一种发动机缸体两侧面铣削的夹具及加工方法与流程

本发明涉及一种发动机缸体两侧面铣削的夹具及加工方法。

背景技术：

缸套孔是发动机缸体上重要孔系,要求缸壁厚度均匀，以便冷却液对缸壁均匀冷却，保证发动机可靠工作。在机械加工中，怎么保证缸筒壁厚加工余量均匀是个难题。根据缸体机械加工要求，在加工缸筒时是以两侧面为基准的，因此，只有保证两侧面与缸筒的正确位置，才能保证加工出的缸筒壁厚均匀。为此，设计出一种专用的两侧面铣的夹具及加工方法。

传统的两侧面铣夹具一般以缸体两侧毛坯面定位来加工，这样设计夹具简单方便，但其弊病是，由于铸造毛坯误差较大，不能保证后续缸筒加工壁厚均匀。为此设计出一种以缸筒壁为定位基准的两侧面精铣夹具。

技术实现要素：

针对上述现有技术的不足，本发明提供了一种结构简单，以缸筒壁为定位基准的两侧面精铣夹具，使用该夹具加工缸体两侧面后，能可靠保证后道工序对缸筒加工时的壁厚均匀，从而保证发动机的可靠工作。

本发明解决其技术问题采用的技术方案为，一种发动机缸体两侧面铣削的夹具，包括底座、右支架、左支架、定位机构和夹紧机构；所述右支架和左支架固定于所述底座的顶部，缸体位于所述右支架和左支架之间；所述定位机构包括定位块和量测组件，所述定位块抵在所述缸体的端面，所述右支架和左支架上各设置一量测组件，所述量测组件包括向所述缸体方向延伸的两片平行量板，且所述定位块与所述缸体的左端或者右端接触；所述夹紧机构包括两个压杆组件，每个所述压杆组件穿过缸体的缸筒与所述底座连接，压杆组件的上部设置有用于竖直压紧所述缸体的压紧结构。

本发明通过底座的上表面和定位块分别对缸体的竖直方向和左右侧向定位，通过两组量测组件分别对缸体的两个缸孔进行前后方向定位，由于两个缸孔的相对位置固定，因此可以结合底座、定位块和两组量测组件对缸体六个自由度进行定位，并且量测组件的定位以本身缸筒壁为基准面，与现有技术中以缸体两侧毛坯表面为基准的定位方式相比，本发明可以保证铣削时缸筒壁面厚度均匀，有利于冷却液对缸壁均匀冷却，保证发动机可靠工作。

进一步的，所述量测组件还包括转轴，两片所述量板均与所述转轴垂直固定，所述右支架和左支架各通过所述转轴与所述量测组件转动连接，量板可以上下摆动，便于向夹具内放置缸体。

进一步的，所述压杆组件包括螺杆，所述压紧结构包括压板和锁紧螺母，所述螺杆穿过缸体的缸筒与所述底座连接，所述压板和锁紧螺母依次套设在所述螺杆的上部，并通过所述锁紧螺母压紧所述缸体，实现缸体的压紧。

进一步的，所述螺杆的底部设有削边螺栓头，所述底座的顶部设有座套，所述座套中心具有适于所述削边螺栓头插入的阶梯孔，所述阶梯孔包括上部长条形孔和下部圆形孔，所述削边螺栓头穿过所述上部长条形孔进入所述下部圆形孔，经旋转钩在所述座套的底部台阶b面上，实现压杆组件底部与底座的连接。

进一步的，位于所述削边螺栓头上方的所述螺杆上还设有挡销，所述挡销的伸出方向与所述削边螺栓头的削边垂直，当所述削边螺栓头位于所述座套的底部台阶b面下方时，所述挡销抵靠在所述座套的上表面c，此时旋转螺杆时，挡销的伸出方向即为削边螺栓头的长端部的指向，从而可以通过挡销的位置确定削边螺栓头是否已经钩在所述座套的底部台阶b面上。

