一种连杆齿形加工夹具的制作方法

本发明涉及机械工装夹具技术领域，具体为一种连杆齿形加工夹具。

背景技术：

连杆是柴油机中极其重要的传动件之一，是连接活塞和曲轴运动的构件。连杆一般包括连杆体与连杆盖，然后通过齿形啮合后用连杆螺栓锁紧固定而成，对于大功率中速柴油机连杆齿形啮合后其齿形面接触面积必须达到80％，因此连杆齿形的加工精度要求非常高，进而对连杆体与连杆盖加工齿形时定位装夹要求也较高。由于连杆体和连杆盖均属于异形结构，在加工齿形结构时存在定位装夹困难的问题。现有的定位装夹一般都是通过人工手动装夹，而连杆本身较重，人工操作不方便，装夹效率较低，提高制造成本，而且针对连杆体与连杆盖齿形加工均是在不同定位夹具上定位加工，这样就很难满足连杆体和连杆盖上齿形结构的啮合要求以及连杆体和连杆盖之间的配合要求。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于：提供一种装夹效率高、制造成本低的连杆齿形加工夹具，以解决现有连杆齿形加工夹具装夹效率较低，制造成本高的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种连杆齿形加工夹具，包括支架和设置在支架两侧且用于夹紧连杆体的第一液压夹紧机构和用于夹紧连杆盖的第二液压夹紧机构；

所述第一液压夹紧机构包括定位销、顶紧机构、第一限位块、第一液压压紧单元和液压涨紧芯轴，所述定位销固定在支架一侧，所述定位销的下端支架上设有顶紧机构，所述定位销与顶紧机构之间的支架上至少均匀分布有两个第一限位块，在所述第一限位块的两侧支架上还均设有第一液压压紧单元，所述支架上还设有用夹紧固定连杆体小头孔的液压涨紧芯轴；

所述第二液压夹紧机构包括液压定位销、支撑座、第二限位块和第二液压压紧单元，所述液压定位销固定在远离第一液压夹紧机构一侧的支架上，所述液压定位销下端支架上设有支撑连杆盖的支撑座，所述液压定位销和支撑座之间的支架上至少均匀分布有两个第二限位块，在所述第二限位块的两侧支架上还均设有第二液压压紧单元。

优选地，所述支架包括底板和固定板，所述固定板垂直固定在底板上，所述第一液压夹紧机构和第二液压夹紧机构分别固定在固定板两侧。

优选地，所述第一液压压紧单元和第二液压压紧单元均包括液压气缸、摆动臂和压紧杆，所述液压气缸固定在固定板两侧，所述液压气缸的输出端连接摆动臂，所述摆动臂远离液压气杆输出端的一端固定有压紧杆，所述压紧杆的压紧端朝固定板设置。

优选地，所述液压涨紧芯轴包括芯轴本体、第一端盖、第二端盖、推动杆、调节杆和涨紧杆，所述芯轴本体沿中线设有通孔，所述芯轴本体的通孔两端固定有第一端盖和第二端盖，所述芯轴本体通过第二端盖固定在固定板上，所述第一端盖与第二端盖之间的通孔内依次设有推动杆和调节杆，所述芯轴本体沿其径向方向还均匀分布有与调节杆配合的涨紧杆，所述芯轴本体与第一端盖上分别设有相连通的第一油腔和第二油腔，并通过油腔内的液压油压力推动所述推动杆，从而带动调节杆推动涨紧杆沿芯轴本体径向方向延伸实现涨紧定位；

所述调节杆包括锥形段和圆柱段，所述锥形段靠近推动杆一侧设置，并且与涨紧杆配合能够带动涨紧杆沿芯轴本体径向方向延伸，所述圆柱段靠近第二端盖一侧设置。

优选地，所述第一端盖靠近通孔内侧的一端设有第一凹槽，所述第二油腔与第一凹槽底端连通，所述推动杆一端能够移动的设置在第一凹槽内，另一端顶紧调节杆；所述第二端盖靠近调节杆圆柱段的一侧设有第二凹槽，所述调节杆圆柱段远离锥形段的一端能够移动的设置在第二凹槽内。

