加工曲轴配重块定位面及装配孔的工装夹具的制作方法

1.本实用新型属于曲轴类零件加工辅助设备技术领域，具体涉及了一种加工曲轴配重块定位面及装配孔的工装夹具。


背景技术：

2.公司生产船电发动机曲轴由于曲轴直径大、长度过长，毛坯加工采取镦锻成型或锻模成型时，由于曲轴结构的特点，曲轴在毛坯成型时无法完成配重块与曲轴整体体成型。而由于曲轴不是均匀的部件，高转速时会产生很大的振动，振动影响轴的寿命。必须做动平衡使旋转机械达到最佳状态，如果平衡不好，会产生动量峰值，严重的能折断。曲轴应该具备静平衡和动平衡的，配重就是调整静平衡具体办法，平衡的目的是降低曲轴高速旋转后的振动幅度和频率。因此配重块是曲轴的重要的组成部分，曲轴需在成品状态组装配重块并做动平衡。一般是通过动平衡机测试，在曲轴的配重块部位减少一些材料，实现减少不平衡量的目的。
3.配重块的加工采用传统加工设备及方法进行加工，可以通过车、铣、钻、磨等方式实现，将在工件装夹及更换工序的流转上消耗大量的时间；同时传统加工方法是单件流转，工序多流程长，增加了生产成本。
4.如中国专利申请号为201320518323.0公开了一种扇形平衡块夹紧装置，其包括有夹具主体和中心支撑轴，所述夹具主体底座上设有支撑顶紧机构，夹具主体立板上设有一纵向长槽，立板的背面固定有导向座，立板的正面安装有定位销和支撑钉；所述中心支撑轴穿过纵向长槽，由安装底座上的弹性支撑机构向上支撑；中心支撑轴的前部穿过扇形平衡块上的圆孔，后部安装有滑块，中心支撑轴连同滑块在弹性支撑机构的支撑作用下，可沿导向座上下滑动，扇形平衡块的内圆弧面紧靠在定位销上，调整支撑顶紧机构的支撑高度，实现扇形平衡块的夹紧。该装置结构合理，使用方便，支撑、定位准确，夹紧可靠，是一种理想的扇形平衡块夹紧装置，特别适于加工扇形平衡块内圆弧面上装配孔时夹紧使用。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于针对现有技术存在的不足，提出一种加工曲轴配重块定位面及装配孔的工装夹具。曲轴配重块加工采用申请人现有设备进行工装夹具设计，目的是实现配重块装配定位面及锁紧螺栓孔加工。本实用新型装置结构简单，实用性强，可实现一套夹具同时加工三件配重块，大大减少了加工时间，提高生产效率，适合在大批量工业生产中推广使用。
6.本实用新型设计的工装夹具及使用方法，可以实现对配重块前端面定位，外圆定位及限位，以及在平衡厚度方向通过用隔板组件支撑侧平面，可同时装夹三块配重块毛坯，并通过顶部螺栓的锁紧功能，把配重块紧紧的固定的工装内，实现了一次装夹及加工三块配重块的目的。
7.为了实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：
8.一种加工曲轴配重块定位面及装配孔的工装夹具，包括底板、支柱组件、端面定位块组件、侧平面支撑柱、隔板组件和上压块组件；所述的支柱组件设有两个，分别固定安装在底板上；所述端面定位块组件固定安装在支柱组件的前部；所述侧平面支撑柱安装在两个支柱组件之间的底板上；所述隔板组件安装在两个支柱组件之间；所述上压块组件安装在支柱组件的顶部。
9.本实用新型的底板上还设有防尘板。所述底板为四边形平板，主要用于安装左右两个支柱组件、侧平面支撑柱、防尘板等零件，同时实现整套工装与机床工作台连接。所述防尘板共2件中部略高的不锈钢板，主要作用是防止加工的铁屑堆积在底板上，便于清洁表面。
10.作为本实用新型的进一步说明，以上所述支柱组件和端面定位块组件装配在一起后呈现v型结构，并且两个v型结构呈对称结构，两个v型结构内部安放配重块，限制配重块在水平方向的自由度。
