专利名称：柴油机缸头孔加工工装的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种六面体的孔加工工装，尤其是一种采用摇臂钻床于加工柴油机缸
头各面上孔的工装，属于金属切削加工工装技术领域。
背景技术：
缸头是柴油机的重要零件之一，缸头上的孔涉及到多面多孔，目前加工缸头上的 孔时，在同一台机床上装夹一次只能加工一个面上的孔，需要通过多次装夹才能完成对缸 头各个面上孔的加工，耗时耗力，不但工作效率低，加工成本高，而且多次装夹影响到各孔 之间的加工精度和位置精度，从而影响到柴油机的整机性能。
发明内容
本发明的目的是提供一种工作效率高、加工成本低、通用性强、操作简单方便的柴 油机缸头孔加工工装，该柴油机缸头的孔加工工装通过一次装夹即能完成柴油机缸头六个 面上孔的加工，保证各孔之间的加工精度和位置精度要求。
本发明通过以下技术方案予以实现 —种柴油机缸头孔加工工装，包括底座、转动装置、钻模机构；所述转动装置设置 在底座内，包括绕x-x轴转动的转架和绕Z-Z轴转动的垂直回转机构，所述转架两侧销轴I 、 销轴II分别通过轴承支撑在底座上；所述垂直回转机构包括转盘、紧固环，所述转盘设置 在所述转架底部上侧，所述紧固环设置在所述转架底部下侧，转盘和紧固环通过数个紧固 件固定连接，并与所述转架的中心通孔活动连接；钻孔时，所述转架一侧与底座、转盘与转 架分别通过紧固销、插销固定连接；所述钻模机构设置在底座的上方，并通过紧固件与所述 转动装置固定连接；所述钻模机构包括顶面钻模板、底面钻模板、前侧面钻模板、后侧面钻 模板、侧面I钻模板、斜侧面钻模板，所述底面钻模板固定在所述转盘的上方，所述前侧面 钻模板、后侧面钻模板、侧面I钻模板、斜侧面钻模板分别与所述底面钻模板的各侧面固定 连接，所述顶面钻模板和底面钻模板设有上、下定位销，夹紧缸头时，顶面钻模板通过数个 紧固件压紧在缸头上侧；所述垂直回转机构下侧设有齿轮传动机构，所述转架一侧设有蜗 轮传动机构。 本发明的目的还可以通过以下技术措施来进一步实现。 前述的柴油机缸头孔加工工装，其中所述底座侧面设有数个定位孔。前述的柴油 机缸头孔加工工装，其中所述转架为U形结构，所述转架的底部中心设有通孔，所述转架 底部和一侧面分别设有数个定位孔，所述转架侧面定位孔的位置与所述底座一侧定位孔的 位置相对应，加工缸头上各个面的孔时，紧固销穿过底座和转架相对应的定位孔，将转架与 底座的位置相对固定。 前述的柴油机缸头孔加工工装，其中所述转盘和紧固环均为阶梯法兰结构，转盘 小端和紧固环的小端通过紧固件固定连接，卡接在转架底部的中心通孔上，转盘和紧固环 的小端外圆与所述转架的中心通孔间隙配合，所述转盘上设有数个定位孔，该定位孔的位置与所述转架底部定位孔的位置相对应，加工缸头上的孔时，所述转盘通过所述定位孔、插 销与所述转架固定连接。 前述的柴油机缸头孔加工工装，其中所述齿轮传动机构包括立轴、小齿轮、紧固环 大端外圆加工出的大齿轮，所述立轴穿过转架底部，其上端为与扳手相配的轴头，下端与小 齿轮固定连接，所述小齿轮与紧固环大端外圆加工出的大齿轮啮合。 前述的柴油机缸头孔加工工装，其中所述蜗轮传动机构包括轴承座板、蜗杆、蜗 轮、手轮、上轴承座、下轴承座；所述轴承座板与所述底座一侧固定连接，所述上轴承座、下 轴承座与轴承座板固定连接，所述蜗杆的两端分别安装在上轴承座、下轴承座内，手轮与蜗 杆上端固定连接，销轴I向转架外侧延伸，所述蜗轮与销轴I的延伸段固定连接，蜗杆与蜗 轮啮合。 本发明结构简单、工作效率高、加工成本低、操作简单方便，对于不同的缸头，只需 设计六块钻模板，就可以实现对不同类型缸头的孔加工，通用性能强。