专利名称：活塞定位锁紧装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种切削加工件的定位锁紧装置，尤其是一种活塞加工的定位锁紧装 置，属于金属切削加工技术领域。
背景技术：
活塞是柴油机的核心部件，其上部为实心结构，下部为开有横向活塞销孔的空心 薄壁筒体。在活塞的切削加工过程中，由于活塞材料的特殊性和工艺需要，先粗加工下部的 空心薄壁筒体，再加工上部实心结构的三个环槽。由于活塞下部薄壁筒体刚度较差，装夹活 塞下部外圆会引起其塑性变形，且需要找正活塞，操作不方便，影响活塞加工精度，会出现 导致活塞报废的严重后果，加大了活塞的制造成本。
发明内容
本发明的目的是提供一种结构简单、装夹定位和锁紧方便可靠的活塞加工定位锁 紧装置。本发明通过以下技术方案予以实现一种活塞定位锁紧装置，包括定位机构、锁紧机构，所述定位机构包括定位胎，穿 心座，所述定位胎一端固定在机床夹具上，定位胎另一端嵌装在被加工活塞的底部内孔中； 所述穿心座底部固定在定位胎另一端面上，穿心座中间设有一垂直于穿心座轴线的横穿 孔；所述锁紧机构包括弹性夹紧机构、螺旋推进机构、横销，所述横销分别穿过被加工活塞 的活塞销孔和穿心座的横穿孔，横销一侧形状与活塞销孔吻合，横销中部一侧设有垂直于 横销轴线的横销孔，所述横销孔与设置在横销中部另一侧的横向凹槽底部贯通，沿横销轴 线的一端还设有与横向凹槽贯通的纵向孔；所述弹性夹紧机构设置在横销孔和横向凹槽 内，所述螺旋推进机构设置在纵向孔内。本发明的目的还可以通过以下技术措施来进一步实现。前述的活塞定位锁紧装置，其中所述弹性夹紧机构包括第一滚子、第二滚子、第三 滚子、衬垫、弹性封垫、拉簧、防屑盖板，所述拉簧设置在横销孔内，所述拉簧一端与横销一 侧活动连接，拉簧另一端与第二滚子活动连接；所述衬垫设置在横向凹槽底部，所述第一滚 子、第二滚子、第三滚子的外圆顺次抵靠成“〉”形设置在横向凹槽内的衬垫中，所述弹性封 垫设置在横向凹槽顶部，防屑盖板设置在弹性封垫外侧，所述第二滚子一侧穿出弹性封垫 和防屑盖板，穿心座的横穿孔一侧固定有衬块，第二滚子一侧与衬块外侧的位置对应。前述的活塞定位锁紧装置，其中所述螺旋推进机构包括螺母套、螺杆、止转螺钉， 所述螺母套为筒形结构，螺母套顶部抵靠在第三滚子的外圆上，螺母套与螺杆一端螺纹连 接，螺杆另一端设有方榫，手柄的一端套装在方榫上；止转螺钉与横销一侧活动连接。前述的活塞定位锁紧装置，其中所述第一滚子、第二滚子、第三滚子的长度与横向 凹槽的宽度匹配，第二滚子为两端轴肩大中间轴颈小的线轴形结构，前述的活塞定位锁紧装置，其中所述拉簧销横置在所述横销孔一端，拉 簧一端钩挂在拉簧销上，拉簧另一端钩挂在U形吊扣的端头上，U形吊扣挂在第二滚子的轴颈上。所述防屑盖板中部开有与第二滚子两端轴肩相配的窗孔，防屑盖板通过紧固件固定在横销另 一侧上。所述螺母套外圆设有一轴向槽，所述止转螺钉端头位于轴向槽中。所述螺母套与 螺杆一端为矩形螺纹连接。所述弹性封垫采用聚氨酯泡沫材料制成。本发明结构简单、成本低、加工效率高、装夹定位方便。在车床上安装本发明时，先 将定位胎固定在车床夹具上，然后将活塞底部内孔套装于定位胎上定位；将装有锁紧机构 的横销穿过活塞销孔、穿心座的横穿孔，横销的左侧圆弧面与活塞销孔吻合，其两端贴合在 两端的活塞销孔上。用套装在螺杆方榫上的手柄扳动螺旋推进机构的螺杆，通过矩形螺纹 传动推动螺母套向上移动，从而螺母套顶着第三滚子移动，第三滚子推动第二滚子绕着第 一滚子的中心逆时针滚动，直至第二滚子的外圆顶到衬块表面手柄拧不动为止，此时横销 的左侧圆弧面紧贴活塞销孔锁紧活塞。本发明利用活塞底部内孔和活塞销孔定位，方便准 确。易损件的各滚子和衬垫更换方便，不需更换整个锁紧装置，降低使用成本。聚氨酯泡 沫材料制成的弹性封垫机械强度高、弹性好、复原性好，在活塞加工过程中可有效地阻挡切 屑、灰尘进入本发明的锁紧机构内，并且不妨碍第二滚子的移动。螺旋推进机构采用矩形螺 纹具有自锁功能，锁紧可靠，加工过程不会因为切削力而使锁紧机构松开。本发明既可固定 在车床卡盘上使用，也可固定在铣床、镗床工作台上使用。本发明的优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释， 这些实施例，是参照附图仅作为例子给出的。
