专利名称：一种柴油机曲轴连杆轴颈车削用支承夹具及其支承方法
技术领域：
本发明属于柴油机曲轴加工技术领域。具体涉及一种柴油机曲轴连杆轴颈车削用
支承夹具及其支承方法。 现有技术 曲轴是柴油机的核心部件，也是柴油机零件加工中难度较大的零件之一。去除曲 轴锻坯连杆轴颈较大的余量更是曲轴加工能否继续下去的关键环节。 现有技术中，国内外常用的曲轴连杆轴颈的加工方法主要有以下两种第一是采 用旋风车床加工方式；第二是采用较为先进的车铣合一的复合机床加工方式。使用上述两 种机床能保证曲轴能顺利的加工，并具有较好的加工质量，但是由于需要额外增加加工设 备，其设备的投入较大，制作成本高，不便于企业尤其是中小型曲轴加工企业的推广应用。
通常，为了节约设备成本的目的，目前，也有将曲轴直接安装在普通车床上对连杆 轴颈进行车削加工，但是对于现有的大马力中速柴油机曲轴，尤其对于奇数缸，以缸数9缸 为例，其长度为6. 5m，偏心距240mm，偏心旋转直径1272m，重量约8吨，重量较重，如果将其 两端直接安装在车床上，中间部分无任何支承时，整个曲轴在车削加工过程中振动较大，系 统刚性差，车削无法进行。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明的第一个技术目的是提供了一种柴油机曲 轴连杆轴颈车削用支承夹具，该支承夹具能直接应用于普通车床上，支承可靠、定中简易， 安装方便，预防曲轴在车削加工过程中的振动，保证曲轴较好的加工质量。
为达到上述目的，本发明是按以下技术方案来实现的 本发明所述的柴油机曲轴连杆轴颈车削用支承夹具，包括固定在车床导轨上与连
杆轴颈同心的外支承圈组件，还包括用于支承并夹紧主轴颈的内偏心圈组件，所述内偏心
圈组件的内圆心与主轴颈轴心同心，且其外圆面与外支承圈组件同心，所述外支承圈组件
上均匀固定有若干与内偏心圈组件的外圆面接触用于支撑内偏心圈组件的弹性支撑装置。 作为上述技术的进一步改进，所述外支承圈组件的垂直中心线位置设置有对内偏
心圈组件进行对中的对中装置。 在本发明中，所述外支承圈组件包括固定在车床导轨上的下支承半圈，以及与下 支承半圈组合形成一圆形圈体的上支承半圈，该上支承半圈与下支承半圈接合面处固定连 接。 在本发明中，所述内偏心圈组件包括上偏心半圈、下偏心半圈，所述上偏心半圈套 设在主轴颈上，所述上偏心半圈与主轴颈之间还设置有定位垫圈；所述下偏心半圈内还设 置有一夹紧块，该夹紧块与上偏心半圈一起夹紧在主轴颈上。 作为上述技术的更进一步改进，所述夹紧块为一V型夹紧块，所述下偏心半圈的 底部对应设置有用于置放V型夹紧块底部的方形凹槽。
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在本发明中，为了使外支承圈组件给内偏心圈组件提供均匀的，对称的弹性刚性 支撑力，所述固定在外支承圈组件上的弹性支撑装置为四个，其以外支承圈组件的圆心为 中心均匀分布，即其与外支承圈组件的垂直中心线成45°夹角。 具体来说，所述弹性支撑装置包括外套筒，所述外套筒内部空腔内沿其中轴线设 置有螺杆，螺杆的末端套设凸形内套筒，该凸形内套筒的凸形端部设置有一与之配合的凹 形套筒，所述凸形内套筒与凹形套筒的结合面处还设置有一碟形弹簧，且所述凹形套筒的 外端面还安装有一轴承，该轴承与内偏心圈组件接触。 在本发明中，所述弹性支撑装置的外套筒一部分穿过上支承半圈或下支承半圈， 另一部分焊接在上支承半圈或下支承半圈的外圆面。 具体来说，所述对中装置为固定在上支承半圈内壁面顶部向下延伸的上对中棒， 和固定在下支承半圈内壁面底部向上延伸的下对中棒，通过上对中棒和下对中棒与内偏心 圈组件外圆偏心方向上预设的准确的十字对中线的对中，使得外支承圈组件、内偏心圈与 曲轴主轴颈轴心三点一线，使其与车床旋转中心趋向重合，增强整个切削加工过程的系统 刚性。 为了克服上述现有技术的不足，本发明的第二个技术目的是提供了一种柴油机曲 轴连杆轴颈车削用支承夹具的支承方法。 为达到上述第二技术目的，本发明是按以下技术方案来实现的
