气缸套双锥内撑夹具的设计应用.pdf

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1、4内燃机与配件2014年第9期气缸套双锥内撑夹具的设计应用DesignandApplicationofCylinderdoubleConeSupportingFixture程金辉(河南省中原内配股份有限公司)[摘要]为避免气缸套在车削加工中单锥内撑夹具夹紧缸套轴向移动，公司自主研发了一种气缸套双锥内撑夹具，该夹具外锥套与本体通过卡槽相连接，外锥套和内锥套通过锥面相连接，活塞杆带动内锥套移动，通过锥面使锥套向外胀紧实现夹紧。由于该双锥内撑夹具外锥套在本体卡环槽的定位，外锥套无轴向移动，使其具有定位准确、加工效率高、产品质量稳定等优点。[关键词]内锥套外锥套卡

2、槽卡环Keywords：TheinnerconesleeveTheouterconesleeveSocketClasp1前言气缸套是内燃机中关键核心零部件，加工精度直接影响装配性、几何尺寸和形位公差直接影响窜气量和功率，目前，我公司气缸套加工已经形成了一套完整齐全的加工工艺。在气缸套加工过程中需要对缸套进行修整加工，修车工序。该工序需要在卡盘多刀车床上要同时加工气缸套的端面和外圆，工序示意图如图1所示。根据加工要求，该工序的定位方式应为活动式定位，端面车削长度L由两把端面车刀之间的距离来控制。工件的夹紧方式由如图2所示的单锥内撑夹具夹紧，操作时工人根据经验

3、将缸套安装到合适位置，机床活塞杆带动锥套将气缸套撑紧。现实加工中锥面撑紧时会有轴向移动，带动气缸套移动，会影响加工时产品的定位，从而使一端车刀车不住端面，出现加工质量问题。为解决上述加工过程中的关键核心技术问题，我公司专业技术人员在原有工装的基础上，改造设计了气缸套双锥内撑夹具。2问题描述内燃机气缸套产品在切削加工过程中，修车工序需对缸套外圆及端面进行同时切削加工。端面加工方式为两把车刀同时加工端面成型，两端面距离由刀具的安装距离保证，因该工序的定位装夹方式为浮动式定位，不能靠气缸套端面定位，夹具在定位时不能限制缸套的轴向移动自由度。传统使用的内撑夹具如图

4、2所示，包括一个端部为锥形的夹具本体和对应的锥套，锥套右端卡接有推拉环。工作夹紧时，锥套在机床活塞杆的驱动下沿夹具本体的锥面移动，利用锥面扩张使锥套胀紧以实现对气缸套的夹紧。该工序的定位本身不要求特别精确，加工时工人只需根据经验将气缸套安装在夹具的合适位置，保证两端面都能被端面车刀加工到。1影L2一一謦甲8—＼厂今图1修车工序图镩图2单锥内撑夹具程金辉：气缸套双锥内撑夹具的设计应用5该夹具在夹紧时出现的问题是：该单锥内撑夹具本身是活动定位装置，如图2所示，工作时拉环固定在活塞杆上，夹紧时活塞杆回退，拉环带动锥套延夹具本体锥面在径向轴向两个方向同时移动，径向

5、移动将使锥套向外撑紧从而实现夹紧。但是该夹具的缺点是在夹紧过程中锥套的轴向移动将带动气缸套发生轴向移动，不能限制气缸套的轴向移动自由度。当工人根据经验将缸套安放到两端面车刀中间时，夹紧时气缸套的轴向移动将改变其原始位置，导致定位不准确。易出现端面切削加工不完成造成的质量缺陷。有时职工会反复安装夹紧以调整其位置，安装复杂，影响工作效率及产品质量。3改进设计方案为避免由锥套轴向移动引发的气缸套的轴向移动，保证定位的准确性，提高工作效率，在我单位专业技术人员在单锥内撑夹具的基础上设计制造了双锥内撑夹具。该双锥内撑夹具，包括内部设置有活塞杆活动腔的夹具本体，夹具本

6、体中间部分设置有外锥套卡槽和外锥套卡环，外锥套右端内侧面为锥形面，外锥套左端设置有夹具本体卡槽和夹具本体卡环，夹具本体和外锥套卡接；夹具本体右端套设有内锥套和推拉环，推拉环上设置有内锥套限位台，内锥套外侧面为与外锥套右端内侧面匹配的锥形面。夹具本体和内锥套通过键连接限制其转动。4双锥内撑夹具设计双锥内撑夹具本体中部卡接外锥套，在本体右端套设内锥套和推拉环，内锥套外侧面为与外锥套右端内侧面为相匹配的锥形面，通过活塞杆带动推拉环驱动内锥套向左侧运动并将外锥套涨紧，实现对气缸套的迅速夹紧，外锥套无轴向移动，能够避免由锥套轴向移动引发的气缸套的轴向移动，保证定位的

7、准确性，提高工作效率。5双锥内撑夹具工作原理双锥内撑夹具的结构如图3所示，本夹具工作时由液压缸带动拉杆向左侧移动，拉杆带动推拉环同时移动，推拉环推动内锥套移动，与内锥套配合的外锥套径向胀开，实现对气缸套的夹紧，外锥套的左侧卡槽在夹具本体内，限制了其轴向移动的自由度，避免了夹紧时气缸套的轴向移动，定位更为准确。同时为了避免加工过程中外锥套、内锥套沿夹具本体的圆周方向运动，本设计中夹具本体和内锥套通过键连接，内锥套和外锥套通过螺丝连接。加工结束时，液压缸将拉杆向右推出，拉杆带动推拉环移动，内锥套同时移动，外锥套收缩，实现对气缸套的松开。图3双锤肉撑夹具气缸套双

8、锥内撑夹具在夹紧过程中，外锥套无轴向移动自由度，因此，外锥套只会径