一种用于凸轮轴轴向孔加工的专用夹具的制作方法

本实用新型属于机床加工辅助设备技术领域，涉及一种凸轮轴轴向孔的加工设备，特别是一种用于凸轮轴轴向孔加工的专用夹具。

背景技术：

凸轮轴是发动机五大核心部件之一，由于发动机功能及装配要求，凸轮轴头端往往设计有很多轴向孔，例如：定位中心孔、螺纹孔、角向定位销孔、VVT油孔及密封堵压装孔等。近年来，机床加工的零件趋向复杂化，特别是曲面、圆环面、异形件等的加工难度及精度对机床卡具、夹具提出了越来越高的要求。通常针对不同的加工对象会设计专门的夹具来实现其加工目的。然而针对凸轮轴的轴向孔加工目前大多还是采用卧式或立式加工中心、利用手工定位的方式进行加工，人工扶持工件上料和定位，待手工按下压紧开关，工件压紧后放开手。整个上料工程完全依赖人工手动扶持，上下料时间损耗较长；工件的角向和轴向定位也完全依靠人工感触，定位精度低且质量风险较高。

我国专利(公告号：CN204248502U；公告日：2015-04-08)公开了一种具有以下结构的凸轮轴加工装置夹具，它包括工作台，工作台上设有供待加工凸轮轴放置的支撑架，工作台上还设有与支撑架相对应的压紧油缸，压紧油缸的活塞杆自由端连接一压板，且压板在压紧油缸活塞杆下压状态下压紧待加工凸轮轴，工作台上设有一凹槽，凹槽的内侧壁上设有两个开口相对的“L”字形卡钩，两个“L”字形卡钩的上部伸出工作台的上表面，两个“L”字形卡钩的中部均与凹槽的内侧壁铰接；凹槽内设有一拉杆，拉杆的上部侧壁上对称设有两个卡槽，两个“L”字形卡钩的下自由端分别间隙配合在两个卡槽内，且拉杆处于下移状态时，两个“L”字形卡钩的上自由端相对转动并夹紧待加工凸轮轴的凸轮叶片；工作台底部竖直安装一拉紧油缸，拉紧油缸的活塞杆自由端与拉杆的底部连接。

上述专利文献中的夹具不能很好的适应于凸轮轴的轴向孔加工，而且工件上料时比较耗时，精度不够。

技术实现要素：

本实用新型针对现有的技术存在的上述问题，提供一种用于凸轮轴轴向孔加工的专用夹具，本实用新型所要解决的技术问题是：如何提高凸轮轴轴向孔加工时工件上料的效率和定位精准度。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：

一种用于凸轮轴轴向孔加工的专用夹具，包括底座，其特征在于，所述底座上固设有竖向的支撑立板，所述支撑立板的一个侧面上上下间隔设置有V型块一和V型块二，所述支撑立板的下端固设有轴向定位油缸，所述轴向定位油缸位于所述V型块二的正下方且竖直朝上设置，所述支撑立板的侧面上位于所述V型块一和V型块二之间还设有角向定位块以及驱动所述角向定位块动作的驱动件一；所述支撑立板的侧面上分别设有预压紧压板、径向紧压板以及驱动所述径向紧压板动作的驱动件二；当凸轮轴位于所述V型块一和V型块二上时，所述角向定位块、预压紧压板以及径向紧压板均能够作用在所述凸轮轴上。

