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围。