11.作为本实用新型的进一步说明，其中一个支柱组件上设有可调螺栓，用于对配重块的外圆面限位锁定。
12.作为本实用新型的进一步说明，以上所述端面定位块组件上设有可调螺栓，用于对配重块的端面限位锁定。
13.作为本实用新型的进一步说明，以上所述侧平面支撑柱设有三个，均匀分布在两个支柱组件之间的底板上，并且每一个侧平面支撑柱单独调节，保障配重块安装在工装夹具上时，配重块的侧平面与底板平行。
14.作为本实用新型的进一步说明，以上所述隔板组件设有两个，均匀分布在两个支柱组件之间，用于分隔并支撑安放在两个支柱组件之间的三块配重块；所述隔板组件的顶面和底面均设有三个位置与侧平面支撑柱位置一致的支撑点，保障三块配重块装夹后，配重块的侧平面平行于底板。所述隔板组件是夹具上唯一不与夹具主体连接在一起的部件，主要作用是分隔开三个同时加工的配重块。
15.作为本实用新型的进一步说明，以上所述上压块组件的一端与其中一个支柱组件的顶部铰接，并且以支柱组件为轴心旋转移动；所述上压块组件的另一端设为u型开口，上压块组件锁止时，u型开口卡在另一个支柱组件的顶部；所述上压块组件上还设有三个锁紧螺栓，锁紧螺栓作用于配重块的侧平面，用于压紧配重块，主要实现配重块上下方向限位锁定。
16.作为本实用新型的进一步说明，以上所述上压块组件的u型开口处设有上压块组件限位板，用于固定锁止上压块组件。所述上压块组件限位板主要作用用于在限制上压块组件活动，防止铣削加工时上压块组件位移，而造成配重块锁不紧现象。
17.作为本实用新型的进一步说明，以上所述侧平面支撑柱、隔板组件和上压块组件装配好之后，限制配重块在垂直方向的自由度。
18.本实用新型还公开了一种如上所述的加工曲轴配重块定位面及装配孔的工装夹具的使用方法，包括以下步骤：
19.步骤一，加工准备：
20.根据配重块的品种型号，选择对应型号的加工曲轴配重块定位面及装配孔的工装夹具，通过工装夹具的底板把整套工装夹具安装在设备的工作台上；
21.步骤二，工件装夹：
22.把上压块组件限位板从锁止位置移开，转动上压块组件，让出配重块安装位置；把第1块配重块装入夹具，第1块配重块的下侧面放置在侧平面支撑柱上，端面紧靠在端面定位块组件，轻轻调节支柱组件上的可调螺栓，对第1块配重块的端面及外圆方向限位锁定上进行预紧；将第一块隔板组件放在第1块配重块上侧面，开始安装第2块配重块，第2块配重块吊入夹具后，第2块配重块的下侧面支撑在隔板组件支撑点上，端面紧靠在端面定位块组件，轻轻调节支柱组件上的可调螺栓，对第2块配重块的端面及外圆方向限位锁定上进行预紧；重复上述动作，安放好第3块配重块；再转动上压块组件把上压块组件扣在支柱组件上，把上压块组件限位板重新移到锁止位置后，轻轻调节上压板组件上的锁紧螺栓对配重块进行预紧；用扭矩扳手按固定的扭矩分别锁紧支柱组件上与三块配重块相对应的可调螺栓，将三块配重块的端面及外圆方向锁紧，再用扭矩扳手按固定的扭矩分别锁紧上压块组件上的锁紧螺栓，工件装夹完成；
23.步骤三，工件加工：
24.启动加工程序，工装夹具转到加工工位，先对三块配重块的定位面进行加工，再分别加工配重块的装配孔，同时工装夹具需在工位上旋转180
°
完成装配螺栓油孔加工，完成孔加工后，此工序完成加工，工装夹具退回配重块装夹工位；
25.步骤四，取件：
26.先扭松支柱组件上的可调螺栓，再松开上压块组件上的锁紧螺栓，把上压块组件限位板从锁止位置移开，转动上压块组件，让出配重块安装位置；分别取出三件配重块，清理毛刺及检验后，流转进行下道工序加工。
27.本实用新型的优点：
28.1.本实用新型的工装夹具结构简单，制造的成本低，设备的加工效率高，实现了一次装夹可加工三件配重块能力；减少了配重块加工工艺流程，与另一套加工夹具（加工曲轴配重块外圆及侧平面的工装夹具）配合使用，实现两道工序完成全部配重块的机加工过程。
