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        重型推土機一種用于機油泵體端面和孔的車削加工的一次性裝夾夾具的制作方法2020-11-27 13:29:14

        一種用于機油泵體端面和孔的車削加工的一次性裝夾夾具的制作方法

        重型推土機本發明涉及機床加工技術領域,尤其涉及一種用于機油泵體端面和孔的車削加工的一次性裝夾夾具。



        背景技術:

        機油泵體(本發明簡稱為工件)是機油泵的重要組成零件(如圖1所示)。機油泵是不斷地把發動機油底殼里的機油送出去以達到潤滑發動機各個需要潤滑的零件的目的。機油泵體在整個機油泵中起著重要的作用,泵體的尺寸精度,表面粗糙度直接影響機油泵的工作穩定性和泵的使用壽命。

        機油泵體用的是金屬型毛坯鑄件,材料為ht200,毛坯重量約為3kg;鑄件經回火、除應力處理,硬度為187-210hbw,生產類型為中批量生產。

        按照制定好的工藝路線,機油泵體的工序前五道工序為:第一道:劃線;第二道:a面加工:第三道:b面、c面、d面加工;第四道:e面加工;第五道:f面和孔加工,其中第五道機械加工(車削加工)工序的具體內容是:(參見圖1-圖3)

        (1)以b面、c面和e面定位,在a面處夾緊,粗、精車f面。

        (2)粗、精車大孔和小孔,并倒角0.5mm*45°。

        由于大孔和小孔的中心高度不同,現有技術中在粗、精車大孔和小孔時需要經過兩次裝夾工件的操作,兩次裝夾后會導致工件位置出現偏差,造成大孔和小孔的表面車削精度降低。



        技術實現要素:

        為了解決現有技術中機油泵體進行第五道機械加工時需要多次裝夾,導致工件位置出現偏差,車孔精度降低的技術問題,本發明提供了一種用于機油泵體端面和孔的車削加工的一次性裝夾夾具來解決上述問題。

        本發明解決其技術問題所采用的技術方案是:一種用于機油泵體端面和孔的車削加工的一次性裝夾夾具,包括夾具體、支撐座和壓緊組件,所述夾具體與外部結構固定,適于定位工件的后端面;所述支撐座與所述夾具體活動連接,支撐座適于定位工件的底面和內側面;所述壓緊組件與所述支撐座連接,適于壓緊工件;支撐座能夠相對夾具體沿垂直工件的底面方向作往復運動;支撐座能夠分別在第一工作位置和第二工作位置與夾具體固定連接,且所述第一工作位置和第二工作位置的高度差等于工件的大孔中心與小孔中心的高度差。

        本發明中夾具體為固定部件,壓緊組件和支撐座同步運動,支撐座和夾具體共同對工件定位,并且夾具體僅用于定位工件的后端面,限制工件前后方向的移動,當工件裝夾完成后,工件、支撐座和壓緊組件則成為一個整體,工件的前端面為待加工面f,在第一工作位置和第二工作位置都可以對前端面進行加工,而加工大孔和小孔則需要分別在第一工作位置和第二工作位置加工,當切換第一工作位置和第二工作位置時,只需要使支撐座相對夾具體運動即可,工件和壓緊組件能夠隨支撐座同步運動,無需完全拆卸夾具,只需要保證第一工作位置和第二工作位置的位置精確度即可,可以最大限度地降低定位誤差,保證車孔精度。

        進一步的,所述夾具體上具有第一定位孔和第二定位孔,所述支撐座上具有第一銷孔和第二銷孔;當支撐座位于第一工作位置時,所述第一定位孔與所述第一銷孔連通,當支撐座位于第二工作位置時,所述第二定位孔與第二銷孔連通。

        進一步的,第一定位孔和第一銷孔以及第二定位孔和第二銷孔均通過手拉式定位銷連接。

        進一步的,所述支撐座上設置有腰型孔,固定螺栓穿過所述腰型孔與所述夾具體固定。

        進一步的,所述支撐座的頂部具有適于定位所述工件的底面和內側面的支承板。

        進一步的,所述壓緊組件包括壓板、螺柱、螺母和彈簧,所述壓板包括抵在支撐座的上表面的導柱和抵在所述工件的上表面的壓塊,所述導柱與所述支撐座之間形成適于容納所述彈簧的容納腔,螺柱穿過所述導柱與所述支撐座固定,所述螺母與所述螺柱螺紋連接、并通過所述導柱擠壓所述彈簧。

