一种发动机轴类零件约束装置的制作方法

本发明涉及汽车、摩托车发动机制造技术领域，特别是涉及一种发动机轴类零件约束装置。

背景技术：

现有技术中，随着我国经济的发展，社会对汽车、摩托车的需求以及汽车、摩托车在市面上的保有量逐步增加。同时，我国的汽车制造技术也得到了飞速发展。用于汽车、摩托车的发动机一般包括曲轴，连杆，活塞，气缸，进气道，进气门，喷油器，排气门，排气道和壳体。在这些零件中，连杆、活塞、进气门、排气门上均具有轴类零件。

针对上述轴类零件的制造，现有制造工序中包括相关的尺寸成型工序、焊接工序、电镀工序、热处理工序、调质工序等。以上工序中，为保证所述轴类零件的轴线朝向或避免加工工序对零件的表面产生影响，一般需采用到相应的夹具对所述零件进行约束，而后再通过约束所述夹具的方式将零件置于对应的制造工位上完成对应的加工。

对以上用于约束零件的装置做进一步优化设计，以方便的控制轴类零件相对于相应约束装置的位置，是所述约束装置的设计方向之一。

技术实现要素：

本发明提供了一种发动机轴类零件约束装置，用于针对上述提出的对以上用于约束零件的装置做进一步优化设计，以方便的控制轴类零件相对于相应约束装置的位置，是所述约束装置的设计方向之一的问题。本约束装置可方便的控制轴类零件的轴线与约束装置轴线之间的关系。

针对上述问题，本发明提供的一种发动机轴类零件约束装置通过以下技术要点来解决问题：一种发动机轴类零件约束装置，包括用于夹持轴类零件的箍环，所述箍环上设置有用于夹持轴类零件的通孔，所述箍环一端的端面为平面，箍环上均安装有多个夹紧装置，所述夹紧装置相对于所述通孔的轴线环形均布，所述夹紧装置通过向轴类零件施加压力实现箍环在轴类零件轴线上的位置固定，所述夹紧装置包括压板、滑块、弹性片及第一螺栓；所述弹性片的中部还设置有呈桥拱形的变形段；

所述箍环上设置有安装夹紧装置的孔道，所述孔道与箍环上的通孔相接，所述滑块局部位于所述孔道内，且滑块可沿着所述孔道滑动；

所述压板固定于滑块靠近通孔的一端上，所述弹性片的一端固定于滑块远离通孔的一端上，且弹性片的另一端与箍环固定连接；

所述第一螺栓螺纹连接于箍环上，且第一螺栓的一端伸入孔道内，且第一螺栓伸入孔道的端部作用在变形段的外凸侧上。

具体的，本约束装置用于约束制造过程中的发动机轴类零件，以上夹紧装置用于通过向轴类零件施加压力实现箍环在轴类零件轴线上的位置固定，在使用时，轴类零件穿设在多个夹紧装置之间。各夹紧装置中，所述孔道与滑块配合约束滑块的运动轨迹，以上运动轨迹约束压板的运动轨迹，这样，可使得轴类零件周向方向夹紧装置对轴类零件的约束点尽可能保证相对于轴类零件的轴线环形均布，以达到利于轴类零件的轴线与箍环轴线重合情况的目的。同时本方案中，所述滑块的运动由弹性片上变形段的变形控制：通过第一螺栓向弹性片上的变形段施加压力而改变变形段的形状，实现滑块在孔道中的位置调整，以上位置调整改变压板在中心孔的位置，从而达到控制夹紧装置对轴类零件约束情况以及约束力大小调整。本方案中，弹性片的变形量由第一螺栓施加在变形段上压力的大小决定，故采用本方案，在实现轴类零件夹紧以及轴类零件轴线位置调整过程中，如采用通过相应的扭力扳手，可准确的调整压板相对于所对应孔道内的位置改变量，即本方案提供了一种便于控制轴类零件轴线与箍环轴线相对位置的技术方案，通过设置为采用本约束装置实现对制造过程中的发动机轴类零件进行约束，由于本装置与轴类零件的同轴度易于保证，故在后续对轴类零件进行加工中，仅需控制通过箍环间接约束轴类零件在相应加工工位的轴线朝向即可很好的约束轴类零件在加工工位上的位置，以方便实现高精度加工。

