发动机曲轴油孔加工用精密通用夹具及其使用方法技术

本发明专利技术涉及发动机曲轴油孔加工用精密通用夹具及其使用方法，针对现有曲轴油孔加工及加工夹具存在的不足，设计了双旋转高精度调整曲轴加工姿态的夹具，从而替代数控加工机床中的旋转自由度，显著降低成本、满足加工精度要求。本夹具创新采用圆弧形导轨和圆弧形导轨槽的结构设计进行翻转导向，具有导向精度、运行平稳、结构稳定的优点；设计平衡调整机构能够实现工作台上的各部件重力平衡，解决因重力不平衡导致的对翻转冲击；将中空自动夹紧卡盘A固定设置，在移动座A上安装机床尾座和自动夹紧卡盘B电动旋转驱动，实现精确旋转调整以及加工时的锁紧。整体具有结构设计合理、定位精度高、运行精度高、降低油孔加工成本、通用性强等优点。

【技术实现步骤摘要】
发动机曲轴油孔加工用精密通用夹具及其使用方法
：本专利技术涉及曲轴加工设备
，具体涉及发动机曲轴油孔加工用精密通用夹具及其使用方法。
技术介绍
：曲轴是发动机的灵魂配件，将活塞的往复运动通过连杆变成回转运动，实现将燃料燃烧后的热能转化为机械能。曲轴在实际工作中不仅承受着周期性的弯曲力矩和扭转力矩，同时还受到扭转振动的附加应力的作用，因此曲轴的受力情况非常复杂，所以发动机的曲轴要有高的强度、刚度、耐磨性、耐疲劳性及冲击韧性，曲轴的质量应尽量小，各轴颈应保证充分润滑。目前，对于曲轴的主要润滑方式是在曲轴上加工润滑油道(油孔)，润滑油道包括斜油道和/或直油道，对于直油道的加工相对比较简单，加工精度高，但对于斜油道的加工则难以实现，尤其是加工精度难以保证。现有技术对于曲轴油孔的加工主要采用以下几种方式：一是采用比较传统的摇臂钻床进行加工，该加工方式不仅需要专用夹具，而且还需要大量的人工操作，加工精度低、加工效率低；二是采用高端五轴数控加工中心，该加工方式具有加工效率高，加工精度高等优点，但价格非常昂贵，且大部分核心技术由国外企业掌握，后期维修困难；三是通过改进夹具，使夹具增加自由度，从而降低对数控机床自由度的要求，例如在夹具上增加一个旋转自由度，这样数控机床就可以减少一个旋转自由度，采用四轴数控机床即可，进而能够有效节约成本，加工精度也能够基本满足。但这种方式也存在一些不足，一是大多数采用卡盘进行装夹，导致曲轴难以安装，尤其是大型曲轴安装费时费力；二是四轴数控机床依然成本较高，夹具有待进一步改进；三是加工精度一般，有待进一步提升。因此，有必要设计一种新型的夹具，使曲轴加工设备成本进一步降低，曲轴装卸方便，曲轴油孔加工精度得到提高，夹具的通用性较强。需要说明的是，上述内容属于专利技术人的技术认知范畴，并不必然构成现有技术。
技术实现思路
：本专利技术的目的在于解决现有技术所存在的问题，提供发动机曲轴油孔加工用精密通用夹具及其使用方法，具有结构设计合理、定位精度高、运行精度高、降低油孔加工成本、通用性强等优点。