        進一步的,位于所述支撐座上方的夾具體上還固定有配重塊。

        優選的,所述夾具體的中心具有向軸向一端凸出的柱狀凸臺,所述柱狀凸臺與所述工件的后端面貼合布置。

        進一步的,所述夾具體上朝向所述支撐座的一端具有豎直槽,所述支撐座上設有適于卡在所述豎直槽內的定位鍵。

        優選的,所述夾具體的中心具有孔徑大于或者等于工件的小孔孔徑的通孔。

        本發明的有益效果是:

        (1)本發明所述的用于機油泵體端面和孔的車削加工的一次性裝夾夾具,利用夾具體和支撐座共同定位工件,壓緊組件固定工件,并且能夠在不拆除壓緊組件的情況下使工件在第一工作位置和第二工作位置之間切換,僅需要一次裝夾即可完成機油泵體第五道機械加工工序,并且能夠最大限度地降低位置切換帶來的定位誤差,保證加工精度。

        (2)本發明利用設置在夾具體和支撐座上的兩組不同時對應的定位孔和銷孔實現第一工作位置和第二工作位置的固定,固定方式簡單,定位精度高。

        (3)本發明中所述夾具體用于定位工件的后端面,當支撐座在第一工作位置和第二工作位置之間切換時,工件始終貼合在夾具體端面上,只需要保證第一工作位置和第二工作位置的高度精度,工件的裝夾精度即可得到保障,從而大大提高工件加工的精度。

        (4)本發明中,所述壓緊組件與支撐座共同作用壓緊工件,壓緊組件與支撐座之間設置有彈簧,一方面可以提高壓緊力,另一方面可以根據工件的高度不同靈活調整壓板與支撐座的距離。

        (5)本發明中,所述夾具體上還設置有配重塊,使夾具體的上下和左右重量對稱,避免夾具體因受力不均而斷裂。

        附圖說明

        下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。

        圖1是本發明適用的工件的立體圖;

        圖2是圖1所示工件的主視圖;

        圖3是圖2的g-g向剖視圖;

        圖4是本發明所述的用于機油泵體端面和孔的車削加工的一次性裝夾夾具的具體實施方式的立體圖;

        圖5是圖4所示夾具的主視圖;

        圖6是圖4所示夾具的正向剖面圖;

        圖7是支撐座處于第二工作位置時,圖5的m-m向剖視圖;

        圖8是圖5的h-h向剖視圖;

        圖9是支撐座處于第二工作位置時,圖5的j-j向剖視圖;

        圖10是支撐座處于第二工作位置時,圖5的k-k向剖視圖;

        圖11是支撐座處于第一工作位置時,圖5的j-j向剖視圖;

        圖12是支撐座處于第一工作位置時,圖5的k-k向剖視圖;

        圖13是本發明中所述夾具體的立體圖;

        圖14是本發明中所述夾具體的主視圖;

        圖15是本發明中所述支撐座的主視圖。

        圖中,1、夾具體,101、豎直槽,102、第一定位孔,103、第二定位孔,104、固定孔,105、柱狀凸臺,106、通孔,2、支撐座,201、腰型孔,202、第一銷孔,203、第二銷孔,3、壓緊組件,301、壓板,3011、導柱,30111、肩部,3012、壓塊,302、螺柱,303、螺母,304、彈簧,305、容納腔,4、工件,401、后端面,402、底部凹槽,4021、底面,4022、內側面,404、大孔,405、小孔,5、固定螺栓,6、定位鍵,7、手拉式定位銷,701、定位銷,702、導套,703、把手,704、復位彈簧,705、限位銷,8、配重塊,9、支承板。

        具體實施方式

        下面詳細描述本發明的實施例,所述實施例的示例在附圖中示出,其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的,僅用于解釋本發明,而不能理解為對本發明的限制。

        本發明所適用的工件4結構如圖1-圖3所示,工件4具有后端面401(即面e)、底面4021(即面b)和內側面4022(即面c),底面4021和內側面4022為工件4的底部凹槽402的內表面,待加工面有三個,分別為位于前端面的面f、以及大孔404和小孔405。