优选的，所述压板的横截面为u形结构，所述压板的u形开口端侧向穿入所述螺杆中。

进一步的，所述座套的顶部设有挡块，所述挡块具有垂直所述长条形孔长边方向的端面d，当所述挡销旋转90°时，所述挡销恰好抵靠在所述挡块的端面d上。

优选的，所述螺杆的顶部还固定有手柄。

优选的，所述定位机构还包括置于所述底座顶部的多个支撑条，所述支撑条呈矩形阵列布置，所述缸体置于所述支撑条上。

进一步的，所述夹紧机构还包括锁紧手柄，所述右支架和左支架上各设置一锁紧手柄，两个所述锁紧手柄从两端压紧所述缸体。

本发明还提供一种发动机缸体两侧面铣削的加工方法，包括以下步骤：

(a)缸体初定位：首先将缸体(此时缸体两侧面为毛坯面)吊入夹具的右支架和左支架之间，缸体置于所述底座上，同时使缸体侧面抵住定位块，实现初定位；

(b)缸体两侧面的定位：调整缸体两侧位置，使缸体两端两个缸孔a位置位于两片量板中间，缸体定位完成；

(c)缸体的夹紧：将压杆组件从缸筒中穿入，压杆组件的底部与底座连接，锁紧压紧结构将所述缸体压紧在压紧结构和底座之间；

(d)铣削加工：开动粗精铣专用机床，对垂直右支架和左支架布置方向的缸体两侧面进行铣削加工；

(e)缸体吊出：铣削完毕后首先将压紧结构松开，取出压杆组件，然后将所述缸体吊出。

本发明的有益效果是：

(1)使用本发明所述的发动机缸体两侧面铣削的夹具，能可靠保证后道工序对缸筒加工时的壁厚均匀，从而保证发动机的可靠工作，提高产品质量。

(2)本发明结合底座、定位块和两组量测组件对缸体进行六个自由度的定位，并且量测组件的定位以缸筒壁为基准面，与现有技术中均以缸体两端毛坯表面为基准的定位方式相比，本发明可以保证铣削时缸筒壁面厚度均匀，有利于冷却液对缸壁均匀冷却，保证发动机可靠工作。

(3)本发明中压杆组件穿过缸体的缸筒与所述底座连接，再通过压紧结构压紧缸体，该压紧方法充分利用缸体内部空间，并且可以有效避免缸体产生移动，压紧效果更好，保证切削精度。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明所述的发动机缸体两侧面铣削的夹具的具体实施方式的主视图；

图2是本发明所述的发动机缸体两侧面铣削的夹具的具体实施方式的俯视图；

图3是本发明所述的发动机缸体两侧面铣削的夹具的具体实施方式的压杆组件的主视图；

图4是本发明所述的发动机缸体两侧面铣削的夹具的具体实施方式的座套的正向剖视图；

图5是本发明所述的发动机缸体两侧面铣削的夹具的具体实施方式的座套的俯视图。

图中，1、支撑条，2、定位块，3、转轴，4、量板，5、缸体，6、螺杆，7、削边螺栓头，8、座套，8-1、上部长条形孔，8-2、下部圆形孔，9、手柄，10、压板，11、锁紧螺母，12、锁紧手柄，14、挡销，15、底座，16、右支架，17、左支架，18、挡块。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“顶”、“底”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。

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“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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，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。

如图1-图3所示，一种发动机缸体两侧面铣削的夹具，包括底座15、右支架16、左支架17、定位机构和夹紧机构；右支架16和左支架17固定于底座15的顶部，缸体5位于右支架16和左支架17之间，放置于底座15上；定位机构包括定位块2和量测组件，定位块2抵在缸体5的端面，右支架16和左支架17上各设置一量测组件，量测组件包括向缸体5方向延伸的两片平行量板4，调整缸体5两侧位置，使缸体5两端两个缸孔位置各自位于两片量板4中间，通过保证缸体两侧面铣削余量对缸孔中心的确切位置关系，来保证后序重要的缸孔孔壁加工余量均匀，定位块2与缸体5的左端或者右端接触，即定位块2和量板4分别用于定位缸体5的两个垂直方向；夹紧机构包括两个压杆组件，每个压杆组件穿过缸体5的缸筒与底座15连接，压杆组件的上部设置有用于竖直压紧缸体5的压紧结构，将压杆组件穿过缸体5的缸筒可以保证压紧后缸体5更稳固，避免铣削表面时缸体5产生晃动，同时也可以避免压紧结构因震动而产生移动。

一种发动机缸体两侧面铣削的加工方法，包括以下步骤：

(a)缸体5初定位：首先将缸体5(此时缸体5两侧面为毛坯面)吊入夹具的右支架16和左支架17之间，缸体5置于所述底座15上，同时使缸体5侧面抵住定位块2，实现初定位；