优选地，所述调节杆的圆柱段上还套设有第一复位弹簧，所述调节杆的锥形段与圆柱段之间设有第一台阶，所述第一复位弹簧一端固定在第一台阶的端面上，另一端固定在第二凹槽侧的第二端盖的端面上。

优选地，所述涨紧杆通过锁紧螺母固定在芯轴本体上，所述涨紧杆一端为能够与调节杆锥形段配合的斜面，另一端伸出锁紧螺母实现涨紧定位。

优选地，所述锁紧螺母中心设有台阶孔，所述涨紧杆设置在台阶孔内，所述涨紧杆靠近台阶孔的大孔径处设有第二台阶，所述第二台阶与台阶孔台阶端面之间的涨紧杆上还套设有第二复位弹簧。

优选地，所述定位销下方的固定板上还固定有支撑连杆体一端的第一导向座，所述导向座上还设导向条，所述液压涨紧芯轴下方的底板上还固定有支撑连杆体另一端的第二导向座。

优选地，所述固定板上通过设置在固定板与底板之间的加强筋上设有能够转动的导流机构；所述导流机构包括转动支架、导流板、锁紧螺栓和限位板，所述转动支架的通过转动螺栓对称固定在两个加强筋上，在两个所述转动支架的同一端之间设有导流板，在一侧的转动支架远离导流板的一端设有能够与加强筋配合的锁紧螺栓，并且在设有锁紧螺栓一侧的加强筋侧面设有限制转动支架转动的限位板。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、通过支架两侧设有第一液压夹紧机构和第二液压夹紧机构，实现在同一支架上装夹连杆体与连杆盖进行齿形加工，不仅能够满足连杆体和连杆盖上齿形结构的啮合要求以及连杆体和连杆盖之间的配合要求，而且还通过液压夹紧机构提高装夹效率，降低了制造成本。

2、通过对油腔进油来推动所述推动杆，从而带动调节杆推动涨紧杆沿芯轴本体的径向方向延伸实现快速涨紧定位，不仅保证了定位精度、防止定位间隙出现，还能根据涨紧杆延伸出芯轴本体的距离来适应不同型号的连杆体定位，适用性较强。

3、通过第一复位弹簧和第二复位弹簧的设置，在第一油腔和第二油腔回油的时候调节杆实现自动复位，从而使得涨紧杆回位，即可实现对连杆体的松开。

4、通过导流机构的设置，实现齿形加工时冷却液由导流机构可以直接流到切削面上，提高切削时的冷却效果，并且冷却液还能由导流机构溅射到切削刀具上，并从切削刀具上流动至切削面上，能够及时冲走切削面及切削刀具上的铁屑，提高齿形加工的精度。

附图说明

图1为本发明实施例一的一种连杆齿形加工夹具的结构示意图；

图2为本发明实施例一连杆体定位后的主视图；

图3为本发明实施例一的另一结构示意图；

图4为本发明实施例一连杆盖定位后的主视图；

图5为本发明实施例一液压涨紧芯轴的结构示意图；

图6为本发明实施例一液压涨紧芯轴的剖视图；

图7为图6中a的放大图；

图8为本发明实施例二的结构示意图；

图9为本发明实施例二冷却液在导流板上的流动示意图。

具体实施方式

为便于本领域技术人员理解本发明技术方案，现结合说明书附图对本发明技术方案做进一步的说明。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

参阅图1和图4，本实施例公开了一种连杆齿形加工夹具，包括支架1和设置在支架1两侧且用于夹紧连杆体4的第一液压夹紧机构2和用于夹紧连杆盖5的第二液压夹紧机构3；通过支架1两侧设有第一液压夹紧机构2和第二液压夹紧机构3，实现在同一支架1上装夹连杆体4与连杆盖5进行齿形加工，不仅能够满足连杆体4和连杆盖5上齿形结构的啮合要求以及连杆体4和连杆盖5之间的配合要求，而且还通过液压夹紧机构提高装夹效率，降低了制造成本。

所述支架1包括底板11、固定板12和加强筋13，所述固定板12垂直固定在底板11上，所述第一液压夹紧机构2和第二液压夹紧机构3分别固定在固定板11两侧，所述固定板11与底板12之间以及固定板12上设有多个加强筋13。