将该工装安装在机床 上，通过顶面钻模板和底面钻模板将柴油机缸头定位夹紧，然后旋转转盘和转架，调整柴油 机缸头各面的位置，分别通过六块钻模板实现对缸头六个面上不同角度的待加工孔加工。 本发明无需找正，通过一次装夹，即可完成对柴油机缸头上各面上孔的加工，提高工作效率 的同时，保证了缸头上各孔的加工精度和位置精度，而且使用寿命长，不易损坏，进而提高 了柴油机的整机性能。 本发明的优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释， 这些实施例，是参照附图仅作为例子给出的。
图l是本发明的主视图； 图2是图1的俯视图； 图3是图1的左视图； 图4是本发明加工缸头前侧面孔的工作状态图； 图5是本发明转架的左视图； 图6是本发明加工缸头斜侧面孔的工作状态图； 图7是图2的D-D旋转剖视图。
具体实施例方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。 如图1、图2、图3和图5所示，本发明包括底座1、转动装置2、钻模机构3，底座1 侧面分别设有定位孔1112、2个定位孔111、定位孔11113、定位孔IV14。转动装置2设置 在底座1内，包括绕X-X轴转动的转架21和绕Z-Z轴转动的垂直回转机构22，转架21两 侧分别通过销轴1211、销轴II212通过轴承4支撑在底座1上，本实施例的销轴1211和销 轴II212均为阶梯轴结构，销轴1211和销轴II212的外端分别穿过转架21向两侧延伸， 它们的内端法兰通过螺钉分别与转架21两侧固定连接。转架21为U形结构，其底部中 心设有通孔213，转架21的左侧面设有定位孔VII215、定位孔V219，定位孔VI218、定位孔 VIII216、定位孔1X217，当转架21绕X-X轴转动到缸头相应侧面的钻孔位置时，转架21的定位孔V219、定位孔VII215或定位孔VI218、定位孔VIII216、定位孔1X217中一孔或多孔 的位置与底座1上的定位孔111或定位孔1112、定位孔11113、定位孔IV14中一孔或多孔 的位置相对应，即转架21和底座1上至少有一个定位孔的位置相对应，这样，就可插入紧固 销6，固定转架21与底座1的相对位置。 垂直回转机构22包括转盘221、紧固环222，转盘221设置在转架21底部上侧，紧 固环222设置在转架21底部下侧，转盘221和紧固环222均为阶梯法兰结构，转盘221和 紧固环222的小端外圆与转架21的中心通孔213间隙配合，转盘221和紧固环222通过数 个紧固件固定连接，转盘221与紧固环222连接后形成一环槽，卡住转架21的底部中心通 孔213，并可绕转架21的中心通孔213中心Z-Z轴转动。转盘221上设有定位孔X214、定 位孔XI220，其位置与转架21底部定位孔的位置相对应，转盘221可绕Z-Z轴转动，加工缸 头上不同侧面的孔时，转盘221定位孔X214或定位孔XI220、与转架21的底部定位孔相对 应，通过插销7将转盘221和转架21固定连接。 钻模机构3设置在底座1上方，并通过紧固件与转动装置2固定连接；钻模机构3 包括顶面钻模板31、底面钻模板32、前侧面钻模板33、后侧面钻模板34、侧面I钻模板35、 斜侧面钻模板36，在各钻模板上的孔设置有钻套，在顶面钻模板31的下表面设置有上定位 销9、上削边销IO，在底面钻模板32的上表面设置有下定位菱形销38、下定位圆柱销39，底 面钻模板32通过数个内六角螺钉固定在转盘221的上方，前侧面钻模板33、后侧面钻模板 34、侧面I钻模板35、斜侧面钻模板36分别与底面钻模板32的各侧面固定连接，前侧面钻 模板33通过定位销8在底面钻模板32的前侧定位，然后通过内六角螺钉与之固定，后侧面 钻模板34、侧面I钻模板35、斜侧面钻模板36采用同样的方式分别与底面钻模板32的相 应侧面定位、连接。