        為便于理解,本發明將工件4按圖1所示方位置于坐標系中,工件4的前后方向為y軸方向,前方為y軸正向;工件4的左右方向為x軸方向,右方為x軸正向;工件4的上下方向為z軸方向,上方為z軸正向。

        一種用于機油泵體端面和孔的車削加工的一次性裝夾夾具,包括夾具體1、支撐座2和壓緊組件3,夾具體1與外部結構固定,適于定位工件4的后端面401;支撐座2與夾具體1活動連接,支撐座2適于定位工件4的底面4021和內側面4022;壓緊組件3與支撐座2連接,適于壓緊工件4;支撐座2能夠相對夾具體1沿垂直工件4的底面4021方向作往復運動;支撐座2能夠分別在第一工作位置和第二工作位置與夾具體1固定連接,且第一工作位置和第二工作位置的高度差等于工件4的大孔404中心o1與小孔405中心o2的高度差。

        如圖4-圖6所示,支撐座2、壓緊組件3和工件4均位于夾具體1的前方,夾具體1的前端面與工件4的后端面401貼合,用于限制工件4沿y軸移動、繞x軸和繞z軸旋轉的自由度,支撐座2的第一工作位置和第二工作位置用于固定支撐座2的z軸位置,支撐座2卡在工件4的底部凹槽402內,用于限制工件4沿x軸移動、沿z軸移動和繞y軸旋轉的自由度,從而實現工件4的六個自由度定位,最后通過壓緊組件3固定。當支撐座2在第一工作位置和第二工作位置之間切換時,夾具體1與工件4的貼合面位置不變,也就是工件4沿y軸移動、繞x軸和繞z軸旋轉三個自由度始終被限制,同時工件4與支撐座2之間通過壓緊組件3相對固定,工件4沿x軸移動、沿z軸移動和繞y軸旋轉三個自由度始終被支撐座2限制,只需要沿豎直方向移動支撐座2,與多次裝夾工件4相比,本發明的定位精度大大提高。

        第一工作位置的高度高于第二工作位置的高度,從圖1中可以看出大孔404位于前方,因此先加工大孔404,后加工小孔405,首先使支撐座2位于第一工作位置,刀具可以加工大孔404,接著調整支撐座2至第二工作位置,刀具位置不變的情況下加工小孔405。

        當支撐座2分別位于第一工作位置和第二工作位置時,支撐座2和夾具體1可以通過固定螺栓5連接,固定螺栓5拆裝方便,當需要切換兩個工作位置時只需要拆除固定螺栓5即可。另外,支撐座2上設置有腰型孔201,固定螺栓5穿過腰型孔201與夾具體1固定,如圖4、圖13-圖15所示,夾具體1上具有兩個固定孔104,支撐座2上具有兩個與固定孔104連接的腰型孔201,當支撐座2沿豎直方向在第一工作位置和第二工作位置之間切換時,固定螺栓5始終能夠通過腰型孔201與固定孔104連接。

        本發明需要保證支撐座2相對夾具體1沿直線運動,也就是沿z向運動,使支撐座2運動過程中僅z向位置發生變化,因此需要在支撐座2和夾具體1之間設置限位結構,在本發明的一個具體實施例中,如圖8和圖13所示,夾具體1上朝向支撐座2的一端具有豎直槽101,支撐座2上設有適于卡在豎直槽101內的定位鍵6。定位鍵6可以與支撐座2一體制作成型,也可以通過螺釘與支撐座2固定。

        支撐座2在第一工作位置和第二工作位置的定位可以但不僅限于采用如下結構實現:夾具體1上具有第一定位孔102和第二定位孔103,支撐座2上具有第一銷孔202和第二銷孔203;當支撐座2位于第一工作位置時,第一定位孔102與第一銷孔202連通,當支撐座2位于第二工作位置時,第二定位孔103與第二銷孔203連通,使用銷軸同時穿過第一定位孔102和第一銷孔202或者同時穿過第二定位孔103和第二銷孔203即可。