图1是本发明未夹紧活塞时的主视图；图2是图1的A-A放大剖视图；图3是图1的B-B放大剖视图；图4为本发明夹紧活塞时的主视图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。如图1 图4所示，本发明包括定位机构1、锁紧机构2，定位机构1包括定位胎 10，穿心座20，本实施例的定位胎10为一台阶圆形件，其一端固定在车床卡具5上，另一端 嵌装在活塞100的底部内孔110内。穿心座20为一长方体，其底部两侧通过6个紧固螺钉 固定在定位胎10的定位圆台11中心上，穿心座20中间设有一垂直于穿心座轴线的矩形横 穿孔201。锁紧机构2包括弹性夹紧机构21、螺旋推进机构22、横销23，所述横销23为一 侧圆弧面、另一侧平面的长轴件，横销23分别穿过活塞销孔101和穿心座的横穿孔201，横 销23左侧圆弧面与活塞销孔101吻合，其中部一侧设有垂直于横销轴线的横销孔231，所述 横销孔231与设置在横销23中部另一侧的横向凹槽232底部贯通，沿横销轴23轴线的下 端面还设有与横向凹槽232贯通的纵向孔233。弹性夹紧机构21设置在横销23的横销孔231和横向凹槽232内，弹性夹紧机构 21包括第一滚子211、第二滚子212、第三滚子213、衬垫214、弹性封垫215、拉簧216、防屑 盖板217，第二滚子212为两端轴肩大中间轴颈小的线轴形结构。拉簧216设置在横销孔231内，拉簧216 —端钩挂在拉簧销218上，拉簧销218嵌装在横销23圆弧侧的拉簧销槽 中，拉簧216另一端钩挂在U形吊扣219的端头上，U形吊扣219挂在第二滚子212的轴颈 上，由于两轴肩的限位作用，使得U形吊扣219不可能脱落。衬垫214设置在横销的横向凹 槽232底部，衬垫214经过淬火具有较高的硬度，耐磨、耐挤压。如图1所示，第一滚子211、 第二滚子212、第三滚子213的外圆从下至上顺次抵靠成“〉”形安装在衬垫214中，第一滚 子211、第二滚子212、第三滚子213的长度与横向凹槽232的宽度匹配，限制了前述各滚子 的轴向移动。用聚氨酯泡沫材料制成的弹性封垫215设置在横向凹槽232顶部，弹性封垫 215具有机械强度高、弹性好、复原性好的特性，可有效地阻挡切屑、灰尘进入本发明的锁紧 机构2内，防屑盖板217通过数个螺钉固定在弹性封垫215外侧，防屑盖板217中部开有与 第二滚子212两端轴肩相配的窗孔，第二滚子212 —侧穿出弹性封垫215和防屑盖板217， 穿心座20的横穿孔201 —侧固定有衬块202，第二滚子212 —侧与衬块202外侧对应。螺旋推进机构22设置在横销23 —端的纵向孔233中，螺旋推进机构22包括螺母 套221、螺杆222、止转螺钉223，螺母套221为筒形结构，其顶部抵靠在第三滚子213的外 圆上，螺母套221与螺杆222 —端采用具有自锁功能矩形螺纹连接，锁紧可靠，加工过程不 会因为切削力而使螺母套221与螺杆222松开。螺杆222另一端设有方榫222-1，手柄225 的一端套装在方榫222-1上。挡圈224嵌装在纵向孔233中，限制螺杆222的轴向移动，使 其只可绕螺杆222中心线转动。止转螺钉223与横销23 —侧螺纹连接，螺母套221外圆设 有一轴向槽221-1，止转螺钉223端头位于轴向槽221-1中，可防止螺母套221旋转。
如图1、图4所示，本发明使用时，先将定位胎10固定在机床卡具5中，活塞100 底部内孔110套进定位圆台11上，使活塞100的轴向和径向均得到定位。然后将装有弹性 夹紧机构21和螺旋推进机构22的横销23分别穿过活塞销孔101和穿心座的横穿孔201， 横销23的对着机床卡具5，其左侧圆弧面贴合于活塞销孔101的两端。通过扳动手柄225， 带动螺杆222上的方榫222-1转动，螺杆222依靠矩形螺纹传动推动螺母套221上移，螺母 套221推动第三滚子213往上移动，由于三个滚子的外圆成线接触相互抵靠，使得第三滚子 213推着第二滚子212绕第一滚子211中心线逆时针转动，拉簧216被拉长，直至第二滚子 212的外圆顶到衬块202外侧，此时由于三个滚子彼此顶死，手柄225拧不动，在三个滚子对 横销23反作用力的作用下，使得横销23的左侧圆弧面紧紧压住活塞销孔101，从而锁紧活 塞100。