一种汽车排气管联排法兰端面修正装夹工装的制作方法

本发明涉及法兰夹具，具体涉及一种汽车排气管联排法兰端面修正装夹工装。

背景技术：

1、法兰是一种机械连接部件，通常用于连接管道、阀门、泵和其他设备的各种组件，法兰通常是平面或凸起的环形结构，由螺栓和螺母固定在一起，它的设计目的是在连接时提供稳固的连接，并确保连接部件之间的密封性，使用法兰可以方便地连接和拆卸各种设备，这对于管道系统的安装、维护和更换零部件非常有用，常见的常规的法兰都为单个环形，而联排法兰通常为多个常规法兰的集合，一般为一排常规法兰呈线性排布的结合，在汽车排气系统中，联排法兰用于连接多个排气管，通常是多缸发动机的排气管，这些排气管会在联排法兰端面上汇集在一起，形成一个集成的排气系统，所以对于其端面加工要求较高，这就将对联排法兰的装夹工装有较高的要求。

2、对于联排法兰这个工件，首先是由于联排法兰过长，会导致联排法兰受到夹具两端的夹持力时，会出现弯曲或变形，特别是在工件材料比较柔软或薄的情况下更容易发生，其次，较长的工件会在夹具中产生不平衡，导致工件在加工过程中晃动或摇摆，从而影响加工质量和精度，而且，对于较长的工件夹具的夹持位置需要额外的精确调整，以确保工件在加工过程中保持正确的位置和姿态。

3、对此，常见的解决办法有在夹具接触工件的部位使用合适的垫片和软垫，以减少夹具对工件表面的摩擦和压力，从而避免在夹持点产生变形或损伤，其次，是通过操作人员的调试检测之后增加辅助支撑点，确保工件在加工过程中保持稳定，最后，在夹持过程中，通过使用专用的工装和定位辅助工具，以确保工件正确的位置和姿态，但是，在夹具接触工件的部位使用垫铁和软垫，减少了工件受压大小，但是也会使工件在加工的过程中发生一定颤动导致夹持松动，而且，增加辅助支撑点提高了稳定性的同时，也给操作人员带来了一定的要求，辅助支撑点如果没有添加至合适位置时，辅助支撑点会失去作用也会导致工件应力更加集中产生材料形变弯曲等，还有的是，使用专用的工装或者定位辅助工具能有效调整工件位置，可是使用专用的工装或者定位辅助工具大大提高了加工成本。

4、鉴于以上情况，为了克服上述技术问题，本发明设计了一种汽车排气管联排法兰端面修正装夹工装，解决了上述技术问题。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是：首先是由于联排法兰过长，会导致联排法兰受到夹具两端的夹持力会出现弯曲或变形，其次，较长的工件会在夹具中产生不平衡，导致工件在加工过程中晃动或摇摆，从而影响加工质量和精度，而且，对于较长的工件夹具的夹持位置需要额外的精确调整，以确保工件在加工过程中保持正确的位置和姿态。

2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、本发明提供以下技术方案，一种汽车排气管联排法兰端面修正装夹工装，包括底座、夹紧机构、定位机构和辅助稳定机构，所述底座固定安装在工作台上，所述夹紧机构固定安装在底座上，所述夹紧机构通过多向位置使法兰贴合进行轴向夹持，所述定位机构固定安装在底座的底端，所述定位机构通过推力集中对法兰进行径向夹持，所述辅助稳定机构固定安装在底座的两端，所述辅助稳定机构通过扳动限位对法兰进行加固稳定。

4、在装夹联排法兰时，首先将联排法兰放置在底座上，通过手摇握柄将底座进行推动夹紧，此时，定位机构受传动架的作用使支撑架向前方收紧，当联排法兰放置位置偏移时，定位机构将会在工作的过程中先碰触到联排法兰并对联排法兰进行位置居中矫正，进行定位的同时还能对联排法兰径向进行夹持夹紧，之后，夹紧机构也随着推动与联排法兰轴向进行贴合，此时，夹紧机构对联排法兰完全夹紧贴合，当需要进行钻孔加工时，由于钻孔会受到大幅度不规则抖动，此时可以将辅助稳定机构进行扳动将辅助稳定机构夹紧杆贴合联排法兰，再进行卡紧对联排法兰进行二次固定，使联排法兰具有更高的稳定性。

5、所述夹紧机构包括固定板、主动转向块、转向槽、连接转向块、受力槽、传动块、传动槽、转向板和夹紧块，所述固定板固定安装在底座上，所述主动转向块滑动连接在固定板上，所述转向槽开设在主动转向块的两端，所述转向槽关于主动转向块的对称中心线镜像分布，两个所述转向槽的间距值为2mm-3mm，使转向槽上连接转向块在受到力的作用时进行转动并不会贴合在一起造成碰撞或者导致摩擦总而使夹紧机构不易滑动；

