一种曲轴连杆轴径加工工装系统技术方案

本发明专利技术公开了一种曲轴连杆轴径加工工装系统，属于工装夹具技术领域。包括夹具框架，夹具框架底部设置用于与床导轨固定安装的定位面，所述夹具框架前端由外至内依次安装莫氏锥度轴、电磁离合器、分度结构和夹具装置；所述夹具框架后端由外至内依次安装莫氏锥度轴、电磁离合器和夹具装置。本发明专利技术与普通曲轴磨床组合使用，初始调试简单易行；能充分发挥曲轴磨床工艺能力，最大限度减少对操作人员的技能要求；达到在满足加工技术要求的前提下，提高产品质量稳定性和加工速率的效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及工装夹具
，特别是一种可用于六缸发动机曲轴连杆轴颈粗、精加工的夹具。
技术介绍
曲轴功能参数：曲轴是保证多缸内燃机对外输出特性的五大核心零件之一，其主要几何精度参数包括曲轴回转中心同轴度、同相位连杆轴颈同轴度、不同相位连杆轴颈相对回转中心跳动、不同相位连杆轴颈相对回转中心圆周相位差等。曲轴与缸体、连杆、活塞组成曲柄滑块机构将内燃形成的气体压力转变成旋转动力输出。工艺现状：曲轴生产除了具有轴类的一般加工规律外，还具有其独特的结构、工艺特点，主要有形状复杂、刚性差、技术要求高等，加工过程应针对性采取相应措施。目前国内曲轴加工多采用普通机床和专用机床组成的多工序流水线，制造过程存在质量控制、生产效率、自动化程度等问题。如：(1)粗加工过程，常用多刀车床车削曲轴主轴颈及连杆轴颈，由于工序质量的稳定性受机床、夹具、操作、检测等因素影响较大，欲保证成品精度需要留有较大的精加工余量；(2)精加工过程，采用专用曲轴磨床(如MQ8260)在普通曲轴夹具上完成粗磨-半精磨-精磨-抛光，操作者在安装、调整、加工、检测过程需要较高技能，严重影响加工效率和产品质量的稳定性。六缸发动机曲轴工艺分析：六缸发动机曲轴结构特点：1)六个连杆轴颈两两同轴，轴心线与曲轴主轴颈中心平行，且以其为基准按120°圆周分布；2)曲轴主轴颈中心与各连杆轴颈中心偏心距相等；3)在每处连杆轴颈位置设计配重，保证曲轴质量中心与几何中心重合。连杆轴颈加工是制约曲轴生产的瓶颈工艺之一：1)专用夹具保证六处连杆轴颈两两同轴，且与加工机床主轴同轴，加工过程相对曲轴主轴颈偏心距尺寸精度及平行度稳定；2)能以曲轴主轴线为基准，圆周精准分度120°，一次安装完成六处连杆轴颈加工；3)夹具自带配重，保证加工过程夹具及工件整体质量中心与机床主轴回转中心重合。
技术实现思路
本专利技术的专利技术目的是，针对上述问题，提供一种曲轴连杆轴径加工工装系统，运用机、电、算一体化控制技术，通过设计基准、工艺基准、检测基准三基重合的途径，一次安装定位，完成全部连杆轴颈加工。最大限度降低了机床、工装、人员对加工误差的影响程度，有效提高曲轴连杆轴颈加工质量的稳定性和加工效率。为达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：本专利技术通过以下技术手段实现：一种曲轴连杆轴径加工工装系统，包括夹具框架，夹具框架底部设置用于与床导轨固定安装的定位面，所述夹具框架前端由外至内依次安装莫氏锥度轴、电磁离合器、分度结构和夹具装置；所述夹具框架后端由外至内依次安装莫氏锥度轴、电磁离合器和夹具装置；所述莫氏锥度轴分别通过轴承同轴安装在夹具框架的前端和后端并朝向向外；所述电磁离合器一端同轴连接莫氏锥度轴，另一端同轴连接夹具装置；所述夹具装置包括旋转盘、V型铁和弧形压盖，旋转盘与电磁离合器同轴连接，V型铁通过滑芯偏心设置在旋转盘相对电磁离合器的一端，滑芯与旋转盘的轴心线平行；所述弧形压盖设置在V型铁的V型开口一端，弧形压盖一端与V型铁转动连接并能够翻转使得弧形压盖与V型铁盖合，弧形压盖内弧面正对V型开口，弧形压盖另一端通过螺栓与V型铁连接；V型铁上相对V型开口的一端通过细牙螺栓设有配重；所述V型铁的V型面与旋转盘的轴心线平行；所述分度结构包括换向装置和锁紧装置，所述换向装置和锁紧装置分别连接滑芯。