29.2.本实用新型的工装夹具可以有效保证产品精度高，加工出来的产品的精度符合产品的要求，实现了配重块的自制加工。
30.3.本实用新型的工装夹具的加工方式与传统加工方式比，大大减少了加工流程，只需两道工序，而且在同一设备上完成全部配重块的机加工过程。
31.4.本实用新型的工装夹具可一次同时加工三件配重块，生产节拍高，十分钟可完成一件配重块的加工。
附图说明
32.图1为本实用新型一实施例的装置整体结构主视示意图。
33.图2为图1的俯视示意图。
34.图3为使用本实用新型一实施例进行加工的配重块结构示意图（图中的粗实线为本实用新型实现的加工部位）。
35.附图标记：1-底板，2-防尘板，3-支柱组件，4-端面定位块组件，5-侧平面支撑柱，6-隔板组件，7-上压块组件，8-上压块组件限位板，9-配重块。
具体实施方式
36.下面结合附图对本实用新型进一步说明。
37.实施例1：
38.如图1所示，一种加工曲轴配重块定位面及装配孔的工装夹具，包括底板1、支柱组件3、端面定位块组件4、侧平面支撑柱5、隔板组件6和上压块组件7；所述的支柱组件3设有两个，分别固定安装在底板1上；所述端面定位块组件4固定安装在支柱组件3的前部；所述侧平面支撑柱5安装在两个支柱组件之间的底板1上；所述隔板组件6安装在两个支柱组件之间；所述上压块组件7安装在支柱组件3的顶部。
39.实施例2：
40.一种加工曲轴配重块定位面及装配孔的工装夹具，包括底板1、支柱组件3、端面定位块组件4、侧平面支撑柱5、隔板组件6和上压块组件7；所述的支柱组件3设有两个，分别固定安装在底板1上；所述端面定位块组件4固定安装在支柱组件3的前部；所述侧平面支撑柱5安装在两个支柱组件之间的底板1上；所述隔板组件6安装在两个支柱组件之间；所述上压块组件7安装在支柱组件3的顶部。
41.如图2所示，所述支柱组件3和端面定位块组件4装配在一起后呈现v型结构，并且两个v型结构呈对称结构，两个v型结构内部安放配重块9，限制配重块9在水平方向的自由度。
42.实施例3：
43.一种加工曲轴配重块定位面及装配孔的工装夹具，包括底板1、支柱组件3、端面定位块组件4、侧平面支撑柱5、隔板组件6和上压块组件7；所述的支柱组件3设有两个，分别固定安装在底板1上；所述端面定位块组件4固定安装在支柱组件3的前部；所述侧平面支撑柱5安装在两个支柱组件之间的底板1上；所述隔板组件6安装在两个支柱组件之间；所述上压块组件7安装在支柱组件3的顶部。
44.所述支柱组件3和端面定位块组件4装配在一起后呈现v型结构，并且两个v型结构呈对称结构，两个v型结构内部安放配重块9，限制配重块9在水平方向的自由度。其中一个支柱组件3上设有可调螺栓，用于对配重块9的外圆面限位锁定。
45.实施例4：
46.一种加工曲轴配重块定位面及装配孔的工装夹具，包括底板1、支柱组件3、端面定位块组件4、侧平面支撑柱5、隔板组件6和上压块组件7；所述的支柱组件3设有两个，分别固定安装在底板1上；所述端面定位块组件4固定安装在支柱组件3的前部；所述侧平面支撑柱5安装在两个支柱组件之间的底板1上；所述隔板组件6安装在两个支柱组件之间；所述上压块组件7安装在支柱组件3的顶部。
47.所述支柱组件3和端面定位块组件4装配在一起后呈现v型结构，并且两个v型结构呈对称结构，两个v型结构内部安放配重块9，限制配重块9在水平方向的自由度。其中一个支柱组件3上设有可调螺栓，用于对配重块9的外圆面限位锁定。所述端面定位块组件4上设有可调螺栓，用于对配重块9的端面限位锁定。
48.实施例5：