6、所述连接转向块滑动安装在转向槽的内部，所述连接转向块的直径值与所述主动转向块的直径值比为1：2，可以使连接转向块在受到力的作用时可以更加灵敏的转动，并能将两端受到的力较为集中的传递至主动转向块使主动转向块进行滑动，所述受力槽开设在连接转向块的两端，所述传动块滑动安装在受力槽内，所述传动槽开设在传动块的两端，所述转向板固定安装在传动槽的中央，所述转向板的横截面形状为椭圆形，使夹紧块能受到稳定的支撑力，并能使重力或者压力沿椭圆边缘均匀分散从而减小重力或压力增加使用寿命；

7、所述夹紧块转动安装在转向板的上端，且夹紧块关于转向板的对称中心线镜像排布，所述主动转向块、转向槽、连接转向块、受力槽、传动块和传动槽的横截面形状都为弧形，所述夹紧块的横截面形状为心形，使夹紧块在与各种曲面的工件贴合时有更小的圆弧边去贴合工件曲面细节处，使装夹更加具有稳定性，且转向槽、受力槽和传动槽表面的粗糙度都为ra0.8-ra1.6，可以使槽与块之间具有较小摩擦系数，从而使受力滑动顺畅不易有阻尼感；

8、所述连接转向块的数量值与传动块的数量值与夹紧块的数量值比为1：2：4，当对工件进行夹紧时，多个夹紧块可以对工件表面各处进行紧密贴合，并在受力过程中受到多处挤压力的引导将力从夹紧块传导至传动块，再传递至连接转向块，最后传递至主动转向块使其转向块各处进行受力的同时进行精确的滑动，且主动转向块、连接转向块、传动块和夹紧块材料都为铝合金材质，并对表面进行金属镀层处理，使其在长时间的工作过程中减少摩擦从而提高使用寿命；

9、所述夹紧机构包括固定板、主动转向块、转向槽、连接转向块、受力槽、传动块、传动槽、转向板和夹紧块之间滑动贴合处为梯形，使贴合处具有较好的稳定性不易挣脱并减少晃动，且贴合处之间为间隙配合，间隙为0.001mm-0.002mm之间，使滑动过程中具有更小摩擦力的同时保证滑动的稳定性。

10、夹紧机构在对联排法兰进行夹紧时，首先，夹紧块会碰触到联排法兰外端圆弧边缘，此时夹紧块受到底座推力的传导，碰触到联排法兰的各处夹紧块会随着联排法兰的外端圆弧形状进行大幅度转动，使夹紧块自身完全贴合于圆弧表面形成包裹状态，此时，夹紧块会将推力传导至传动块上，使传动块进行中等幅度滑动，从而带动夹紧块整体滑动，使夹紧块具有更大转动范围，使夹紧块能对联排法兰更多细节处进行完美贴合从而达成更加稳定的夹持效果；

11、当传动块进行滑动的同时，会带动连接转向块进行滑动，并带动主动转向块进行滑动，由于传动块向主动转向块直径值逐渐增大，推力所带来的滑动幅度也会随着直径值大小的增大逐渐减少，滑动幅度由传动块向主动转向块依次递减，从而使夹紧机构具有较缓慢且较精准的定位并能对联排法兰进行完美包裹式贴合夹紧，使联排法兰具有更好的稳定性。

12、所述定位机构包括伸缩孔、滑动柱、夹紧板、支撑架、滑槽和传动架，所述伸缩孔开设在底座的两侧，所述滑动柱同轴心固定安装在伸缩孔的中央，所述夹紧板滑动安装在滑动柱的上端，所述支撑架滑动安装在夹紧板的底端，且支撑架与底座的底端滑动连接，所述滑槽开设在支撑架的中间，所述滑槽的横截面形状为环形，所述滑槽的排布方式为关于支撑架对称中心线镜像排布，且倾斜角度为45°-60°；

13、当角度小于45°时，夹紧机构的滑动行程会较长，夹紧力会较小无法有效对联排法兰造成径向固定，当角度大于60°时，夹紧机构的滑动行程会较短，夹紧力会偏大，会对联排法兰造成一定损伤，所述传动架固定安装在支撑架的中央，且传动架顶端与底座的一端同轴心滑动连接；所述夹紧板的横截面形状为l形，使底座具有更高稳定性的同时上端具有较好的支撑性，所述夹紧板的顶端为直角梯形，所述夹紧板的顶端内侧排布有密集齿形纹路，可以在夹持联排法兰的同时增加更多阻力防止联排法兰晃动。