所述第一液压夹紧机构2包括定位销21、顶紧机构22、第一限位块23、第一液压压紧单元24和液压涨紧芯轴25，所述定位销21固定在固定板12一侧，所述定位销21的下端固定板12上设有顶紧机构22，所述定位销21与顶紧机构22之间的固定板12上至少均匀分布有两个第一限位块23，在本实施例中均匀分布三个第一限位块23，所述第一限位块23远离固定板12的一侧均处于同一平面；在所述第一限位块23的两侧固定板12上还均设有第一液压压紧单元24，所述固定板12上还设有用夹紧固定连杆体4小头孔的液压涨紧芯轴25；参阅图2，通过定位销21对连杆体4的大头孔内壁进行定位，然后通过顶紧机构22对连杆体4大头孔的外壁进行顶紧，实现对连杆体4大头孔处的上下定位，并且通过液压涨紧芯轴25对连杆体4的小头孔内壁进行定位，实现对连杆体4小头孔处的定位夹紧，最后通过第一液压压紧单元24对连杆体外侧进行顶紧，实现连杆体的全方位定位装夹，并且装夹效率高、制造成本低。

所述顶紧机构22为顶紧气缸，所述顶紧气缸通过第一固定件(图中未标注)固定在固定板12上的加强筋13上，所述顶紧气缸的输出端朝定位销21方向设置。

具体的，参阅图5至图6，所述液压涨紧芯轴25包括芯轴本体251、第一端盖252、第二端盖253、推动杆254、调节杆255和涨紧杆256，所述芯轴本体251沿中线设有通孔(图中未标注)，所述芯轴本体251的通孔两端固定有第一端盖252和第二端盖253，所述第一端盖252与第二端盖253之间的通孔内依次设有推动杆254和调节杆255，所述芯轴本体251沿其径向方向还均匀分布有与调节杆255配合的涨紧杆256，在本实施例中均分分布有三个涨紧杆256，所述芯轴本体251与第一端盖252上分别设有相连通的第一油腔2511和第二油腔2521，通过对油腔进油来推动所述推动杆254，从而带动调节杆255推动涨紧杆256沿芯轴本体251的径向方向延伸实现快速涨紧定位，不仅保证了定位精度、防止定位间隙出现，还能根据涨紧杆256延伸出芯轴本体251的距离来适应不同型号的连杆体4的定位，适用性较强。

进一步的，所述第一油腔2511的输入端连接控油阀(图中为标注)，并通过控油阀实现对第一油腔2511和第二油腔2521的进出油，并且方便控制油压的大小，从而方便控制涨紧杆256延伸出芯轴本体251的距离来适应不同型号的连杆体4的定位。

所述调节杆255包括锥形段2551和圆柱段2552，所述锥形段2551靠近推动杆254一侧设置，并且与涨紧杆256配合能够带动涨紧杆256沿芯轴本体251径向方向延伸，所述圆柱段2552靠近第二端盖253一侧设置，

所述第一端盖252靠近通孔内侧的一端设有第一凹槽2522，所述第二油腔2521与第一凹槽2522底端连通，所述推动杆254一端能够移动的设置在第一凹槽2522内，另一端顶紧调节杆255的锥形段2551，通过第二油腔2521的进油来推动第一凹槽2522内的推动杆254，从而带动调节杆255推动涨紧杆256沿芯轴本体251的径向方向延伸实现涨紧定位。

所述第二端盖253靠近调节杆255圆柱段2552的一侧设有第二凹槽2531，所述调节杆255圆柱段2552远离锥形段2551的一端能够移动的设置在第二凹槽2531内，通过圆柱段2552能够在第二凹槽2531内移动，使得锥形段2552移动带动涨紧杆256移动实现涨紧定位；所述调节杆255的圆柱段2552上还套设有第一复位弹簧257，所述调节杆255的锥形段2551与圆柱段2552之间设有第一台阶(图中未标注)，所述第一复位弹簧257一端固定在第一台阶的端面上，另一端固定在第二凹槽2531侧的第二端盖253的端面上，并且保证第一复位弹簧257始终处于压缩状态，使得在第一油腔2511和第二油腔2521回油的时候调节杆255实现自动复位，从而使得涨紧杆256回位，即可实现对连杆体4小头孔的松开。