本方案中，设置为箍环一端的端面为平面，在实现箍环与轴类零件装配时，所述平面作为箍环的下端支撑面。在轴类零件插入箍环时，将轴类零件竖直放置，如被支撑于支撑平台上，箍环套设在轴类零件上后，采用一水平面托住箍环的下端支撑面，以上水平面可采用具有贯通孔的工作台，所述贯通孔贯通工作台的上下端，轴类零件局部位于工作台台面以上，局部位于工作台的台面以下，工作台的台面作为所述水平面。而后采用木质榔头、橡胶榔头敲击轴类零件或箍环，敲击方向包括前后方和左右方，而后，针对夹紧装置的数量为偶数个时，同一人采用两把扭力扳手同时紧固两颗第一螺栓，且同时被紧固的第一螺栓两者相对于箍环的中心线对称，直至完成所有第一螺栓的紧固；亦可采用多人同时同步紧固所有第一螺栓的紧固形式。采用以上方案，利用弹性片的弹力，在敲击箍环或轴类零件的过程中，箍环与轴类零件的对中情况可自动调整。故本方案提供了一种约束装置与轴类零件初定位、紧固过程中，均可方便保证轴类零件与约束装置同轴度的技术方案。

更进一步的技术方案为：

作为一种一体化设计，还包括用于完成箍环与轴类零件连接的工作台，所述工作台的上表面为平面，所述工作台上还设置有贯通工作台上、下表面的贯通孔，且所述贯通孔的轴线与工作台的上表面垂直；

还包括设置于工作台下侧，且与贯通孔呈正对关系的顶升机构，所述顶升机构的顶部为用于支撑轴类零件的支撑面，所述支撑面的高度可调。本方案在使用时，设置为所述平面被安装为水平面，这样，轴类零件可由贯通孔的上端插入所述贯通孔且下端被支撑于顶升机构的支撑面上，根据所需的箍环在轴类零件轴线上所需要固定的位置调整所述支撑面的高度，使得轴类零件相对于所述平面的伸出长度可调。而后再将箍环套设在轴类零件上并使得箍环为平面的一端被支撑于工作台的上表面上，通过上述敲击，即可实现轴类零件与箍环的初定位。

作为一种适用于轴类零件电镀且轴类零件在电镀槽中与阳极定位准确的技术方案，包括其上设置有中心孔且呈桶状的安装筒；所述中心孔的孔口端的侧面为球面，且中心孔上的球面为第二球面，所述第二球面的球心落在中心孔的轴线上，第二球面的球心位于中心孔的顶端；

箍环的侧面为球面，且箍环上的球面为第一球面，所述第一球面与第二球面的外形一致，所述安装筒用于置放箍环，所述箍环与安装筒的相互配合通过第一球面置放于第二球面上实现。本方案在使用时安装筒固定于电镀槽中，通过限定为箍环的侧面为第一球面，安装筒顶部中心孔的孔壁为第二球面，这样，在箍环与安装筒配合后，第一球面与第二球面形成球关节连接形式，这样，在轴类零件的自重下，箍环与安装筒的配合形式使得箍环在第二球面中可自动转动，使得轴类零件的轴线尽可能位于竖直方向，由于以上箍环与安装筒的配合形式可保证轴类零件的轴线尽可能位于竖直方向上，故针对每一轴类零件，即使箍环与轴类零件之间有波动的配合误差，由于轴类零件的轴线方向一定，故通过在电镀槽内相应位置设置特定的阳极，可使得轴类零件与轴类零件之间电流分布性以及单个轴类零件电镀面上不同位置电流分布更为均匀或准确，这样可使得多个轴类零件在进行同步电镀时，各轴类零件上的电镀效率尽可能一致；针对单个安装筒上的电镀工位，各轴类零件完成在其上的安装后该轴类零件电镀面各点的电镀效率具有更好的可重复性以利于后续产品的互换性。