49.如图1所示，一种加工曲轴配重块定位面及装配孔的工装夹具，包括底板1、支柱组件3、端面定位块组件4、侧平面支撑柱5、隔板组件6和上压块组件7；所述的支柱组件3设有
两个，分别固定安装在底板1上；所述端面定位块组件4固定安装在支柱组件3的前部；所述侧平面支撑柱5安装在两个支柱组件之间的底板1上；所述隔板组件6安装在两个支柱组件之间；所述上压块组件7安装在支柱组件3的顶部。所述侧平面支撑柱5设有三个，均匀分布在两个支柱组件之间的底板1上，并且每一个侧平面支撑柱单独调节，保障配重块9安装在工装夹具上时，配重块9的侧平面与底板1平行。
50.实施例6：
51.如图1所示，一种加工曲轴配重块定位面及装配孔的工装夹具，包括底板1、支柱组件3、端面定位块组件4、侧平面支撑柱5、隔板组件6和上压块组件7；所述的支柱组件3设有两个，分别固定安装在底板1上；所述端面定位块组件4固定安装在支柱组件3的前部；所述侧平面支撑柱5安装在两个支柱组件之间的底板1上；所述隔板组件6安装在两个支柱组件之间；所述上压块组件7安装在支柱组件3的顶部。所述侧平面支撑柱5设有三个，均匀分布在两个支柱组件之间的底板1上，并且每一个侧平面支撑柱单独调节，保障配重块9安装在工装夹具上时，配重块9的侧平面与底板1平行。所述隔板组件6设有两个，均匀分布在两个支柱组件之间，用于分隔并支撑安放在两个支柱组件之间的三块配重块；所述隔板组件6的顶面和底面均设有三个位置与侧平面支撑柱5位置一致的支撑点，保障三块配重块装夹后，配重块9的侧平面平行于底板1。
52.实施例7：
53.如图1所示，一种加工曲轴配重块定位面及装配孔的工装夹具，包括底板1、支柱组件3、端面定位块组件4、侧平面支撑柱5、隔板组件6和上压块组件7；所述的支柱组件3设有两个，分别固定安装在底板1上；所述端面定位块组件4固定安装在支柱组件3的前部；所述侧平面支撑柱5安装在两个支柱组件之间的底板1上；所述隔板组件6安装在两个支柱组件之间；所述上压块组件7安装在支柱组件3的顶部。所述侧平面支撑柱5设有三个，均匀分布在两个支柱组件之间的底板1上，并且每一个侧平面支撑柱单独调节，保障配重块9安装在工装夹具上时，配重块9的侧平面与底板1平行。所述隔板组件6设有两个，均匀分布在两个支柱组件之间，用于分隔并支撑安放在两个支柱组件之间的三块配重块；所述隔板组件6的顶面和底面均设有三个位置与侧平面支撑柱5位置一致的支撑点，保障三块配重块装夹后，配重块9的侧平面平行于底板1。
54.如图2所示，所述上压块组件7的一端与其中一个支柱组件的顶部铰接，并且以支柱组件为轴心旋转移动；所述上压块组件7的另一端设为u型开口，上压块组件7锁止时，u型开口卡在另一个支柱组件的顶部；所述上压块组件7上还设有三个锁紧螺栓，锁紧螺栓作用于配重块9的侧平面，用于压紧配重块9。所述上压块组件7的u型开口处设有上压块组件限位板8，用于固定锁止上压块组件7。
55.所述侧平面支撑柱5、隔板组件6和上压块组件7装配好之后，限制配重块在垂直方向的自由度。
56.实施例8：
57.如图1、图2和图3所以，一种加工曲轴配重块定位面及装配孔的工装夹具，包括底板1、支柱组件3、端面定位块组件4、侧平面支撑柱5、隔板组件6和上压块组件7；所述的支柱组件3设有两个，分别固定安装在底板1上；所述端面定位块组件4固定安装在支柱组件3的前部；所述侧平面支撑柱5安装在两个支柱组件之间的底板1上；所述隔板组件6安装在两个
支柱组件之间；所述上压块组件7安装在支柱组件3的顶部。
58.所述支柱组件3和端面定位块组件4装配在一起后呈现v型结构，并且两个v型结构呈对称结构，两个v型结构内部安放配重块9，限制配重块9在水平方向的自由度。其中一个支柱组件3上设有可调螺栓，用于对配重块9的外圆面限位锁定。所述端面定位块组件4上设有可调螺栓，用于对配重块9的端面限位锁定。