本专利技术通过采取以下技术方案实现上述目的：发动机曲轴油孔加工用精密通用夹具，包括：机架，所述机架上设有转轴，所述转轴上设有转台，所述转台上对称设有两圆弧形导轨，对应的所述机架上设有与圆弧形导轨配合导向的圆弧形导轨槽，所述圆弧形导轨槽对圆弧形导轨的两个侧面和底面分别接触限位，所述转轴一端连接有旋转驱动机构A，所述转轴一端设有角度传感器A，所述机架中部设有锁紧气缸A，所述锁紧气缸A连接有圆弧形摩擦片，所述圆弧形摩擦片作用于圆弧形导轨上用于锁紧所述转台；平衡调整机构，包括间隔设置在转台上的两导轨A，所述导轨A沿转台长度方向设置，所述导轨A上设有工作台，所述转台上设有伺服电机A，所述伺服电机A连接有丝杠A，所述丝杠A与工作台上的丝母A连接，所述转台两侧下方分别设有气动升降柱，所述气动升降柱上端设有压力传感器，所述工作台两侧分别设有锁紧气缸B，所述锁紧气缸B连接有锁紧块B，所述转台上设有与锁紧块B配合的锁紧板B，所述锁紧气缸B将工作台锁紧在转台上；接料机构，包括间隔设置在工作台上的两导轨B，所述导轨B沿工作台长度方向设置，所述导轨B上设有两个用于接收曲轴的V形块，所述V形块下端设有丝母B，所述丝母B连接有丝杠B，所述丝杠B与伺服电机B连接；定位旋转机构，包括间隔设置在工作台上的两导轨C，所述导轨C沿工作台长度方向设置，所述导轨C上设有移动座A和移动座B，所述移动座A底部设有丝母C，所述丝母C连接有丝杠C，所述丝杠C连接有伺服电机C，所述移动座A上固定设有中空自动夹紧卡盘A，所述移动座B底部设有丝母D，所述丝母D连接有丝杠D，所述丝杠D连接有伺服电机D，所述移动座B上转动设有自动夹紧卡盘B，所述中空自动夹紧卡盘A和自动夹紧卡盘B的中心线共线，所述中空自动夹紧卡盘A与自动夹紧卡盘B配合将曲轴提起定位夹紧，所述移动座A上设有机床尾座，所述机床尾座中的顶尖设置在中空自动夹紧卡盘A中部，所述自动夹紧卡盘B上设有主轴，所述主轴端部设有角度传感器B，所述主轴连接有旋转驱动机构B；控制系统，所述角度传感器A、旋转驱动机构A、锁紧气缸A、气动升降柱、压力传感器、伺服电机A、伺服电机B、中空自动夹紧卡盘A、自动夹紧卡盘B、角度传感器B和旋转驱动机构B分别与控制系统连接。所述旋转驱动机构A包括旋转驱动伺服电机A，所述旋转驱动伺服电机A连接有同步带轮A，所述转轴上设有同步带轮B，所述同步带轮A与同步带轮B之间设有同步带A，所述旋转驱动伺服电机A与控制系统连接。所述转台和工作台为长方体结构，所述转台的旋转中心位置安装在转轴上，所述转轴两端通过轴承安装在机架上。所述圆弧形导轨为半圆形结构。两所述V形块上设有距离传感器，所述距离传感器与控制系统连接。所述中空自动夹紧卡盘A上设有位置传感器A，所述自动夹紧卡盘B上设有位置传感器B，所述位置传感器A和位置传感器B分别与控制系统连接。所述旋转驱动机构B包括旋转驱动伺服电机B，所述旋转驱动伺服电机B连接有同步带轮C，所述主轴上设有同步带轮D，所述同步带轮C和同步带轮D之间设有同步带B，所述旋转驱动伺服电机B与控制系统连接。所述移动座A和移动座B上分别设有锁紧气缸C，所述锁紧气缸C上设有锁紧块C，所述工作台上固定设有与所述锁紧块C配合锁紧的锁紧板C，所述锁紧气缸C与控制系统连接。所述控制系统包括控制柜，所述控制柜上设有操作台。发动机曲轴油孔加工用精密通用夹具的使用方法，包括以下步骤：(1)启动锁紧气缸A，锁紧气缸A通过圆弧形摩擦片将圆弧形导轨锁紧，进而将转台水平锁紧，启动锁紧气缸B将工作台水平锁紧在转台上；(2)根据曲轴长度，调整两V形块间距，V形块作用于曲轴的最外侧主轴颈上；(3)将曲轴放置在两V形块上，然后通过调整移动座A和移动座B的位置，使移动座A上的中空自动夹紧卡盘A和移动座B上的自动夹紧卡盘B分别移动到曲轴两端，然后启动中空自动夹紧卡盘A和自动