所述安装筒的底部还设置有检测装置，所述检测装置用于检轴类零件底端的反光性能或颜色。所述反光性能或颜色用于判别轴类零件端部电镀层的厚度，如以上安装筒位于电镀铜层的电镀槽中时，如随着铜镀层厚度的增加，铜镀层的反光性能越来越好、随着铜镀层厚度的增加，铜镀层的颜色更接近于铜本身所具有的颜色，即本方案提供了一种可识别轴类零件端部电镀层厚度的方案，如通过预先设定所需电镀层的厚度阈值，当检测装置判定为轴类零件的端部镀层厚度达到所需阈值时，即对该轴类零件停止电镀。以上停止电镀后，在轴类零件为用于连杆、进气门、排气门等部件时，在轴类零件与其他零件进行焊接时，可限定焊接过程中熔池的铜含量，达到避免如因为含铜量过多使得焊缝脆性增大而影响整个部件的力学性能。即本方案中，各安装部上均具有一检测装置用于避免该安装部上轴类零件端面镀层过厚而影响该轴类零件焊后的力学性能。同时通过所述检测装置，由于各轴类零件端部镀层厚度单独判断，故本方案可使得多个轴类零件在同时电镀过程中，在电流分布不均匀的情况下亦能保证各轴类零件端部铜镀层达到所需厚度后停止电镀，故本方案在进行同时多个轴类零件电镀时，可使得各轴类零件端部的镀层厚度均匀。

作为一种便于根据需要或因为磨损更换夹紧装置的技术方案，所述弹性片与箍环的连接关系为可拆卸连接关系。

作为一种具体的连接可靠且为可拆卸连接的连接形式，所述夹紧装置还包括第二螺栓，所述弹性片通过第二螺栓与箍环螺栓连接。

作为一种易于实施的技术方案，所述夹紧装置还包括焊接于弹性片上的螺帽，所述螺栓连接通过第二螺栓上的螺纹与螺帽上的螺纹相配合实现。采用本方案，可避免因为在弹性片上难以加工内螺纹而导致的本制造设备制造难度大、使用寿命难以得到保证的缺陷。

为使得轴类零件在受到固定力时以上力的方向位于轴类零件的径向方向以利于轴类零件的表面保护，设置为：所述孔道为平直孔，且孔道的延伸方向沿着所述通孔的径向方向。

作为一种压板与轴类零件接触面积大，以利于保护轴类零件侧面的技术方案，设置为：所述压板为等径弧形板，且压板的内凹面朝向所述通孔的轴线，所述内凹面所对应的轴线与通孔的轴线同轴。作为本领域技术人员，若压板上的内凹面为垂直面，这样，在任意高度方向上，在该高度上内凹面上的弧线对应一个圆心，所有圆心即构成所述内凹面的轴线。

为避免弹性片在使用过程中因为应力集中而过早失去性能，设置为所述弹性片的表面为光滑面。

以上弹性片的材料优选采用弹簧钢。

本发明具有以下有益效果：

方案中，弹性片的变形量由第一螺栓施加在变形段上压力的大小决定，故采用本方案，在实现轴类零件夹紧以及轴类零件轴线位置调整过程中，如采用通过相应的扭力扳手，可准确的调整压板相对于所对应孔道内的位置改变量，即本方案提供了一种便于控制轴类零件轴线与箍环轴线相对位置的技术方案，通过设置为采用本约束装置实现对制造过程中的发动机轴类零件进行约束，由于本装置与轴类零件的同轴度易于保证，故在后续对轴类零件进行加工中，仅需控制通过箍环间接约束轴类零件在相应加工工位的轴线朝向即可很好的约束轴类零件在加工工位上的位置，以方便实现高精度加工。