59.所述侧平面支撑柱5设有三个，均匀分布在两个支柱组件之间的底板1上，并且每一个侧平面支撑柱单独调节，保障配重块9安装在工装夹具上时，配重块9的侧平面与底板1平行。所述隔板组件6设有两个，均匀分布在两个支柱组件之间，用于分隔并支撑安放在两个支柱组件之间的三块配重块；所述隔板组件6的顶面和底面均设有三个位置与侧平面支撑柱5位置一致的支撑点，保障三块配重块装夹后，配重块9的侧平面平行于底板1。
60.所述上压块组件7的一端与其中一个支柱组件的顶部铰接，并且以支柱组件为轴心旋转移动；所述上压块组件7的另一端设为u型开口，上压块组件7锁止时，u型开口卡在另一个支柱组件的顶部；所述上压块组件7上还设有三个锁紧螺栓，锁紧螺栓作用于配重块9的侧平面，用于压紧配重块9。所述上压块组件7的u型开口处设有上压块组件限位板8，用于固定锁止上压块组件7。
61.所述侧平面支撑柱5、隔板组件6和上压块组件7装配好之后，限制配重块在垂直方向的自由度。
62.所述底板1上还设有防尘板2，主要作用是防止加工的铁屑堆积在底板上，便于清洁表面。
63.上述实施例的加工曲轴配重块定位面及装配孔的工装夹具的使用方法，包括以下步骤：
64.步骤一，加工准备：
65.根据配重块9的品种型号，选择对应型号的加工曲轴配重块定位面及装配孔的工装夹具，通过工装夹具的底板1把整套工装夹具安装在设备的工作台上；
66.步骤二，工件装夹：
67.把上压块组件限位块8从锁止位置移开，转动上压块组件7，让出配重块9安装位置；把第一块配重块装入夹具，第一块配重块的下侧面放置在侧平面支撑柱5上，端面紧靠在端面定位块组件4，轻轻调节支柱组件3上的可调螺栓，对第一块配重块的端面及外圆方向限位锁定上进行预紧；将第一块隔板组件放在第一块配重块上侧面，开始安装第二块配重块，第二块配重块吊入夹具后，第二块配重块的下侧面支撑在隔板组件6支撑点上，端面紧靠在端面定位块组件4，轻轻调节支柱组件3上的可调螺栓，对第二块配重块的端面及外圆方向限位锁定上进行预紧；重复上述动作，安放好第三块配重块；再转动上压块组件7把上压块组件7扣在支柱组件3上，把上压块组件限位板8重新移到锁止位置后，轻轻调节上压板组件7上的锁紧螺栓对配重块9进行预紧；用扭矩扳手按固定的扭矩分别锁紧支柱组件3上与三块配重块相对应的可调螺栓，将三块配重块的端面及外圆方向锁紧，再用扭矩扳手按固定的扭矩分别锁紧上压块组件7上的锁紧螺栓，工件装夹完成；
68.步骤三，工件加工：
69.启动加工程序，工装夹具转到加工工位，先对三块配重块的定位面进行加工，再分别加工配重块的装配孔，同时工装夹具需在工位上旋转180
°
完成装配螺栓油孔加工，完成
孔加工后，此工序完成加工，工装夹具退回配重块装夹工位；
70.步骤四，取件：
71.先扭松支柱组件3上的可调螺栓，再松开上压块组件7上的锁紧螺栓，把上压块组件限位板8从锁止位置移开，转动上压块组件7，让出配重块9安装位置；分别取出三件配重块9，清理毛刺及检验后，流转进行下道工序加工。
72.显然，上述实施例仅仅是为了清楚的说明本实用新型所作的举例，而并非对本实用新型实施的限定。对于所属技术领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动；这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举；而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。