(b)缸体5两侧面的定位：调整缸体5两侧位置，使缸体5两端两个缸孔a位置位于两片量板4中间，缸体5定位完成；

(c)缸体5的夹紧：将压杆组件从缸筒中穿入，压杆组件的底部与底座15连接，锁紧压紧结构将所述缸体5压紧在压紧结构和底座15之间；

(d)铣削加工：开动粗精铣专用机床，对垂直右支架16和左支架17布置方向的缸体5两侧面进行铣削加工；

(e)缸体5吊出：铣削完毕后首先将压紧结构松开，取出压杆组件，然后将所述缸体5吊出。

实施例1，一种发动机缸体两侧面铣削的夹具，包括底座15、右支架16、左支架17、定位机构和夹紧机构；右支架16和左支架17固定于底座15的顶部，缸体5位于右支架16和左支架17之间，放置于底座15上；定位机构包括定位块2和量测组件，定位块2抵在缸体5的端面，定位块2的布置方向与右支架16和左支架17的布置方向相同，右支架16和左支架17上各设置一量测组件，量测组件包括向缸体5方向延伸的两片平行量板4，量板4与右支架16和左支架17固定，调整缸体5两侧位置，使缸体5两端两个缸孔a位置各自位于两片量板4中间，如图2所示，图中缸体5为三缸发动机，只要通过量板4确定缸体5两端两个缸孔a位置即可，通过保证缸体两侧面铣削余量对缸孔中心的确切位置关系，来保证后序重要的缸孔孔壁加工余量均匀，定位块2与缸体5的左端接触，即定位块2和量板4分别用于定位缸体5的两个垂直方向；夹紧机构包括两个压杆组件，压杆组件包括螺杆6，螺杆6穿过缸体5的缸筒与底座15螺纹连接，底座15上需要设置与两个螺杆6对应的螺纹孔，螺杆6的上部设置有用于竖直压紧缸体5的压紧结构，压紧结构包括压板10和锁紧螺母11，压板10和锁紧螺母11依次套设在螺杆6的上部，并通过锁紧螺母11压紧缸体5，缸体5压紧在压板10和底座15之间，压杆组件与压紧结构的螺纹连接固定方式便于拆装，压板10用于抵在缸筒上表面，为锁紧螺母11提供支撑表面，同时通过间接挤压的方式增大表面摩擦，增大压紧力。

压板10可以采用环形柱状结构，此时需要取出锁紧螺母11后才能将压板10抽离螺杆6，若将压板10与螺杆6一体安装，压杆容易在螺杆6上晃动，给安装带来不便，因此作为优选的，压板10的横截面为u形结构，压板10的u形开口端侧向穿入螺杆6中，这样即使不取出锁紧螺母11也能将压板10取出。

实施例2，在实施例1中，量板4与右支架16或者左支架17固定，由于需要放置缸体5，因此每个量测组件的两片量板4之间的距离需要足够大，保证缸体5能够放入夹具中，但是由于工作人员需要通过肉眼观察确定缸孔a位于两片量板4的中间，若两片量板4的距离过大时会给定位带来困难，并且为了适应更多型号的缸体5，夹具的尺寸需要加大，为此本实施例在实施例1的基础上，将量板4与右支架16或者左支架17由固定连接改进为转动连接，具体为：量测组件还包括转轴3，两片量板4均与转轴3垂直固定，右支架16和左支架17各通过转轴3与量测组件转动连接，量板4可以上下摆动，便于向夹具内放置缸体5，放置缸体5前，将量板4拨动至竖直向上的位置，放入缸体5后，将量板4拨动至图1的位置，改进后两片量板4之间的距离可以缩小，便于观察量板4与缸孔a的相对距离。

实施例3，实施例1和实施例2中，螺杆6与底座15螺纹连接，连接灵活性较差，一旦螺杆6旋紧底座15时发生歪斜将导致锁紧螺母11无法正向压紧缸体5，本实施例在实施例1或实施例2基础上对螺杆6与底座15的连接方式进行改进，具体为：如图1所示，螺杆6的底部设有削边螺栓头7，即螺栓头的两个对应边削平，底座15的顶部设有座套8，座套8中心具有适于削边螺栓头7插入的阶梯孔，阶梯孔包括上部长条形孔8-1和下部圆形孔8-2，削边螺栓头7穿过上部长条形孔8-1进入下部圆形孔8-2，经旋转钩在座套8的底部台阶b面上，实现压杆组件底部与底座15的连接，座套8可以与底座15螺纹连接，也可以采用螺钉固定连接，图1中在底座15上设置两个通孔，两个座套8分别插入两个所述通孔内，采用四个螺钉将每个座套8的肩部与底座15的上表面固定。