本方案中，设置为箍环一端的端面为平面，在实现箍环与轴类零件装配时，所述平面作为箍环的下端支撑面。在轴类零件插入箍环时，将轴类零件竖直放置，如被支撑于支撑平台上，箍环套设在轴类零件上后，采用一水平面托住箍环的下端支撑面，以上水平面可采用具有贯通孔的工作台，所述贯通孔贯通工作台的上下端，轴类零件局部位于工作台台面以上，局部位于工作台的台面以下，工作台的台面作为所述水平面。而后采用木质榔头、橡胶榔头敲击轴类零件或箍环，敲击方向包括前后方和左右方，而后，针对夹紧装置的数量为偶数个时，同一人采用两把扭力扳手同时紧固两颗第一螺栓，且同时被紧固的第一螺栓两者相对于箍环的中心线对称，直至完成所有第一螺栓的紧固；亦可采用多人同时同步紧固所有第一螺栓的紧固形式。采用以上方案，利用弹性片的弹力，在敲击箍环或轴类零件的过程中，箍环与轴类零件的对中情况可自动调整。故本方案提供了一种约束装置与轴类零件初定位、紧固过程中，均可方便保证轴类零件与约束装置同轴度的技术方案。

附图说明

图1是本发明所述的一种发动机轴类零件约束装置一个具体实施例的结构示意图，该示意图反映工作台、箍环、顶升机构及轴类零件的配合关系；

图2是本发明所述的一种发动机轴类零件约束装置一个具体实施例中，反映安装筒结构以及安装筒与箍环配合关系、箍环与轴类零件配合关系的剖视图，该剖视图为主视剖视图；

图3是本发明所述的一种发动机轴类零件约束装置一个具体实施例中，箍环的结构示意图；

图4是本发明所述的一种发动机轴类零件约束装置一个具体实施例中，夹紧装置的结构示意图；

图5是本发明所述的一种发动机轴类零件约束装置一个具体实施例的局部剖视图，该剖视图反映箍环与夹紧装置的配合关系。

图中所示的附图标记分别为：1、工作台，2、顶升机构，3、贯通孔，4、安装筒，5、检测装置，6、箍环，7、第一球面，8、第一螺栓，9、压板，10、滑块，11、弹性片，12、螺帽，13、第二螺栓，14、第二球面，15、轴类零件。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明，但是本发明的结构不仅限于以下实施例。

实施例1：

如图1至图5，一种发动机轴类零件约束装置，包括用于夹持轴类零件15的箍环6，所述箍环6上设置有用于夹持轴类零件15的通孔，所述箍环6一端的端面为平面，箍环6上均安装有多个夹紧装置，所述夹紧装置相对于所述通孔的轴线环形均布，所述夹紧装置通过向轴类零件15施加压力实现箍环6在轴类零件15轴线上的位置固定，所述夹紧装置包括压板9、滑块10、弹性片11及第一螺栓8；所述弹性片11的中部还设置有呈桥拱形的变形段；

所述箍环6上设置有安装夹紧装置的孔道，所述孔道与箍环6上的通孔相接，所述滑块10局部位于所述孔道内，且滑块10可沿着所述孔道滑动；

所述压板9固定于滑块10靠近通孔的一端上，所述弹性片11的一端固定于滑块10远离通孔的一端上，且弹性片11的另一端与箍环6固定连接；

所述第一螺栓8螺纹连接于箍环6上，且第一螺栓8的一端伸入孔道内，且第一螺栓8伸入孔道的端部作用在变形段的外凸侧上。

具体的，本约束装置用于约束制造过程中的发动机轴类零件15，以上夹紧装置用于通过向轴类零件15施加压力实现箍环6在轴类零件15轴线上的位置固定，在使用时，轴类零件15穿设在多个夹紧装置之间。各夹紧装置中，所述孔道与滑块10配合约束滑块10的运动轨迹，以上运动轨迹约束压板9的运动轨迹，这样，可使得轴类零件15周向方向夹紧装置对轴类零件15的约束点尽可能保证相对于轴类零件15的轴线环形均布，以达到利于轴类零件15的轴线与箍环6轴线重合情况的目的。同时本方案中，所述滑块10的运动由弹性片11上变形段的变形控制：通过第一螺栓8向弹性片11上的变形段施加压力而改变变形段的形状，实现滑块10在孔道中的位置调整，以上位置调整改变压板9在中心孔的位置，从而达到控制夹紧装置对轴类零件15约束情况以及约束力大小调整。本方案中，弹性片11的变形量由第一螺栓8施加在变形段上压力的大小决定，故采用本方案，在实现轴类零件15夹紧以及轴类零件15轴线位置调整过程中，如采用通过相应的扭力扳手，可准确的调整压板9相对于所对应孔道内的位置改变量，即本方案提供了一种便于控制轴类零件15轴线与箍环6轴线相对位置的技术方案，通过设置为采用本约束装置实现对制造过程中的发动机轴类零件15进行约束，由于本装置与轴类零件15的同轴度易于保证，故在后续对轴类零件15进行加工中，仅需控制通过箍环间接约束轴类零件15在相应加工工位的轴线朝向即可很好的约束轴类零件15在加工工位上的位置，以方便实现高精度加工。