缸头通过下定位菱形销38、下定位圆柱销39定位于底面钻模板32的 上表面，顶面钻模板31通过其上的上定位销9、上削边销10定位于缸头的上表面，4根螺柱 310穿过顶面钻模板31、缸头和底面钻模板32，再通过4个六角螺母37与螺柱310的旋合 压紧顶面钻模板31、缸头。 如图1、图2、图7所示，垂直回转机构22下侧设有齿轮传动机构50，齿轮传动机 构50包括立轴501、小齿轮502，立轴501穿过转架21底部，其上端为与扳手相配的轴头， 下端与小齿轮502固定连接，小齿轮502与紧固环222的大端外圆齿啮合。
如图1、图2和图3所示，转架21 —侧设有蜗轮传动机构60，蜗轮传动机构包括轴 承座板601、蜗杆602、蜗轮603、手轮604、上轴承座606、下轴承座607 ;轴承座板601通过 紧固件与底座1 一侧固定连接，蜗杆602的两端分别安装在上轴承座606、下轴承座607内， 手轮604与蜗杆602上端固定连接，蜗轮603与销轴1211的一端通过平键固定连接，蜗杆 602与蜗轮603啮合。 如图1、图2和图3所示，加工柴油机缸头顶面的孔时，先将本发明固定安装在摇 臂钻床的工作台上，再将插销7插进转盘221上的定位孔X214和转架21的定位孔中，使转 盘221和转架21相对固定，然后将紧固销6插入底座1的定位孔111和转架21上的定位 孔V219中，使转架21与底座1固定连接，接着将缸头放入本发明内，缸头的底面通过下定 位菱形销38、下定位圆柱销39定位在底面钻模板32的上侧，顶面钻模板31穿过4根螺柱 310压在柴油机缸头上，通过上定位销9、上削边销10使顶面钻模板31定位，再通过4个六 角螺母37与螺柱310的旋合压紧缸头，这样缸头就受到钻模的完全约束，此时，顶面钻模板31与摇臂钻床的主轴垂直，通过顶面钻模板31上的孔即可完成缸头顶面孔的加工。
如图4所示，加工缸头前侧面的孔时，在图2所示的状态下拔出紧固销6，转动手轮 604，蜗杆602旋转，带动与之啮合的蜗轮603旋转，使转架21绕X_X轴逆时针旋转90° ， 将紧固销6插进转架21上的定位孔VII215和底座1上的定位孔1112中，使转架21与底 座1固定连接，此时，前侧面钻模板33与摇臂钻床的主轴垂直，即可完成缸头前侧面孔的加 工。同理，在图4所示的状态下将转架21绕X-X轴顺时针旋转180。，后侧面钻模板34朝 上，就可完成缸头后侧面孔的加工。 如图6所示，加工缸头斜侧面的孔时，在图2所示的状态下拔出插销7，用扳手转 动立轴501的轴头，通过小齿轮502带动与之啮合的紧固环222的大端外圆的齿转动，紧固 环222带动转盘221转动，使转盘221绕Z-Z轴逆时针旋转90° ，此时，转盘221上的定位 孔XI220从第一象限转到第二象限，插上插销7，使转盘221和转架21固定连接；再拔出紧 固销6，转动手轮604，将转架21绕X-X轴顺时针旋转一定的角度，此时转架21上的定位孔 1X217与底座1上的定位孔nil3相对应，将紧固销6插入对应的孔中，转架21与底座1相 对固定，此时斜侧面钻模板36与摇臂钻床的主轴垂直，通过斜侧面钻模板36上的孔完成缸 头斜侧面上孔的加工。同理，在图2所示的状态下将转盘221绕Z-Z轴顺时针旋转90。，然 后将转架21绕X-X轴顺时针转动90° ，此时，侧面I钻模板35与摇臂钻床的主轴垂直，可
以完成缸头侧面I孔的加工。总之，只要通过绕x-x轴和z-z轴的旋转组合，即可完成缸头