本发明所述的柴油机曲轴连杆轴颈车削用支承夹具的支承方法，其具体步骤是
(1)用吊车将曲轴安装在机床头尾端附加的分度偏心夹具上定位夹紧，使曲轴待 车削的连杆轴颈位于机床旋转中心，曲轴主轴颈位于机床上死点； (2)用吊车将下支承半圈放入要求支撑的相应曲轴主轴颈位置下端，并与机床导 轨定位紧固； (3)用吊车将下偏心半圈放入下支承半圈中两弹性支撑装置上定位夹持； (4)用吊车将V型夹紧块经下偏心半圈方形凹槽引导绕曲轴主轴颈轴线旋入至接
合面处于向上水平位置后夹持； (5)用吊车将上偏心半圈放入曲轴主轴颈上端，与下偏心半圈定位紧固后整体吊 挂在曲轴主轴颈上，并与V型夹紧块对应连接； (6)用上对中棒和下对中棒分别对正内偏心圈组件外圆上垂直方向中心线后将V 型夹紧块紧固； (7)在机床动力带动下曲轴正常旋转，内偏心圈部件外圆相对外支承圈组件同心、 同步旋转； (8)外支承圈组件上四个弹性支撑装置通过旋转螺杆分别有序地轴向移动，顶向
内偏心圈组件的外圆，轴承接触内偏心圈组件外圆后继续适当预紧，保证足够支撑力为止，
以完成整个支承夹具的安装过程。 与现有技术相比，本发明的有益效果是 (1)本发明由于通过支承夹具将曲轴直接安装在普通车床上进行曲轴连杆轴颈的 车削加工，无需专门的旋风车床或车_铣复合车床，减少了曲轴加工企业的设备投入成本， 使用更为方便可靠，适用范围广； (2)本发明支承夹具在使用时，曲轴主轴颈轴线获得偏心夹持后，内偏心圈组件以曲轴主轴颈轴线为定位基准，内偏心圈组件外圆偏心值等同于曲轴连杆轴颈偏心距，并与 机床旋转中心趋向重合，依靠具有刚性特性的弹性支撑装置的支撑，构成支承可靠、定中简 易、安装方便的支承夹具，其整体定位码夹在机床导轨上，实现与机床旋转中心趋向重合的 支承方法，以增强整个工艺切削系统刚性，有效地避免了曲轴在连杆轴颈的切屑加工过程 振动现象，确保曲轴连杆轴颈有较高的表面加工质量。 (3)本发明支承夹具可用于加工任何缸数的柴油机曲轴连杆轴颈，尤其对于车削 大马力中速柴油机奇数缸的曲轴连杆轴颈效果更为明显。
图1是本发明所述的柴油机曲轴连杆轴颈车削用支承夹具结构示意图。
图2是本发明中弹性支撑装置的剖视图。
图3是本发明中内偏心圈组件结构示意图。
具体实施例方式
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步的详述 如图1所示，本发明所述的柴油机曲轴连杆轴颈车削用支承夹具，包括固定在车 床导轨上与连杆轴颈20同心的外支承圈组件l，还包括用于支承并夹紧主轴颈10的内偏心 圈组件2，内偏心圈组件2的内圆心与曲轴的主轴颈10轴心同心，且其外圆面与外支承圈组 件1同心，外支承圈组件1上均匀固定有若干与内偏心圈组件2的外圆面接触用于支撑内 偏心圈组件的弹性支撑装置3，通过该弹性支撑装置3将内偏心圈组件2支承在外支承圈组 件1上，从而较好地对主轴颈10固定，对连杆轴颈20进行车削加工。 在本发明中，外支承圈组件1包括固定在车床导轨上的下支承半圈12，以及与下 支承半圈12组合形成一圆形圈体的上支承半圈ll，该上支承半圈11与下支承半圈12接合 面处通过圆柱销4固定连接。 如图1、图3所示，所述内偏心圈组件2包括上偏心半圈21、下偏心半圈22，所述 上偏心半圈21套设在主轴颈上IO，上偏心半圈21与主轴颈10之间还设置有定位垫圈5 ; 下偏心半圈22内还设置有一夹紧块6，该夹紧块6与上偏心半圈21 —起夹紧在主轴颈10 上。所述夹紧块6为一 V型夹紧块，下偏心半圈22的底部对应设置有用于置放V型夹紧块 底部的方形凹槽221。 此外，为了提高外支承圈组件1与内偏心圈组件2在垂直方向定位对中，所述外支 承圈组件l的垂直中心线位置设置有对内偏心圈组件2进行对中的对中装置，该对中装置 具体为固定在上支承半圈ll内壁面顶部向下延伸的上对中棒7，和固定在下支承半圈12内 壁面底部向上延伸的下对中棒8，通过上对中棒7和下对中棒8与内偏心圈组件2外圆偏心 方向上预设的准确的十字对中线的对中，使得外支承圈组件1、内偏心圈2与曲轴主轴颈10 轴心三点一线，使其与车床旋转中心趋向重合，增强整个切削加工过程的系统刚性。