本方案中，设置为箍环6一端的端面为平面，在实现箍环6与轴类零件15装配时，所述平面作为箍环6的下端支撑面。在轴类零件15插入箍环6时，将轴类零件15竖直放置，如被支撑于支撑平台上，箍环6套设在轴类零件15上后，采用一水平面托住箍环6的下端支撑面，以上水平面可采用具有贯通孔3的工作台1，所述贯通孔3贯通工作台1的上下端，轴类零件15局部位于工作台1台面以上，局部位于工作台1的台面以下，工作台1的台面作为所述水平面。而后采用木质榔头、橡胶榔头敲击轴类零件15或箍环，敲击方向包括前后方和左右方，而后，针对夹紧装置的数量为偶数个时，同一人采用两把扭力扳手同时紧固两颗第一螺栓8，且同时被紧固的第一螺栓8两者相对于箍环6的中心线对称，直至完成所有第一螺栓8的紧固；亦可采用多人同时同步紧固所有第一螺栓8的紧固形式。采用以上方案，利用弹性片11的弹力，在敲击箍环6或轴类零件15的过程中，箍环6与轴类零件15的对中情况可自动调整。故本方案提供了一种约束装置与轴类零件15初定位、紧固过程中，均可方便保证轴类零件15与约束装置同轴度的技术方案。

实施例2：

如图1至图5，本实施例在实施例1的基础上作进一步限定：作为一种一体化设计，还包括用于完成箍环6与轴类零件15连接的工作台1，所述工作台1的上表面为平面，所述工作台1上还设置有贯通工作台1上、下表面的贯通孔3，且所述贯通孔3的轴线与工作台1的上表面垂直；

还包括设置于工作台1下侧，且与贯通孔3呈正对关系的顶升机构2，所述顶升机构2的顶部为用于支撑轴类零件15的支撑面，所述支撑面的高度可调。本方案在使用时，设置为所述平面被安装为水平面，这样，轴类零件15可由贯通孔3的上端插入所述贯通孔3且下端被支撑于顶升机构2的支撑面上，根据所需的箍环6在轴类零件15轴线上所需要固定的位置调整所述支撑面的高度，使得轴类零件15相对于所述平面的伸出长度可调。而后再将箍环套设在轴类零件15上并使得箍环为平面的一端被支撑于工作台1的上表面上，通过上述敲击，即可实现轴类零件15与箍环的初定位。

作为一种适用于轴类零件15电镀且轴类零件15在电镀槽中与阳极定位准确的技术方案，包括其上设置有中心孔且呈桶状的安装筒4；所述中心孔的孔口端的侧面为球面，且中心孔上的球面为第二球面14，所述第二球面14的球心落在中心孔的轴线上，第二球面14的球心位于中心孔的顶端；