夹紧卡盘B将曲轴提起夹紧定位，此时曲轴脱离V形块；(4)启动两气动升降柱，两气动升降柱上端等高且与转台接触，然后锁紧气缸A动作松开圆弧形导轨，此时用两压力传感器检测转台是否平衡，当两压力传感器的数值差大于允许范围后，锁紧气缸B动作松开工作台，启动伺服电机A，伺服电机A通过丝杠A和丝母A带动工作台沿导轨A移动，当两压力传感器检测数值差小于允许范围后，伺服电机A停止动作，锁紧气缸B将工作台锁紧在转台上，然后锁紧气缸A动作将转台锁紧，气动升降柱复位；(5)当需要曲轴旋转时，将机床尾座的顶尖顶紧在曲轴端部，然后中空自动夹紧卡盘A松开曲轴，启动旋转驱动伺服电机B，旋转驱动伺服电机B通过同步带轮C、同步带B和同步带轮D带动曲轴旋转，同时通过角度传感器B精确掌握控制曲轴旋转角度，当不需要曲轴旋转时，顶尖退回中空自动夹紧卡盘A将曲轴夹紧定位锁紧；当需要加工斜油孔时，锁紧气缸A动作松开圆弧形导轨，启动旋转驱动伺服电机A，旋转驱动伺本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.发动机曲轴油孔加工用精密通用夹具，其特征在于，包括：/n机架，所述机架上设有转轴，所述转轴上设有转台，所述转台上对称设有两圆弧形导轨，对应的所述机架上设有与圆弧形导轨配合导向的圆弧形导轨槽，所述圆弧形导轨槽对圆弧形导轨的两个侧面和底面分别接触限位，所述转轴一端连接有旋转驱动机构A，所述转轴一端设有角度传感器A，所述机架中部设有锁紧气缸A，所述锁紧气缸A连接有圆弧形摩擦片，所述圆弧形摩擦片作用于圆弧形导轨上用于锁紧所述转台；/n平衡调整机构，包括间隔设置在转台上的两导轨A，所述导轨A沿转台长度方向设置，所述导轨A上设有工作台，所述转台上设有伺服电机A，所述伺服电机A连接有丝杠A，所述丝杠A与工作台上的丝母A连接，所述转台两侧下方分别设有气动升降柱，所述气动升降柱上端设有压力传感器，所述工作台两侧分别设有锁紧气缸B，所述锁紧气缸B连接有锁紧块B，所述转台上设有与锁紧块B配合的锁紧板B，所述锁紧气缸B将工作台锁紧在转台上；/n接料机构，包括间隔设置在工作台上的两导轨B，所述导轨B沿工作台长度方向设置，所述导轨B上设有两个用于接收曲轴的V形块，所述V形块下端设有丝母B，所述丝母B连接有丝杠B，所述丝杠B与伺服电机B连接；/n定位旋转机构，包括间隔设置在工作台上的两导轨C，所述导轨C沿工作台长度方向设置，所述导轨C上设有移动座A和移动座B，所述移动座A底部设有丝母C，所述丝母C连接有丝杠C，所述丝杠C连接有伺服电机C，所述移动座A上固定设有中空自动夹紧卡盘A，所述移动座B底部设有丝母D，所述丝母D连接有丝杠D，所述丝杠D连接有伺服电机D，所述移动座B上转动设有自动夹紧卡盘B，所述中空自动夹紧卡盘A和自动夹紧卡盘B的中心线共线，所述中空自动夹紧卡盘A与自动夹紧卡盘B配合将曲轴提起定位夹紧，所述移动座A上设有机床尾座，所述机床尾座中的顶尖设置在中空自动夹紧卡盘A中部，所述自动夹紧卡盘B上设有主轴，所述主轴端部设有角度传感器B，所述主轴连接有旋转驱动机构B；/n控制系统，所述角度传感器A、旋转驱动机构A、锁紧气缸A、气动升降柱、压力传感器、伺服电机A、伺服电机B、中空自动夹紧卡盘A、自动夹紧卡盘B、角度传感器B和旋转驱动机构B分别与控制系统连接。/n...