由于削边螺栓头7位于座套8的底部，很难观察是否旋转到位，作为优选的，位于削边螺栓头7上方的螺杆6上还设有挡销14，挡销14的伸出方向与削边螺栓头7的削边垂直，此时旋转螺杆6时，挡销14的伸出方向即为削边螺栓头7的长端部的指向，当挡销14转过座套8的长条形孔所在区域时即可确定削边螺栓头7已经钩在座套8的底部台阶b面上。当削边螺栓头7钩在座套8的底部台阶b面上时，挡销14抵靠在座套8的上表面，安装时只要观察挡销14位于座套8上表面即可。并且通过挡销14和削边螺栓头7可以将螺杆6初步固定，便于进一步压紧缸体5。

作为优选的，螺杆6的顶部还固定有手柄9，旋转螺杆6更省力。

实施例4，在实施例1或实施例2或实施例3基础上，如图4和图5所示，座套的顶部设有挡块18，挡块18与座套8一体制作，挡块18具有垂直所述长条形孔长边方向的端面d，当挡销14正向或者逆向旋转90°时，挡销14恰好抵靠在挡块18的端面d上，此时在挡块18的阻碍下挡销14无法继续旋转，从而可以精确控制旋转角度，从图1中可看出，挡销14的长度是超过削边螺栓头7削边的长度，座套8的上部长条形孔8-1的形状与削边螺栓头7的横截面形状一样，所以，挡销14的作用：既保证螺杆6插入深度(挡销14抵靠座套8的上表面c时表示削边螺栓头7已经进入所述下部圆形孔8-2)，又能保证螺杆6旋转90度(挡销14抵靠在挡块18的端面d)，从而可靠钩住座套8。

实施例5，在实施例1或实施例2或实施例3或实施例4的基础上，如图2所示，定位机构还包括置于底座15顶部的四个支撑条1，四个支撑条1呈2*2矩形阵列布置，缸体5置于支撑条1上，当底座15上表面粗糙时，可以通过支撑条1调整缸体5底面平整度。

实施例6，在实施例1或实施例2或实施例3或实施例4或实施例5的基础上，如图1所示，夹紧机构还包括锁紧手柄12，右支架16和左支架17上各设置一锁紧手柄12，两个锁紧手柄12从两端压紧缸体5，与压杆组件共同对缸体5的两个垂直方向进行压紧，压紧效果更好，锁紧手柄12可以市购。

本发明所述发动机缸体两侧面铣削的加工方法的一个具体实施例，包括以下步骤：

(a)缸体5初定位：首先使量测机构的两片量板4保持在竖直朝上位置，接着将缸体5(此时缸体5两侧面为毛坯面)吊入夹具的右支架16和左支架17之间，缸体5放置在四个支撑条1上，同时使缸体5一端抵住定位块2，实现初定位。

(b)缸体5两侧面的定位：将量板4手工扳至图1位置，调整缸体5两侧位置，使缸体5两端两个缸孔a位置位于两片量板4中间，通过保证缸体两侧面铣削余量对缸孔中心的确切位置关系，来保证后序重要的缸孔孔壁加工余量均匀，缸体5定位完成。

(c)缸体5的夹紧：首先将压杆组件从缸筒中穿入，将削边螺栓头7对准放入与之相配的座套8孔中，使压杆组件上的挡销14抵靠在座套8的上表面c，然后抓住压杆组件的手柄9旋转90°，使挡销14抵靠在挡块18端面d，此时，削边螺栓头7勾住座套8底部台阶b面，接着将两压板10穿入压杆组件的螺杆6中，用扳手拧紧锁紧螺母11，将缸体5压紧在底部四个支承条上，最后拧紧两锁紧手柄12，使缸体5完全定位压紧在夹具中。

(d)铣削加工：开动粗精铣专用机床，对垂直右支架16和左支架17布置方向的缸体5两侧面进行铣削加工。

(e)缸体5吊出：铣削完毕后，首先用扳手拧松锁紧螺母11，抽出压板10，抓住压杆组件的手柄9旋转90°抽出，然后将两片量板4手工扳动至竖直朝上位置，接着拧退两压紧手柄12，最后将所述缸体5吊出。

使用本发明所述的夹具加工缸体5两侧面后，能可靠保证后道工序对缸筒加工时的壁厚均匀，从而保证发动机的可靠工作，提高产品质量。

在本说明书中，对所述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例中以合适的方式结合。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。