箍环6的侧面为球面，且箍环6上的球面为第一球面7，所述第一球面7与第二球面14的外形一致，所述安装筒4用于置放箍环6，所述箍环6与安装筒4的相互配合通过第一球面7置放于第二球面14上实现。本方案在使用时安装筒4固定于电镀槽中，通过限定为箍环6的侧面为第一球面7，安装筒4顶部中心孔的孔壁为第二球面14，这样，在箍环6与安装筒4配合后，第一球面7与第二球面14形成球关节连接形式，这样，在轴类零件15的自重下，箍环6与安装筒4的配合形式使得箍环6在第二球面14中可自动转动，使得轴类零件15的轴线尽可能位于竖直方向，由于以上箍环6与安装筒4的配合形式可保证轴类零件15的轴线尽可能位于竖直方向上，故针对每一轴类零件15，即使箍环6与轴类零件15之间有波动的配合误差，由于轴类零件15的轴线方向一定，故通过在电镀槽内相应位置设置特定的阳极，可使得轴类零件15与轴类零件15之间电流分布性以及单个轴类零件15电镀面上不同位置电流分布更为均匀或准确，这样可使得多个轴类零件15在进行同步电镀时，各轴类零件15上的电镀效率尽可能一致；针对单个安装筒4上的电镀工位，各轴类零件15完成在其上的安装后该轴类零件15电镀面各点的电镀效率具有更好的可重复性以利于后续产品的互换性。

所述安装筒4的底部还设置有检测装置5，所述检测装置5用于检轴类零件15底端的反光性能或颜色。所述反光性能或颜色用于判别轴类零件15端部电镀层的厚度，如以上安装筒4位于电镀铜层的电镀槽中时，如随着铜镀层厚度的增加，铜镀层的反光性能越来越好、随着铜镀层厚度的增加，铜镀层的颜色更接近于铜本身所具有的颜色，即本方案提供了一种可识别轴类零件15端部电镀层厚度的方案，如通过预先设定所需电镀层的厚度阈值，当检测装置5判定为轴类零件15的端部镀层厚度达到所需阈值时，即对该轴类零件15停止电镀。以上停止电镀后，在轴类零件15为用于连杆、进气门、排气门等部件时，在轴类零件15与其他零件进行焊接时，可限定焊接过程中熔池的铜含量，达到避免如因为含铜量过多使得焊缝脆性增大而影响整个部件的力学性能。即本方案中，各安装部上均具有一检测装置5用于避免该安装部上轴类零件15端面镀层过厚而影响该轴类零件15焊后的力学性能。同时通过所述检测装置5，由于各轴类零件15端部镀层厚度单独判断，故本方案可使得多个轴类零件15在同时电镀过程中，在电流分布不均匀的情况下亦能保证各轴类零件15端部铜镀层达到所需厚度后停止电镀，故本方案在进行同时多个轴类零件15电镀时，可使得各轴类零件15端部的镀层厚度均匀。

作为一种便于根据需要或因为磨损更换夹紧装置的技术方案，所述弹性片11与箍环6的连接关系为可拆卸连接关系。

作为一种具体的连接可靠且为可拆卸连接的连接形式，所述夹紧装置还包括第二螺栓13，所述弹性片11通过第二螺栓13与箍环6螺栓连接。

作为一种易于实施的技术方案，所述夹紧装置还包括焊接于弹性片11上的螺帽12，所述螺栓连接通过第二螺栓13上的螺纹与螺帽12上的螺纹相配合实现。采用本方案，可避免因为在弹性片11上难以加工内螺纹而导致的本制造设备制造难度大、使用寿命难以得到保证的缺陷。

为使得轴类零件15在受到固定力时以上力的方向位于轴类零件15的径向方向以利于轴类零件15的表面保护，设置为：所述孔道为平直孔，且孔道的延伸方向沿着所述通孔的径向方向。

作为一种压板9与轴类零件15接触面积大，以利于保护轴类零件15侧面的技术方案，设置为：所述压板9为等径弧形板，且压板9的内凹面朝向所述通孔的轴线，所述内凹面所对应的轴线与通孔的轴线同轴。作为本领域技术人员，若压板9上的内凹面为垂直面，这样，在任意高度方向上，在该高度上内凹面上的弧线对应一个圆心，所有圆心即构成所述内凹面的轴线。

为避免弹性片11在使用过程中因为应力集中而过早失去性能，设置为所述弹性片11的表面为光滑面。

以上弹性片11的材料优选采用弹簧钢。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的技术方案下得出的其他实施方式，均应包含在本发明的保护范围内。