其原理如下：凸轮轴的外周面上具有角向定位凸台，V型块一和V型块二上下间隔设置用于放置凸轮轴，凸轮轴的加工端面朝上，另一端朝向轴向定位油缸的输出轴。使用时，人工按要求将凸轮轴工件放置在V型块一和V型块二的V型槽内，通过V型块一和V型块二的V型槽实现导向和初步定位，凸轮轴的上下定位轴径与V型块一以及V型块二相对齐，凸轮轴上的角向定位凸台定位面与角向定位块贴合，再手动掰下预压紧压板，实现上料后按下自动加工按钮，然后驱动件一持续带动角向定位块压紧凸轮轴的角向定位凸台，使角向定位凸台的定位面始终与角向定位块完全贴合；底部轴向定位油缸升起，推动工件向上移动并使工件定位面与夹具的轴向定位块完全贴合，径向液压压板再在驱动件二的带动下压紧工件定位轴径外圆，自动完成工件的径向、轴向和角向的定位。本技术方案中在工件整体压紧前，有一个独立的驱动件和角向定位块一直压紧工件的角向定位凸台，使工件的角向定位凸台始终与角向定位块重合，避免工件压紧过程中工件的角向转动而带来的角向定位误差。现有夹具方式，压紧过程依靠手工对工件的扶持，无法避免此问题。本技术方案中底部轴向定位油缸升起并推动工件向上缓慢轴向移动，使工件定位面与夹具的轴向定位块始终完全贴合，实现了工件的轴向自动定位，避免了工件的轴向窜动而带来轴向定位误差。同时本技术方案中凸轮轴的上料也比较简单，人工只需将工件放入夹具，并实现初步定位，其余过程为夹具自动完成。相比较现有夹具方式的需要人工一直扶持工件，一步步手动完成角向、轴向和夹紧的动作，上料辅助时间由15秒减少到6秒，大大提高了上料效率。

在上述的用于凸轮轴轴向孔加工的专用夹具中，所述驱动件一和驱动件二均为液压缸，所述专用夹具还包括控制器和控制开关，所述驱动件一、驱动件二以及控制开关均与所述控制器电连接。

在上述的用于凸轮轴轴向孔加工的专用夹具中，所述径向紧压板和驱动件二的数量均为两个，径向紧压板和驱动件二一一对应设置，其中一个径向紧压板位于所述V型块一的正上方且对应的所述驱动件二能够带动所述径向紧压板朝向所述V型块一的V型槽方向移动；另一个径向紧压板位于所述V型块二的正上方且对应的所述驱动件二能够带动所述径向紧压板朝向所述V型块二的V型槽方向移动。

在上述的用于凸轮轴轴向孔加工的专用夹具中，所述支撑立板上固设有快速夹钳，所述预压紧压板连接在所述快速夹钳上，所述快速夹钳和预压紧压板位于所述V型块一与所述径向紧压板之间。

进一步的，每两个径向紧压板、一个V型块一、一个V型块二、一个角向定位块、一个预压紧压板形成一个夹持机构，支撑立板的侧面间隔设有四个上述的夹持机构，四个夹持机构分为两组，每组夹持机构中位于下侧的两个径向紧压板共用一个驱动件二。

在上述的用于凸轮轴轴向孔加工的专用夹具中，所述底座上设有若干个两端贯穿的T型槽，所有T型槽平行间隔设置；所述支撑立板的下端通过插设在所述T型槽内的螺栓固连在所述底座上。T型槽既可用于安装支撑立板，又便于冷却液的流通。

与现有技术相比，本实用新型中的夹具具有以下优点：

1、本实用新型中的夹具在工件整体压紧前，有一个独立的驱动件和角向定位块一直压紧工件的角向定位凸台，使工件的角向定位凸台始终与角向定位块重合，避免工件压紧过程中工件的角向转动而带来的角向定位误差。

2、本实用新型中的夹具通过底部的轴向定位油缸升起并推动工件向上缓慢轴向移动，使工件定位面与夹具的轴向定位块始终完全贴合，实现了工件的轴向自动定位，避免了工件的轴向窜动而带来轴向定位误差。

3、本实用新型中的夹具上料简单，人工只需将工件放入夹具，并实现初步定位，其余过程为夹具自动完成。相比较现有夹具方式的需要人工一直扶持工件，一步步手动完成角向、轴向和夹紧的动作，上料辅助时间由15秒减少到6秒，大大提高了上料效率。

附图说明

图1是本夹具的立体结构示意图。

图2是本夹具的正视结构示意图。

图3是本夹具的左视结构示意图。

图中，1、底座；1a、T型槽；2、支撑立板；3、V型块一；4、V型块二；5、轴向定位油缸；6、角向定位块；7、凸轮轴；7a、角向定位凸台；8、预压紧压板；9、径向紧压板；10、驱动件一；11、驱动件二；12、快速夹钳。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