        第一銷孔202和第二銷孔203的高度相等(如圖15所示),第一定位孔102的高度高于第二定位孔103的高度(如圖14所示),當支撐座2位于第一工作位置時,第一定位孔102與第一銷孔202連通,此時第二定位孔103的高度低于第二銷孔203的高度,銷軸同時穿過第一銷孔202和第一定位孔102即可使支撐座2和夾具體1位置固定(如圖11和圖12所示),最后通過固定螺栓5鎖緊;當需要切換至第二工作位置時,旋松固定螺栓5,第一銷孔202和第二銷孔203隨支撐座2下移,直至第二銷孔203與第二定位孔103貫通,此時第一定位孔102的高度高于第一銷孔202的高度,銷軸同時穿過第二銷孔203和第二定位孔103即可使支撐座2和夾具體1位置固定(如圖7、圖9和圖10所示),最后通過固定螺栓5鎖緊。

        本發明中用于連接第一銷孔202和第一定位孔102以及連接第二銷孔203和第二定位孔103的銷軸優選用手拉式定位銷7,手拉式定位銷7的具體結構與專利號為cn102862063a的發明專利中的定位銷701結構相同,包括如圖12所示,定位銷701、導套702、復位彈簧704、限位銷705和把手703,安裝時將導套702與支撐座2固定,把手703位于支撐座2一側,定位銷701的大口徑端伸入夾具體1內,以連接第一定位孔102和第一銷孔202的手拉式定位銷7為例,當第一定位孔102和第一銷孔202貫通時,復位彈簧704伸長,定位銷701伸入第一定位孔102內,當需要切換至第二工作位置時,向前拉出手拉式定位銷7,復位彈簧704收縮,使定位銷701脫離第一定位孔102,當到達第二工作位置后,第一銷孔202處的手拉式定位銷7抵在夾具體1的表面,使用手拉式定位銷7操作方便,能夠實現快速定位。

        在本發明的一個具體實施例中,如圖6所示,支撐座2的頂部具有適于定位工件4的底面4021和內側面4022的支承板9。支承板9近似呈矩形板狀結構。

        壓緊組件3可以但不僅限于采用如下結構:包括壓板301、螺柱302、螺母303和彈簧304,壓板301包括抵在支撐座2的上表面的導柱3011和抵在工件4的上表面的壓塊3012,導柱3011與支撐座2之間形成適于容納彈簧304的容納腔305,螺柱302穿過導柱3011與支撐座2固定,螺母303與螺柱302螺紋連接、并通過導柱3011擠壓彈簧304。如圖6所示,導柱3011的中部具有徑向向內延伸的肩部30111,容納腔305位于肩部30111和支撐座2之間,螺母303壓在肩部30111的上方,壓塊3012壓在工件4的面a上,工件4在壓緊組件3和支撐座2的共同作用下壓緊。

        由于支撐座2和壓緊組件3主要位于夾具體1的下方,當加工工件4時,夾具體1會受到很大的剪切應力,為此作為優選的,位于支撐座2上方的夾具體1上還固定有配重塊8,如圖1和圖6所示,配重塊8呈弧形結構,以夾具體1的豎直中心為對稱軸對稱布置在夾具體1的上方,使夾具體1上受力均勻。

        在本發明的一個具體實施例中,夾具體1的中心具有向軸向一端凸出的柱狀凸臺105,柱狀凸臺105與工件4的后端面401貼合布置,柱狀凸臺105與夾具體1一體制作成型,柱狀凸臺105的設置可以減少夾具體1與工件4的接觸面積,提高定位精度,同時柱狀凸臺105可以拉大工件4和壓緊組件3與夾具體1之間的距離,避免夾具結構過于緊湊。。

        如圖8所示,小孔405的端面與夾具體1貼合,當加工小孔405時,刀具很容易接觸到夾具體1表面,為此,在本發明的一個具體實施例中,夾具體1的中心具有孔徑大于或者等于工件4的小孔405孔徑的通孔106,這樣可以避免夾具體1對小孔405的加工產生干涉。

        在本發明的描述中,需要理解的是,術語“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“軸向”、“徑向”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系,僅是為了便于描述本發明和簡化描述,而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作,因此不能理解為對本發明的限制。

        此外,術語“第一”、“第二”等僅用于描述目的,而不能理解為指示或暗示相對重要性。

        在本說明書中,對所述術語的示意性表述不一定指的是相同的實施例。而且,描述的具體特征、結構、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例中以合適的方式結合。

        以上述依據本發明的理想實施例為啟示,通過上述的說明內容,相關工作人員完全可以在不偏離本項發明技術思想的范圍內,進行多樣的變更以及修改。本項發明的技術性范圍并不局限于說明書上的內容,必須要根據權利要求范圍來確定其技術性范圍。

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