六个加工面的位置变换。 除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式，凡采用等同替换或等效变换形 成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围内。
权利要求
一种柴油机缸头孔加工工装，其特征在于包括底座、转动装置、钻模机构；所述转动装置设置在底座内，包括绕X-X轴转动的转架和绕Z-Z轴转动的垂直回转机构，所述转架两侧销轴I、销轴II分别通过轴承支撑在底座上；所述垂直回转机构包括转盘、紧固环，所述转盘设置在所述转架底部上侧，所述紧固环设置在所述转架底部下侧，转盘和紧固环通过数个紧固件固定连接，并与所述转架的中心通孔活动连接；钻孔时，所述转架一侧与底座、转盘与转架分别通过紧固销、插销固定连接；所述钻模机构设置在底座上方，并通过数个紧固件与所述转动装置固定连接；所述钻模机构包括顶面钻模板、底面钻模板、前侧面钻模板、后侧面钻模板、侧面I钻模板、斜侧面钻模板，所述前侧面钻模板、后侧面钻模板、侧面I钻模板、斜侧面钻模板分别与所述底面钻模板的各侧面固定连接，所述顶面钻模板和底面钻模板设有上、下定位销，夹紧缸头时，顶面钻模板通过数个紧固件压紧在缸头上侧，所述垂直回转机构下侧设有齿轮传动机构，所述转架一侧设有蜗轮传动机构。
2. 如权利要求1所述的柴油机缸头孔加工工装，其特征在于所述底座侧面设有数个 定位孔。
3. 如权利要求1或2所述的柴油机缸头孔加工工装，其特征在于所述转架为U形结 构，所述转架的底部中心设有通孔，所述转架侧面分别设有数个定位孔，所述转架侧面定位 孔的位置与所述底座侧面定位孔的位置相对应，加工缸头上各个面的孔时，紧固销穿过底 座和转架相对应的定位孔与底座固定连接。
4. 如权利要求3所述的柴油机缸头孔加工工装，其特征在于所述转盘和紧固环均为 阶梯法兰结构，转盘小端和紧固环小端固定连接，卡接在转架底部的中心通孔上，转盘和紧 固环的小端外圆与所述转架的中心通孔间隙配合，所述转盘上设有数个定位孔，该定位孔 的位置与所述转架底部定位孔的位置相对应，加工缸头上的孔时，所述转盘通过所述定位 孔、插销与所述转架固定连接。
5. 如权利要求1所述的柴油机缸头孔加工工装，其特征在于所述齿轮传动机构包括 立轴、小齿轮、紧固环大端外圆加工出的大齿轮，所述立轴穿过转架底部，其上端为与扳手 相配的轴头，下端与小齿轮固定连接；所述大齿轮设置在紧固环的外缘上，所述小齿轮与大 齿轮啮合。
6. 如权利要求1所述的柴油机缸头孔加工工装，其特征在于所述蜗轮传动机构包括 轴承座板、蜗杆、蜗轮、手轮、上轴承座、下轴承座；所述轴承座板与所述底座一侧固定连接， 所述上轴承座、下轴承座与轴承座板固定连接，所述蜗杆的两端分别安装在上轴承座、下轴 承座内，手轮与蜗杆上端固定连接，销轴I向转架外侧延伸，所述蜗轮与销轴I的延伸段固 定连接，蜗杆与蜗轮啮合。
全文摘要
本发明公开了一种柴油机缸头的孔加工工装，包括底座、转动装置、钻模机构；转动装置包括绕X-X轴转动的转架和绕Z-Z轴转动的垂直回转机构，转架两侧销轴I、销轴II分别通过轴承支撑在底座上，垂直回转机构包括转盘、紧固环。钻模机构设置在底座上方，包括顶面钻模板、底面钻模板、前侧面钻模板、后侧面钻模板、侧面I钻模板、斜侧面钻模板，分别设置在顶面钻模板和底面钻模板上的上、下定位销。垂直回转机构下侧设有齿轮传动机构，转架一侧设有蜗轮传动机构。本发明通过一次装夹，即可完成对柴油机缸头各面上孔的加工，保证缸头上各孔的加工精度和位置精度，提高柴油机的整机性能。
文档编号B23B47/00GK101733666SQ201010017140
公开日2010年6月16日 申请日期2010年1月8日 优先权日2010年1月8日
发明者张飞, 陈广平 申请人:镇江中船设备有限公司