如图1、图2和图3所示，本专用夹具包括底座1，底座1上固设有竖向的支撑立板2，底座1上设有若干个两端贯穿的T型槽1a，所有T型槽1a平行间隔设置；支撑立板2的下端通过插设在T型槽1a内的螺栓固连在底座1上；支撑立板2的一个侧面上上下间隔设置有V型块一3和V型块二4，支撑立板2的下端固设有轴向定位油缸5，轴向定位油缸5位于V型块二4的正下方且竖直朝上设置，支撑立板2的侧面上位于V型块一3和V型块二4之间还设有角向定位块6以及驱动角向定位块6动作的驱动件一10；支撑立板2的侧面上分别设有预压紧压板8、径向紧压板9以及驱动径向紧压板9动作的驱动件二11；当凸轮轴7位于V型块一3和V型块二4上时，角向定位块6、预压紧压板8以及径向紧压板9均能够作用在凸轮轴7上。凸轮轴7的外周面上具有角向定位凸台7a，V型块一3和V型块二4上下间隔设置用于放置凸轮轴7，凸轮轴7的加工端面朝上，另一端朝向轴向定位油缸5的输出轴。使用时，人工按要求将凸轮轴7工件放置在V型块一3和V型块二4的V型槽内，通过V型块一3和V型块二4的V型槽实现导向和初步定位，凸轮轴7的上下定位轴径与V型块一3以及V型块二4相对齐，凸轮轴7上的角向定位凸台7a定位面与角向定位块6贴合，再手动掰下预压紧压板8，实现上料后按下自动加工按钮，然后驱动件一10持续带动角向定位块6压紧凸轮轴7的角向定位凸台7a，使角向定位凸台7a的定位面始终与角向定位块6完全贴合；底部轴向定位油缸5升起，推动工件向上移动并使工件定位面与夹具的轴向定位块完全贴合，径向液压压板再在驱动件二11的带动下压紧工件定位轴径外圆，自动完成工件的径向、轴向和角向的定位。本夹具中在工件整体压紧前，有一个独立的驱动件和角向定位块6一直压紧工件的角向定位凸台7a，使工件的角向定位凸台7a始终与角向定位块6重合，避免工件压紧过程中工件的角向转动而带来的角向定位误差。本夹具中通过底部轴向定位油缸5升起并推动工件向上缓慢轴向移动，使工件定位面与夹具的轴向定位块始终完全贴合，实现了工件的轴向自动定位，避免了工件的轴向窜动而带来轴向定位误差。同时本夹具中凸轮轴7的上料也比较简单，人工只需将工件放入夹具，并实现初步定位，其余过程为夹具自动完成。相比较现有夹具方式的需要人工一直扶持工件，一步步手动完成角向、轴向和夹紧的动作，上料辅助时间由15秒减少到6秒，大大提高了上料效率。

进一步的，本实施例中的驱动件一10和驱动件二11均为液压缸，专用夹具还包括控制器和控制开关，驱动件一10、驱动件二11以及控制开关均与控制器电连接；径向紧压板9和驱动件二11的数量均为两个，径向紧压板9和驱动件二11一一对应设置，其中一个径向紧压板9位于V型块一3的正上方且对应的驱动件二11能够带动径向紧压板9朝向V型块一3的V型槽方向移动；另一个径向紧压板9位于V型块二4的正上方且对应的驱动件二11能够带动径向紧压板9朝向V型块二4的V型槽方向移动；支撑立板2上固设有快速夹钳12，预压紧压板8连接在快速夹钳12上，快速夹钳12和预压紧压板8位于V型块一3与径向紧压板9之间。

进一步的，每两个径向紧压板9、一个V型块一3、一个V型块二4、一个角向定位块6、一个预压紧压板8形成一个夹持机构，支撑立板2的侧面间隔设有四个上述的夹持机构，四个夹持机构分为两组，每组夹持机构中位于下侧的两个径向紧压板9共用一个驱动件二11。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了1、底座；1a、T型槽；2、支撑立板；3、V型块一；4、V型块二；5、轴向定位油缸；6、角向定位块；7、凸轮轴；7a、角向定位凸台；8、预压紧压板；9、径向紧压板；10、驱动件一；11、驱动件二；12、快速夹钳等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。