由图1可知，所述固定在外支承圈组件1上的弹性支撑装置3为四个，其以外支承 圈组件1的圆心为中心均匀分布，即其与外支承圈组件1的垂直中心线成45。夹角，即在上 支承半圈11和下支承半圈12上各设有两个。如图1所示，所述固定在上支承半圈11的弹 性支撑装置3的外套筒31 —部分贯穿上支承半圈ll，其另一部分焊接在上支承半圈11的
6外圆面上；与之相同的，固定在下支承半圈12的弹性支撑装置3的外套筒31—部分贯穿下 支承半圈12，另一部分焊接在下支承半圈12的外圆面上。 如图2所示，所述弹性支撑装置3包括外套筒31，所述外套筒31内部空腔内沿其 中轴线设置有螺杆32，螺杆32的末端套设凸形内套筒33，该凸形内套筒33的凸形端部设 置有一与之配合的凹形套筒34，所述凸形内套筒33与凹形套筒34的结合面处还设置有一 碟形弹簧35，且所述凹形套筒34的外端面还安装有一轴承36，该轴承36与内偏心圈组件 的外圆面抵触接触，本发明中选用的轴承36为承载力大并且轴承外圈轴线允许偏斜2 3°特性的双列向心球面滚子轴承。由于弹性支撑装置3中设置有螺杆32，通过旋转螺杆 32分别有序地轴向移动，从而顶向内偏心圈组件2的外圆面，而轴承36 (双列向心球面滚子 轴承)接触内偏心圈组件2的外圆面后继续适当预紧，保证足够的弹性支撑力，此外，还通 过碟形弹簧35可吸收、缓解循环变化的压力的刚性特性，有效地预防了过大的支撑力导致 压破压裂轴承36，使大型奇数缸曲轴连杆轴颈在普通车床上车削成为可能。
本发明所述的柴油机曲轴连杆轴颈车削用支承夹具的支承方法，其具体步骤是
(1)用吊车将曲轴安装在机床头尾端附加的分度偏心夹具上定位夹紧，使曲轴待 车削的连杆轴颈20位于机床旋转中心，曲轴主轴颈10位于机床上死点；
(2)用吊车将下支承半圈12放入要求支撑的相应曲轴主轴颈10位置下端，并与机 床导轨定位紧固； (3)用吊车将下偏心半圈22放入下支承半圈12中两弹性支撑装置3上定位夹持；
(4)用吊车将V型夹紧块6经下偏心半圈22方形凹槽引导绕曲轴主轴颈10轴线 旋入至接合面处于向上水平位置后夹持； (5)用吊车将上偏心半圈21放入曲轴主轴颈10上端，与下偏心半圈22定位紧固 后整体吊挂在曲轴主轴颈10上，并与V型夹紧块6对应连接； (6)用上对中棒7和下对中棒8分别对正内偏心圈组件2外圆上垂直方向中心线 后将V型夹紧块6紧固； (7)在机床动力带动下曲轴正常旋转，内偏心圈组件2外圆相对外支承圈组件1同 心、同步旋转； (8)外支承圈组件1上四个弹性支撑装置3通过旋转螺杆32分别有序地轴向移 动，顶向内偏心圈组件2的外圆，轴承接触内偏心圈组件2外圆后继续适当预紧，保证足够 支撑力为止，以完成整个支承夹具的安装过程。 本发明并不局限于上述实施方式，如果对本发明的各种改动或变型不脱离本发明 的精神和范围，倘若这些改动和变型属于本发明的权利要求和等同技术范围之内，则本发 明也意图包含这些改动和变型。
权利要求
柴油机曲轴连杆轴颈车削用支承夹具，其特征在于包括固定在车床导轨上与连杆轴颈同心的外支承圈组件，还包括用于支承并夹紧主轴颈的内偏心圈组件，所述内偏心圈组件的内圆心与主轴颈轴心同心，且其外圆面与外支承圈组件同心，所述外支承圈组件上均匀设置有若干与内偏心圈组件的外圆面接触用于支撑内偏心圈组件的弹性支撑装置。
2. 根据权利要求1所述的柴油机曲轴连杆轴颈车削用支承夹具，其特征在于所述外支承圈组件包括固定在车床导轨上的下支承半圈，以及与下支承半圈组合形成一圆形圈体的上支承半圈，该上支承半圈与下支承半圈接合面处固定连接。