待活塞100加工完成，反转手柄225，螺母套221往下移动，在拉簧216复位弹簧力 的作用下，第二滚子212绕第一滚子211中心线顺时针转动，与衬块202脱离接触，同时第 三滚子213的约束解除，横销23与活塞销孔101脱开，即可从活塞销孔101取出横销23。除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式，凡采用等同替换或等效变换形 成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围内。
权利要求
一种活塞定位锁紧装置，其特征在于包括定位机构、锁紧机构，所述定位机构包括定位胎，穿心座，所述定位胎一端固定在机床夹具上，定位胎另一端嵌装在被加工活塞的底部内孔中；所述穿心座底部固定在定位胎另一端面上，穿心座中间设有一垂直于穿心座轴线的横穿孔；所述锁紧机构包括弹性夹紧机构、螺旋推进机构、横销，所述横销分别穿过被加工活塞的活塞销孔和穿心座的横穿孔，横销一侧形状与活塞销孔吻合，横销中部一侧设有垂直于横销轴线的横销孔，所述横销孔与设置在横销中部另一侧的横向凹槽底部贯通，沿横销轴线的一端还设有与横向凹槽贯通的纵向孔；所述弹性夹紧机构设置在横销孔和横向凹槽内，所述螺旋推进机构设置在纵向孔内。
2.如权利要求1所述的活塞定位锁紧装置，其特征在于所述弹性夹紧机构包括第一 滚子、第二滚子、第三滚子、衬垫、弹性封垫、拉簧、防屑盖板，所述拉簧设置在横销孔内，所 述拉簧一端与横销一侧活动连接，拉簧另一端与第二滚子活动连接；所述衬垫设置在横向 凹槽底部，所述第一滚子、第二滚子、第三滚子的外圆顺次抵靠成“〉”形的设置在横向凹槽 内的衬垫中，所述弹性封垫设置在横向凹槽顶部，防屑盖板设置在弹性封垫外侧，所述第二 滚子一侧穿出弹性封垫和防屑盖板，穿心座的横穿孔一侧固定有衬块，第二滚子一侧与衬 块外侧的位置对应。
3.如权利要求1所述的活塞定位锁紧装置，其特征在于所述螺旋推进机构包括螺母 套、螺杆、止转螺钉，所述螺母套为筒形结构，螺母套顶部抵靠在第三滚子的外圆上，螺母套 与螺杆一端螺纹连接，螺杆另一端设有方榫，手轮的一端套装在方榫上；止转螺钉与横销一 侧活动连接。
4.如权利要求2所述的活塞定位锁紧装置，其特征在于所述第一滚子、第二滚子、第 三滚子的长度与横向凹槽的宽度匹配，第二滚子为两端轴肩大中间轴颈小的线轴形结构，
5.如权利要求2所述的活塞定位锁紧装置，其特征在于拉簧销横置在所述横销孔一 端，拉簧一端钩挂在拉簧销上，拉簧另一端钩挂在U形吊扣的端头上，U形吊扣挂在第二滚 子的轴颈上。
6.如权利要求2所述的活塞定位锁紧装置，其特征在于所述防屑盖板中部开有与第 二滚子两端轴肩相配的窗孔，防屑盖板通过紧固件固定在横销另一侧上。
7.如权利要求3所述的活塞定位锁紧装置，其特征在于所述螺母套外圆设有一轴向 槽，所述止转螺钉端头位于轴向槽中；所述螺母套与螺杆一端为矩形螺纹连接。
8.如权利要求2所述的活塞定位锁紧装置，其特征在于所述弹性封垫采用聚氨酯泡 沫材料制成。
全文摘要
本发明公开了一种活塞定位锁紧装置，包括定位机构、锁紧机构，定位机构包括定位胎，穿心座，锁紧机构包括弹性夹紧机构、螺旋推进机构、横销。被加工的活塞底部内孔套装在定位胎上。穿心座底部固定在定位胎另一端上，穿心座中间设有横穿孔；横销分别穿过被加工活塞的活塞销孔和穿心座的横穿孔，横销一侧形状与活塞销孔吻合，横销中部一侧设有横销孔，所述横销孔与设置在横销中部另一侧的横向凹槽底部贯通，横销一端还设有与横向凹槽侧面贯通的纵向孔；弹性夹紧机构设置在横销孔和横向凹槽内，螺旋推进机构设置在纵向孔内。横销的左侧圆弧面贴合于活塞销孔的两端锁紧活塞，本发明结构简单、操作方便，定位准确、锁紧可靠。
文档编号B23Q3/00GK101829912SQ20101015100
公开日2010年9月15日 申请日期2010年4月15日 优先权日2010年4月15日
发明者左原之, 汝保权 申请人:镇江中船设备有限公司