本方案中为通过夹具框架组合的一体式夹具，利用夹具框架上的定位面作基准固定在曲轴磨床指定位置；其可分为主轴和尾架两部分，分别对应连接机床的主轴和尾架。选择曲轴端面基准作轴向定位基准，两端主轴颈外圆表面作中心基准，实现工件连杆轴颈精加工前在夹具中的定位。初始时，通过设置V型铁的V型开口一端同一位置并水平设置，曲轴对应安装在两V型铁之间，安装轴端相对旋转盘偏心设置；但由于曲轴中间的轴颈其处于不同的轴心线上，在加工时需要使其与机床主轴的旋转轴线同轴以进行加工。而V型铁的偏心设置是针对上述情况设置的，V型铁在夹持曲轴后，通过分度结构调节滑芯圆周精确旋转，并使得待加工的轴颈的轴心线可以调节到与机床主轴的旋转轴线同轴，并通过分度结构固定。这样旋转盘和V型铁相对固定，待加工的轴颈与机床主轴同轴旋转，只需要通过通常轴加工的方法即可以对轴颈进行车削和磨削加工。滑芯相对旋转盘的偏心距离为安装好后的曲轴，其待加工轴颈轴心线到滑芯轴心线的距离。通过上述结构，曲轴的加工装夹从复杂变得简单，摆脱了以往加工六缸发动机曲轴连杆轴颈时需要多次夹持，避免其偏心距尺寸精度及平行度不稳定的情况，同时可以可以快速固定安装，适合大量或生产线生产，能够保证产品质量稳定性和加工速率。同时为保证使用过程安全，夹具结构连接电磁离合器，通过电磁离合器可以及时停车作业，起到双重安全保障。这里通过莫氏锥度轴可以满足快速安装或自动化生产线需求。优选地，所述换向装置包括主动齿轮、从动齿轮、超越离合器、伺服电机；所述主动齿轮通过超越离合器连接伺服电机的输出端，伺服电机设有旋转编码器并安装在夹具框架上；所述从动齿轮为内外双联齿轮，从动齿轮安装在旋转盘对应电磁离合器一端，从动齿轮的外齿轮与主动齿轮相啮合，从动齿轮的内齿轮与所述滑芯相啮合；所述伺服电机的输出端、主动齿轮、从动齿轮及滑芯的轴心线平行。分度机构通过齿轮实现对圆周的精确多等分，一次安装完成六缸曲轴六处偏心连杆轴颈精磨、半精磨加工。分度结构包括换向装置和锁紧装置：换向装置用于分度调节；锁紧装置用于滑芯的锁紧和松开，以便于完成分度调节。通过超越离合器实现主动齿轮单向驱动，保证其移动的单向性和准确性，避免不必要误差。优选地，所述锁紧装置包括为换向锁止机构，锁紧装置连接所述滑芯并同轴设置。优选地，所述夹具装置还包括夹具体，夹具体呈L型结构，V型铁设置的夹具体前端并且与其构成开口朝上的U型结构，该U型结构内腔宽度根据曲轴连杆端部的轴颈长度设置；所述夹具体相对V型铁一端连接滑芯；夹具体底部还设置有用于放置平衡配重的平衡重配置槽。优选地，所述旋转盘对应V型铁一端设有定位孔和相配合的圆柱销，定位孔位于V型铁竖立时V型铁的两侧并与V型铁侧边相切。圆柱销用于加工前的定位，具体是将V型铁竖直朝上设置，圆柱销设置在V型铁两侧用于保证V型铁开口的初始位置。优选地，还包括控制系统，所述控制系统包括中央处理器，中央处理器分别连接电磁离合器、伺服电机和旋转编码器。通过控制系统可以实现加夹具与机床一体化控制，从而有效协调机床与夹具之间的动作，加快工件的装卸效率，同时能够对机床和电磁离合器单独或同时停车，有效保障加工中的安全及应对突发状况。