3. 根据权利要求1或2所述的柴油机曲轴连杆轴颈车削用支承夹具，其特征在于所述内偏心圈组件包括上偏心半圈、下偏心半圈，所述上偏心半圈套设在主轴颈上，所述上偏心半圈与主轴颈之间还设置有定位垫圈；所述下偏心半圈内还设置有一夹紧块，该夹紧块与上偏心半圈一起夹紧在主轴颈上。
4. 根据权利要求3所述的柴油机曲轴连杆轴颈车削用支承夹具，其特征在于所述夹紧块为一 V型夹紧块，所述下偏心半圈的底部对应设置有用于置放V型夹紧块底部的方形凹槽。
5. 根据权利要求4所述的柴油机曲轴连杆轴颈车削用支承夹具，其特征在于所述固定在外支承圈组件上的弹性支撑装置为四个，其以外支承圈组件的圆心为中心均匀分布，即其与外支承圈组件的垂直中心线成45。夹角。
6. 根据权利要求5所述的柴油机曲轴连杆轴颈车削用支承夹具，其特征在于所述弹性支撑装置包括外套筒，所述外套筒内部空腔内沿其中轴线设置有螺杆，螺杆的末端套设凸形内套筒，该凸形内套筒的凸形端部设置有一与之配合的凹形套筒，所述凸形内套筒与凹形套筒的结合面处还设置有一碟形弹簧，且所述凹形套筒的外端面还安装有一轴承，该轴承与内偏心圈组件接触。
7. 根据权利要求6所述的柴油机曲轴连杆轴颈车削用支承夹具，其特征在于所述弹性支撑装置的外套筒一部分穿过上支承半圈或下支承半圈，另一部分焊接在上支承半圈或下支承半圈的外圆面。
8. 根据权利要求7所述的柴油机曲轴连杆轴颈车削用支承夹具，其特征在于所述外支承圈组件的垂直中心线位置设置有对内偏心圈组件进行对中的对中装置。
9. 根据权利要求8所述的柴油机曲轴连杆轴颈车削用支承夹具，其特征在于所述对中装置为固定在上支承半圈内壁面顶部向下延伸的上对中棒，和固定在下支承半圈内壁面底部向上延伸的下对中棒。
10. 根据权利要求1所述的柴油机曲轴连杆轴颈车削用支承夹具的支承方法，其具体步骤是(1) 用吊车将曲轴安装在机床头尾端附加的分度偏心夹具上定位夹紧，使曲轴待车削的连杆轴颈位于机床旋转中心，曲轴主轴颈位于机床上死点；(2) 用吊车将下支承半圈放入要求支撑的相应曲轴主轴颈位置下端，并与机床导轨定位紧固；(3) 用吊车将下偏心半圈放入下支承半圈中两弹性支撑装置上定位夹持；(4) 用吊车将V型夹紧块经下偏心半圈方形凹槽引导绕曲轴主轴颈轴线旋入至接合面处于向上水平位置后夹持；(5) 用吊车将上偏心半圈放入曲轴主轴颈上端，与下偏心半圈定位紧固后整体吊挂在 曲轴主轴颈上，并与V型夹紧块对应连接；(6) 用上对中棒和下对中棒分别对正内偏心圈组件外圆上垂直方向中心线后将V型夹 紧块紧固；(7) 在机床动力带动下曲轴正常旋转，内偏心圈部件外圆相对外支承圈组件同心、同步 旋转；(8) 外支承圈组件上四个弹性支撑装置通过旋转螺杆分别有序地轴向移动，顶向内偏 心圈组件的外圆，轴承接触内偏心圈组件外圆后继续适当预紧，保证足够支撑力为止，以完 成整个支承夹具的安装过程。
全文摘要
本发明属于柴油机曲轴加工技术领域。具体公开的是柴油机曲轴连杆轴颈车削用支承夹具，包括固定在车床导轨上与连杆轴颈同心的外支承圈组件，还包括用于支承并夹紧主轴颈的内偏心圈组件，所述内偏心圈组件的内圆与主轴颈同心，且其外圆面与外支承圈组件同心，所述外支承圈组件上均匀设置有若干与内偏心圈组件的外圆面接触用于支撑内偏心圈组件的弹性支撑装置。本发明还公开了上述支承夹具的支承方法。该支承夹具使大型奇数缸曲轴连杆轴颈在普通车床上车削成为可能，而且支承可靠、定中简易，安装方便，有效地预防曲轴在车削加工过程中的振动，保证曲轴较好的车削加工质量。
文档编号B23Q3/00GK101733656SQ20091025127
公开日2010年6月16日 申请日期2009年12月1日 优先权日2009年12月1日
发明者吴健翔, 李建清, 林梦云, 甄健胜, 虞荣汉 申请人:广州柴油机厂