进一步的，所述调节杆255内还设有多个相互连通的第三油腔2553，保证芯轴本体251的通孔内部压力均衡，防止出现压力不均衡而导致液压失效，影响涨紧杆256的涨紧定位。

参阅图7，所述涨紧杆256通过锁紧螺母258固定在芯轴本体251上，所述涨紧杆256一端的端面为能够与调节杆255锥形段2551配合的斜面，另一端伸出锁紧螺母258实现涨紧定位。

所述锁紧螺母258中心设有台阶孔2581，所述涨紧杆256设置在台阶孔2581内，所述涨紧杆256靠近台阶孔2581的大孔径处设有第二台阶2561，所述第二台阶2561与台阶孔2581的台阶端面之间的涨紧杆256上还套设有第二复位弹簧259，并且保证第二复位弹簧259始终处于压缩状态，保证在调节杆255在复位时涨紧杆256也能实时实现自动复位，实现对连杆体的松开。

进一步的，所述锁紧螺母258靠近涨紧杆256斜面的一端设有沿芯轴本体251径向方向延伸的滑槽2582，所述涨紧杆256上设有能够在滑槽2582上滑动的导向销2562，通过导向销2562与滑槽2582的配合，实现对涨紧杆256的滑动限位，防止涨紧杆256转动影响定位精度。

进一步的，所述第一端盖252、第二端盖253以及锁紧螺母258与芯轴本体251的连接处均设有防止漏油的密封圈(图中未标注)，同样的，在锁紧螺母258与涨紧杆256连接处以及第一油腔2511与第二油腔2521连通处均设有防止漏油的o型密封圈(图中未标注)。

再进一步的，所述定位销21下方的固定板12上的加强筋13上还固定有支撑连杆体4一端的第一导向座26，所述导向座26上还设导向条27，所述液压涨紧芯轴25下方的底板11上还固定有支撑连杆体4另一端的第二导向座28，通过第一导向座26与导向条27配合以及第二导向座28的设置，用于对连杆体4的粗定位进行辅助上料，并将连杆体4从导向座上推至固定板12侧，方便后期连杆体4的定位装夹，提高装夹效率。

参阅图3至图4，所述第二液压夹紧机构3包括液压定位销31、支撑座32、第二限位块33和第二液压压紧单元34，所述液压定位销31固定在远离第一液压夹紧机构2一侧的固定板12上，所述液压定位销31下端固定板12上的加强筋13上设有支撑连杆盖5的支撑座32，所述液压定位销31和支撑座32之间的固定板12上至少均匀分布有两个第二限位块33，在本实施例中均匀分布三个第二限位块33，所述第二限位块33远离固定板12的一侧均处于同一平面；在所述第二限位块33的两侧固定板12上还均设有第二液压压紧单元34；将连杆盖5放置在支撑座32上，并推向液压定位销31处，通过液压定位销31对连杆盖3的大头孔内壁进行定位，实现了连杆盖5的上下定位，再通过第二液压压紧单元34对连杆盖5外侧进行顶紧，实现连杆盖5的全方位定位装夹，并且装夹效率高、制造成本低。

所述第一液压压紧单元24和第二液压压紧单元34均包括液压气缸241、摆动臂242和压紧杆243，所述液压气缸241固定在固定板12两侧，所述液压气缸241的输出端连接摆动臂242，所述摆动臂242能够以液压气缸241输出端为转轴转动，所述摆动臂242远离液压气杆241输出端的一端垂直固定有压紧杆243，所述压紧杆243的压紧端朝固定板12设置用于压紧连杆体4和连杆盖5。