14、当螺杆带动夹紧机构对联排法兰两端进行夹持的时候，此时，通过传动架内固定安装的滑动轴承，螺杆通过与传动架内的滑动轴承滑动连接进而带动传动架使支撑架进行移动，从而使支撑架受到推力作用，使夹紧板在滑动柱上进行滑动，由于滑槽呈一定角度倾斜，会使夹紧板受到推力作用时沿着滑动柱对向滑动，由于支撑架中两端滑槽前端间距窄后端间距宽，当初始位置在后端较宽间距处时，受到螺杆推动后，夹紧板随着支撑架的向左移动进行两端向内的夹紧运动，当夹紧板上端接触到联排法兰时，会对联排法兰进行径向的对向夹持，从而对联排法兰进行径向的矫正，将联排法兰矫正至底座中央，并对联排法兰进行夹持固定使联排法兰获得径向的定位固定。

15、所述底座包括壳体、滑动槽、螺杆、握柄、滑动块、支撑板和限位板，所述壳体固定安装在工作台的上端，所述滑动槽开设在壳体的中间，所述滑动槽表面粗糙度为ra0.8-ra1.6，使滑动槽具有较小的摩擦阻尼，使滑动槽保证滑动性能的同时不易磨损，所述螺杆转动安装在壳体的中央，所述握柄同轴心滑动安装在螺杆右端的中央，所述滑动块固定安装在螺杆的左侧，且滑动块与滑动槽间隙配合，间隙为0.001mm-0.003mm，使滑动块与滑动槽之间的阻力变小，不会因为阻力较大无法进行顺畅滑动；

16、所述支撑板固定安装在壳体的左端两侧，所述限位板固定安装在壳体的右端两侧；所述滑动槽与滑动块的横截面形状为t形，使底端贴合于滑动槽底端进行晃动的抑制，上端还可以与滑动槽顶部的两侧进行贴合保证滑动的平稳性，进行双重的晃动抑制，所述滑动槽表面进行渗碳处理，可以使滑动槽表面耐磨性增强，不易因长时间摩擦导致损耗松动，所述滑动块的上端厚度值与下端的厚度值比为5:1，上端与下端适当厚度比使整体重量较轻，且在滑动的过程中，底端较薄厚度不会对上端带来较大向下载荷，使其重心集中于上端，从而让滑动块在滑动的过程中受力较小进而减小摩擦力。

17、当操作人员手摇握柄时，可以通过螺杆对夹紧机构进行移动的同时，还能带动定位机构对联排法兰进行径向位置的定位、矫正、固定以及夹紧，并在夹紧的同时使夹紧机构对轴向位置进行夹紧固定，使联排法兰获得四个方向力的夹紧固定，从而使应力进行分散不会集中于联排法兰中央处产生弯曲变形。

18、所述辅助稳定机构包括固定支座、转动轴、拉动杆、连接轴、传动板、固定杆、固定轴、传动轴和夹紧杆，所述固定支座固定安装在支撑板的上端，所述转动轴固定安装在固定支座的右上角，所述拉动杆转动安装在转动轴的上端，所述连接轴的一端固定安装有传动板的一端，所述连接轴的另一端穿过传动板和拉动杆并转动连接有固定杆，所述固定轴固定安装在固定支座的下方，所述传动板的一端转动连接在连接轴的上端，所述传动板的另一端固定安装有传动轴，所述夹紧杆的上端转动连接在传动轴的上端，所述夹紧杆的下端转动连接在固定轴的上端。

19、当夹紧机构以及定位机构对联排法兰进行夹紧固定后，将辅助机构拉动杆拉起，将夹紧杆放置于联排法兰端面外端处，使联排法兰的中央在加工的过程中获得双重固定夹紧，从而抑制联排法兰由于过长导致应力集中的问题，进行对集中的应力进行分散，从而保证联排法兰的加工更加稳定。

20、综上所述，本发明相较于现有技术而言，所具备的优点在于：

21、1.本发明的一种汽车排气管联排法兰端面修正装夹工装，通过夹紧机构对联排法兰两端曲面进行自行滑动以及转动，使夹紧机构对联排法兰两端圆弧曲面进行包裹式夹紧，进行对曲面的完美贴合，使联排法兰两端曲面从多个方向获得夹持力，从而抵消加工时带来的晃动或摇摆，从而保证加工质量以及精度，还可以对大小直径不一的联排法兰两端进行夹持实现了高适应性。

22、2.本发明的一种汽车排气管联排法兰端面修正装夹工装，通过底座中螺杆的转动对夹紧机构进行推动的同时，对定位机构也进行同步推动，使定位机构向内对向夹紧，对放置于底座上端的联排法兰进行方向的修正，并进行径向的夹紧，使联排法兰进行径向的应力分散，从而防止联排法兰受到夹具两端的夹持力形成应力集中导致弯曲或变形。

23、3.本发明的一种汽车排气管联排法兰端面修正装夹工装，通过辅助稳定机构对夹紧过后的联排法兰进行二次夹持保证加工过程中联排法兰具有更高的稳定性，也可以进行适当的应力分散，并确保以确保工件在加工过程中保持正确的位置和姿态。