一种锻钢活塞加工夹具及其加工工艺的制作方法

本发明涉及锻钢活塞技术领域，具体为一种锻钢活塞加工夹具及其加工工艺。

背景技术：

近十几年来，发动机设计、制造技术得以迅速提高，特别是柴油发动机都在向大功率、高负荷方向发展，强化程度不断提高，常用的铝活塞发动机已经难以满足国六排放要求，另京津冀对环保的要求，为有效解决发动机国六排放标准对热负荷、机械负荷、摩擦磨损和缸套穴蚀等要求，替代铝质活塞的钢质活塞应运而生。

钢质活塞产品先进性体现在以下方面：钢活塞采用摩擦焊技术，拥有大尺寸封闭式高置冷却通道，因此具备卓越抗高温性能,可承受重型商用车发动机的高气缸压力与高热负荷；摩擦焊钢活塞可承受22mpa以上的爆发压力和最高480℃的表面温度，独特的销孔设计极大地提高了钢活塞的高可靠性。

因钢质活塞独特设计结构、锻造过程中毛坯不稳定性、位置度要求高、槽形复杂及摩擦焊前的工位艺要求高，导致钢质活塞加工难度非常大，生产效率低，产品废品率高。

钢质活塞的常规加工工艺：利用车床三爪夹住工件（或铸造出与毛坯内腔一致的模芯定位工件内腔，每批次需铸造一件或多件）车削槽形处外圆、槽形及端面——→调头车口部外圆及端面，这种方法的特点就是：二次装夹，外圆有接发痕。但它的缺点是：采用二道工序完成，加工效率非常低、成本高，设计基准有问题，无法保证位置度、对称度及同轴度等要求，导致工件废品率非常高。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种锻钢活塞加工夹具及其加工工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种锻钢活塞加工夹具，包括卡盘，卡盘的右侧端中部设有定心座，定心座的另一端中央设有定心推杆，定心座外圆面右侧套设有下v形块和上v形块，上v形块设在下v形块的右侧，定心座的右侧端上下两侧分别设有上定心头和下定心头。

为了进一步提高一种锻钢活塞加工夹具的使用效果，卡盘的右侧端上下对称设有支撑垫板，支撑垫板上设有与活塞本体相配合的杠杆液压缸。

为了进一步提高一种锻钢活塞加工夹具的使用效果，卡盘的左侧端设有连接法兰，卡盘通过连接法兰固定连接在加工设备上。

为了进一步提高一种锻钢活塞加工夹具的使用效果，上定心头和下定心头的结构完全相同。

一种锻钢活塞加工工艺，包括以下步骤：

s1）内撑毛坯件：将活塞本体毛坯件的活塞厚裙边与下v形块和上v形块预接触，按下机床启动按钮，内撑活塞本体；

s2）外夹毛坯件：启动杠杆液压缸压住活塞本体毛坯件上的销孔，使得工件紧贴；

s3）切削加工和下料：启动车床，完成活塞本体毛坯件的切削加工；加工后退刀，并下料，即可完成活塞本体的加工。

与现有技术相比，本发明通过下v形块和上v形块的相互配合，内撑顶住活塞本体的内腔厚裙边，从而夹住活塞本体，且通过杠杆液压缸压住活塞本体毛坯件上的销孔，使得工件紧贴，使得活塞本体的六个自由度被限制，保证活塞本体毛坯件被夹紧，从而实现一次装夹完成所有的加工，保证加工精度；同时，利用上定心头和下定心头的相互配合，对活塞本体的薄裙边内腔自动定心，保证两边加工余量一致，且能避免了工件翻转，保证了活塞本体的薄裙边同轴度，提高加工精度。

附图说明

图1为本发明一种锻钢活塞加工夹具的正视图的结构示意图；

图2为本发明一种锻钢活塞加工夹具的侧视图的结构示意图；

图3为图2的俯视图的结构示意图。

图中：1-活塞本体，2-连接法兰，3-卡盘，4-定心座，5-支撑垫板，6-下v形块，7-上v形块，8-下定心头，9-上定心头，10-定心推杆，11-杠杆液压缸。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。

实施例1

请参阅图1～3，一种锻钢活塞加工夹具及其加工工艺，包括卡盘3，所述卡盘3的右侧端中部设有定心座4，所述定心座4的另一端中央设有定心推杆10，定心座4外圆面右侧套设有下v形块6和上v形块7，所述上v形块7设在下v形块6的右侧，定心座4的右侧端上下两侧分别设有上定心头9和下定心头8，所述上定心头9和下定心头8的结构完全相同，通过下v形块6和上v形块7的相互配合，内撑顶住活塞本体1的内腔厚裙边，从而夹住活塞本体1；同时，利用上定心头9和下定心头8的相互配合，对活塞本体1的薄裙边内腔自动定心，保证两边加工余量一致，且能避免了工件翻转，保证了活塞本体1的薄裙边同轴度，提高加工精度。

所述卡盘3的右侧端上下对称设有支撑垫板5，所述支撑垫板5上设有与活塞本体1相配合的杠杆液压缸11，利用杠杆液压缸11压住活塞本体1上的销孔，从而进一步限定活塞本体1的自由度，保证活塞本体紧密贴合，有利于消除断续切削时，活塞本体1发生震动，保证工活塞本体1的底部厚度尺寸加工精度。

所述卡盘3的左侧端设有连接法兰2，卡盘3通过连接法兰2固定连接在加工设备上，保证卡盘3安装的稳定性，从而保证活塞本体1装夹的稳定性。

实施例2

本实施例是在实施例1的基础上的进一步阐述，一种锻钢活塞加工工艺，包括以下步骤：

s1）内撑毛坯件：将活塞本体1毛坯件的活塞厚裙边与下v形块6和上v形块7预接触，按下机床启动按钮，内撑活塞本体1；

s2）外夹毛坯件：启动杠杆液压缸压住活塞本体1毛坯件上的销孔，使得工件紧贴，配合下v形块6和上v形块7，限制活塞本体1毛坯件的六个自由度，保证活塞本体1毛坯件被夹紧；

s3）切削加工和下料：启动车床，完成活塞本体1毛坯件的切削加工，从而实现一次装夹，完成所有的加工；加工后退刀，并下料，即可完成活塞本体1的加工。

实施例1-2的创新点在于，通过下v形块6和上v形块7的相互配合，内撑顶住活塞本体1的内腔厚裙边，从而夹住活塞本体1，且通过杠杆液压缸压住活塞本体1毛坯件上的销孔，使得工件紧贴，使得活塞本体1的六个自由度被限制，保证活塞本体1毛坯件被夹紧；同时，利用上定心头9和下定心头8的相互配合，对活塞本体1的薄裙边内腔自动定心，保证两边加工余量一致，且能避免了工件翻转，保证了活塞本体1的薄裙边同轴度，提高加工精度。

上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下作出各种变化。