本实施例的工作原理是：首先将连杆体4放置在第一导向座26和第二导向座28上，用于对连杆体4的粗定位进行辅助上料，并将连杆体4从导向座上推至固定板12侧，通过定位销21对连杆体4的大头孔内壁进行定位，然后通过顶紧机构22对连杆体4大头孔的外壁进行顶紧，实现对连杆体4大头孔处的上下定位，并且通过控油阀对第一油腔2511和第二油腔2521进油来推动所述推动杆254在第一凹槽2522内向调节杆255一侧移动，带动调节杆255向第二端盖253一侧移动，由于调节杆255的锥形段2551与涨紧杆256配合，从而带动涨紧杆256沿芯轴本体251的径向方向延伸实现对连杆体4的小头孔内壁的涨紧定位；最后通过液压气缸241的输出端连接的摆动臂242伸出，并且以液压气缸241输出端为转轴转动到连杆体4的外侧，再通过液压气缸241的收缩带动压紧杆243压紧连杆体4的侧面，实现连杆体的全方位定位装夹，并且装夹效率高、制造成本低。

其次再将连杆盖5放置在支撑座32上，并推向液压定位销31处，通过液压定位销31对连杆盖3的大头孔内壁进行定位，实现了连杆盖5的上下定位，再通过第二液压压紧单元34对连杆盖5外侧进行顶紧，实现连杆盖5的全方位定位装夹，这样便实现在同一支架1上装夹连杆体4与连杆盖5进行齿形加工，不仅能够满足连杆体4和连杆盖5上齿形结构的啮合要求以及连杆体4和连杆盖5之间的配合要求，而且还通过液压夹紧机构提高装夹效率，降低了制造成本。

当连杆体4齿形加工完成后，控制液压气缸241的输出端连接的摆动臂242伸出，并且以液压气缸241输出端为转轴转动到远离连杆体4的一端，并且控制顶紧机构22收缩以及控油阀对第一油腔2511和第二油腔2521回油，油腔内油压降低，通过第一复位弹簧257的作用，使得调节杆255向推动杆254一侧移动，进而使得调节杆255的锥形段2552与涨紧杆256配合的端面出现间隙，此时通过第二复位弹簧259的作用，使得涨紧杆256向芯轴本体251的径向方向收缩，实现对连杆体4的松开，这样便可取出加工完成后的连杆体4。

当连杆盖5齿形加工完成后，控制液压气缸241的输出端连接的摆动臂242伸出，并且以液压气缸241输出端为转轴转动到远离连杆盖5的一端，再控制液压定位销31收缩，即可取出加工完成后的连杆盖5。

实施例二

参阅图8和图9，本实施例在实施例一的基础上，在所述固定板12两侧与底板11之间的加强筋13上设有能够转动的导流机构6，由于齿形加工时喷射的冷却液7是点对点，而连杆体4以及连杆盖5上的齿形加工是平面，这样使得喷射的冷却液7而导致不能完全覆盖切削面，影响冷却以及齿形加工效果，而通过导流机构6的设置，实现齿形加工时冷却液由导流机构6可以直接流到切削面上，提高切削时的冷却效果，并且冷却液还能由导流机构6溅射到切削刀具8上，并从切削刀具8上流动至切削面上，能够及时冲走切削面及切削刀具上的铁屑，提高齿形加工的精度。

所述导流机构6包括转动支架61、导流板62、锁紧螺栓63和限位板64，所述转动支架61的通过转动螺栓145对称固定在两个加强筋13上，在两个所述转动支架61的同一端之间设有导流板62，在一侧的转动支架61远离导流板62的一端设有能够与加强筋13配合的锁紧螺栓63，并且在设有锁紧螺栓63一侧的加强筋13侧面设有限制转动支架61转动的限位板64，具体的，当转动支架61转动到竖直状态时，且导流板62的上表面与连杆体4以及连杆盖5切削面齐平，保证导流板62上的冷却液能够完全流至切削面上，通过限位板64对远离导流板62一侧的转动支架61进行限位，防止转动支架61转动过多导致导流板62导流效果差，并且通过锁紧螺栓63将转动后的支架61固定在加强筋13上，参阅图9，然后通过冷却液7喷射到导流板62上后直接流到切削面上，提高切削时的冷却效果，并且冷却液7还能由导流板62溅射到切削刀具8上，并从切削刀具8上流动至切削面上，能够及时冲走切削面及切削刀具8上的铁屑，提高齿形加工的精度。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

以上所述实施例仅表示发明的实施方式，本发明的保护范围不仅局限于上述实施例，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明保护范围。