【技术特征摘要】
1.发动机曲轴油孔加工用精密通用夹具，其特征在于，包括：
机架，所述机架上设有转轴，所述转轴上设有转台，所述转台上对称设有两圆弧形导轨，对应的所述机架上设有与圆弧形导轨配合导向的圆弧形导轨槽，所述圆弧形导轨槽对圆弧形导轨的两个侧面和底面分别接触限位，所述转轴一端连接有旋转驱动机构A，所述转轴一端设有角度传感器A，所述机架中部设有锁紧气缸A，所述锁紧气缸A连接有圆弧形摩擦片，所述圆弧形摩擦片作用于圆弧形导轨上用于锁紧所述转台；
平衡调整机构，包括间隔设置在转台上的两导轨A，所述导轨A沿转台长度方向设置，所述导轨A上设有工作台，所述转台上设有伺服电机A，所述伺服电机A连接有丝杠A，所述丝杠A与工作台上的丝母A连接，所述转台两侧下方分别设有气动升降柱，所述气动升降柱上端设有压力传感器，所述工作台两侧分别设有锁紧气缸B，所述锁紧气缸B连接有锁紧块B，所述转台上设有与锁紧块B配合的锁紧板B，所述锁紧气缸B将工作台锁紧在转台上；
接料机构，包括间隔设置在工作台上的两导轨B，所述导轨B沿工作台长度方向设置，所述导轨B上设有两个用于接收曲轴的V形块，所述V形块下端设有丝母B，所述丝母B连接有丝杠B，所述丝杠B与伺服电机B连接；
定位旋转机构，包括间隔设置在工作台上的两导轨C，所述导轨C沿工作台长度方向设置，所述导轨C上设有移动座A和移动座B，所述移动座A底部设有丝母C，所述丝母C连接有丝杠C，所述丝杠C连接有伺服电机C，所述移动座A上固定设有中空自动夹紧卡盘A，所述移动座B底部设有丝母D，所述丝母D连接有丝杠D，所述丝杠D连接有伺服电机D，所述移动座B上转动设有自动夹紧卡盘B，所述中空自动夹紧卡盘A和自动夹紧卡盘B的中心线共线，所述中空自动夹紧卡盘A与自动夹紧卡盘B配合将曲轴提起定位夹紧，所述移动座A上设有机床尾座，所述机床尾座中的顶尖设置在中空自动夹紧卡盘A中部，所述自动夹紧卡盘B上设有主轴，所述主轴端部设有角度传感器B，所述主轴连接有旋转驱动机构B；
控制系统，所述角度传感器A、旋转驱动机构A、锁紧气缸A、气动升降柱、压力传感器、伺服电机A、伺服电机B、中空自动夹紧卡盘A、自动夹紧卡盘B、角度传感器B和旋转驱动机构B分别与控制系统连接。


2.根据权利要求1所述的发动机曲轴油孔加工用精密通用夹具，其特征在于，所述旋转驱动机构A包括旋转驱动伺服电机A，所述旋转驱动伺服电机A连接有同步带轮A，所述转轴上设有同步带轮B，所述同步带轮A与同步带轮B之间设有同步带A，所述旋转驱动伺服电机A与控制系统连接。


3.根据权利要求2所述的发动机曲轴油孔加工用精密通用夹具，其特征在于，所述转台和工作台为长方体结构，所述转台的旋转中心位置安装在转轴上，所述转轴两端通过轴承安装在机架上。


4.根据权利要求3所述的发动机曲轴油孔加工用精密通用夹具，其特征在于，所述圆弧形导轨为半圆形结构。


5.根据权利要求4所述的发动机...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑贵庆，
申请(专利权)人：淄博职业学院，
类型：发明
国别省市：山东;37