优选地，所述控制系统还包括安装在跟刀架对应工件一端的跟刀架从动导轮上的压力传感器，所述压力传感器连接中央处理器。通过压力传感器采集到的压力数据，控制系统实时调节刀具对曲轴径向的初始压力。优选地，所述夹具框架上对应主动齿轮或从动齿轮设置采用非接触式高灵敏接近开关，所述接近开关连接中央处理器。接近开用于关位置检测，同时用于加工信号采集和循环加工的系统置零。优选地，所述滑芯于V型铁之间采用可拆式连接。通过更换不同结构的V型铁已到达匹配不同型号曲轴轴颈加工的需要；这里可以通过定位销和键完成定位和力传动。由于采用上述技术方案，本专利技术具有以下有益效果：1.本专利技术专用夹具运用成熟的机、电、算一体化技术，在普通曲轴磨床上一次安装，自动本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种曲轴连杆轴径加工工装系统，其特征在于：包括夹具框架，夹具框架底部设置用于与床导轨固定安装的定位面，所述夹具框架前端由外至内依次安装莫氏锥度轴、电磁离合器、分度结构和夹具装置；所述夹具框架后端由外至内依次安装莫氏锥度轴、电磁离合器和夹具装置；所述莫氏锥度轴分别通过轴承同轴安装在夹具框架的前端和后端并朝向向外；所述电磁离合器一端同轴连接莫氏锥度轴，另一端同轴连接夹具装置；所述夹具装置包括旋转盘、V型铁和弧形压盖，旋转盘与电磁离合器同轴连接，V型铁通过滑芯偏心设置在旋转盘相对电磁离合器的一端，滑芯与旋转盘的轴心线平行；所述弧形压盖设置在V型铁的V型开口一端，弧形压盖一端与V型铁转动连接并能够翻转使得弧形压盖与V型铁盖合，弧形压盖内弧面正对V型开口，弧形压盖另一端通过螺栓与V型铁连接；V型铁上相对V型开口的一端通过细牙螺栓设有配重；所述V型铁的V型面与旋转盘的轴心线平行；所述分度结构包括换向装置和锁紧装置，所述换向装置和锁紧装置分别连接滑芯。

【技术特征摘要】
1.一种曲轴连杆轴径加工工装系统，其特征在于：包括夹具框架，夹具框架底部设置用于与床导轨固定安装的定位面，所述夹具框架前端由外至内依次安装莫氏锥度轴、电磁离合器、分度结构和夹具装置；所述夹具框架后端由外至内依次安装莫氏锥度轴、电磁离合器和夹具装置；所述莫氏锥度轴分别通过轴承同轴安装在夹具框架的前端和后端并朝向向外；所述电磁离合器一端同轴连接莫氏锥度轴，另一端同轴连接夹具装置；所述夹具装置包括旋转盘、V型铁和弧形压盖，旋转盘与电磁离合器同轴连接，V型铁通过滑芯偏心设置在旋转盘相对电磁离合器的一端，滑芯与旋转盘的轴心线平行；所述弧形压盖设置在V型铁的V型开口一端，弧形压盖一端与V型铁转动连接并能够翻转使得弧形压盖与V型铁盖合，弧形压盖内弧面正对V型开口，弧形压盖另一端通过螺栓与V型铁连接；V型铁上相对V型开口的一端通过细牙螺栓设有配重；所述V型铁的V型面与旋转盘的轴心线平行；所述分度结构包括换向装置和锁紧装置，所述换向装置和锁紧装置分别连接滑芯。2.根据权利要求1所述的一种曲轴连杆轴径加工工装系统,其特征在于：所述换向装置包括主动齿轮、从动齿轮、超越离合器、伺服电机；所述主动齿轮通过超越离合器连接伺服电机的输出端，伺服电机设有旋转编码器并安装在夹具框架上；所述从动齿轮为内外双联齿轮，从动齿轮安装在旋转盘对应电磁离合器一端，从动齿轮的外齿轮与主动齿轮相啮合，从动齿轮的内齿轮与所述滑芯相啮合；所述伺服电机的输出端、主动...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐焱，赵宇鹏，徐晋勇，罗奕，张斌，高鹏，陈金龙，高波，刘栋，杨志豪，
申请(专利权)人：桂林电子科技大学，
类型：发明
国别省市：广西;45