发动机缸盖端面钻铣加工用夹紧装置及加工方法与流程

本发明属于夹紧装置技术领域，具体地说，本发明涉及一种汽车发动机缸盖端面钻铣加工用夹紧装置及发动机缸盖端面钻铣加工方法。

背景技术：

目前，大多数汽车发动机缸盖钻铣两端面工装夹具只能用于卧式机床，夹紧时也只能加工一个汽车发动机缸盖，使得缸盖加工效率不高，同时此种夹具对于大多数应用立式机床生产缸盖的厂商来说没有任何的价值。所以选用一种专用的可以精确快速装夹的用于立式机床生产加工的汽车发动机缸盖钻铣两端面的夹紧装置就显得尤为迫切。

技术实现要素：

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提供汽车发动机缸盖端面钻铣加工用夹紧装置及发动机缸盖端面钻铣加工方法，目的是提高发动机缸盖两端面的钻铣加工效率。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：发动机缸盖端面钻铣加工用夹紧装置，包括面板以及设置于面板上且用于对发动机缸盖定位的定位机构、用于挂载发动机缸盖的挂载机构、用于同时压紧两个发动机缸盖的第一压紧机构和分别用于压紧一个发动机缸盖的两个第二压紧机构。

所述定位机构包括设置于所述面板上的若干个支撑钉，支撑钉的端面为用于与发动机缸盖接触的平面。

所述支撑钉在所述面板上布置多列。

所述定位机构还包括设置于所述面板上的两个定位销，其中一个为圆形定位销，另一个为菱形定位销，且两个定位销位于两列所述支撑钉之间。

所述第一压紧机构包括设置于所述面板上的第一支撑柱和套设于第一支撑柱上且用于同时对两个发动机缸盖施加压紧力的第一压板，第一压板由设在第一支撑柱上的第一锁紧螺母锁紧，第一支撑柱上并套设有用于对第一压板施加作用力的第一弹性元件。

所述第一压紧机构还包括套设于所述第一支撑柱上且位于所述第一压板与所述第一锁紧螺母之间的第一垫圈。

所述第一垫圈为锥面垫圈，所述第一锁紧螺母为球面螺母。

所述第一压紧机构在所述面板上沿竖直方向设置多个，两个所述第二压紧机构分别位于第一压紧机构的一侧。

所述第二压紧机构包括设置于所述面板上的第二支撑柱和套设于第二支撑柱上且用于对发动机缸盖施加压紧力的第二压板，第二压板由设在第二支撑柱上的第二锁紧螺母锁紧，第二支撑柱上并套设有用于对第二压板施加作用力的第二弹性元件。

所述第二压紧机构还包括设置于所述面板上且用于对所述第二压板提供支撑力的第三支撑柱。

所述第二压紧机构还包括套设于所述第二支撑柱上且位于所述第二压板与所述第二锁紧螺母之间的第二垫圈。

所述第二垫圈为锥面垫圈，所述第二锁紧螺母为球面螺母。

所述挂载机构包括设置于所述面板上且用于插入发动机缸盖上预设的孔中的引导销。

所述引导销在所述面板上沿水平方向设置多个。

所述面板上形成两个用于放置发动机缸盖的缸盖放置区域，所述第一压紧机构位于两个缸盖放置区域之间，且在各个缸盖放置区域处布置一个定位机构和一个挂载机构。

本发明还提供了一种发动机缸盖端面钻铣加工方法，包括对发动机缸盖进行装夹的装夹工序，所述装夹工序中使用上述夹紧装置，装夹工序包括步骤：

S1、将夹紧装置安装在立式机床上；

S2、将待加工的两个发动机缸盖放置于夹紧装置的缸盖放置区域处，使用缸盖放置区域处的定位机构分别完成两个发动机缸盖的定位；

S3、使用夹紧装置上的第一压紧机构和两个第二压紧机构相配合，共同完成两个发动机缸盖的装夹固定。

在所述步骤S2中，在放置待加工的发动机缸盖时，需使定位机构的圆形定位销和菱形定位销分别插入待加工的发动机缸盖上的一个定位孔中。

在所述步骤S2中，在放置待加工的发动机缸盖时，需使挂载机构的引导销插入待加工的发动机缸盖上预设的孔中，使待加工的发动机缸盖呈竖直状态悬置在缸盖放置区域。

在所述步骤S3中，待加工的两个发动机缸盖完成装夹后，两个发动机缸盖的上端端面不处于同一高度。

本发明的发动机缸盖端面钻铣加工用夹紧装置，通过设置定位机构、压紧机构和挂载机构，即实现对发动机缸盖的精确装夹和定位，提高了发动机缸盖端面的钻铣加工精度，也提高了装夹效率和压紧的可靠性，加工效率比较高；另外，该夹紧装置可以同时装夹两个发动机缸盖，大大提高了加工效率，加工该产品的员工更是无需培训即可上岗操作。

附图说明

本说明书包括以下附图，所示内容分别是：

图1是本发明夹紧装置的主视图；

图2是本发明夹紧装置的俯视图；

图3是图1中A-A剖视图；

图中标记为：1、面板；2、菱形定位销；3、圆形定位销；4、第一压板；5、定位衬套；6、支撑钉；7、第三支撑柱；8、第二压板；9、第二支撑柱；10、第一发动机缸盖；11、引导销；12、第一支撑柱；13、筋板；14、底板；15、第一锁紧螺母；16、第一弹性元件；17、平垫圈；18、第一垫圈；19、第二垫圈；20、第二锁紧螺母；21、第二弹性元件；22、第二发动机缸盖。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，目的是帮助本领域的技术人员对本发明的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，并有助于其实施。

如图1至图3所示，本发明提供了一种发动机缸盖端面钻铣加工用夹紧装置，包括底板14、竖直设置于底板14上的面板1以及设置于面板1上且用于对发动机缸盖定位的定位机构、用于挂载发动机缸盖且使两个发动机缸盖上需钻铣加工的端面不处于同一高度的挂载机构、用于同时压紧两个发动机缸盖的第一压紧机构和分别用于压紧一个发动机缸盖的两个第二压紧机构。

如图1至图3所示，底板14为水平放置的矩形平板，底板14的顶面为水平面。面板1为在底板14的顶面上竖直设置的矩形平板，面板1与底板14为垂直连接。定位机构包括垂直设置于面板1上的若干个支撑钉6，支撑钉6的端面为用于与发动机缸盖接触的平面，支撑钉6的轴线与面板1的侧平面相垂直且与下方的底板14的顶面相平行，所有支撑钉6的端面同磨形成发动机缸盖夹紧过程中的定位平面，发动机缸盖以其底面或顶面安放在支撑钉6形成的定位平面上(发动机缸盖的底面是指发动机缸盖上与发动机缸体拼合的结合面，发动机缸盖的顶面是指与底面相平行且与发动机罩盖拼合的结合面，发动机缸盖需钻铣加工的两端面是指位于底面和顶面两端的加工面)。

本发明的夹紧装置可用于同时装夹两个发动机缸盖进行加工，面板1的面积较大，面板1上可形成两个用于放置发动机缸盖的缸盖放置区域，两个缸盖放置区域位于两个第二压紧机构之间，第一压紧机构位于两个缸盖放置区域之间，且在各个缸盖放置区域处分别布置一个定位机构和一个挂载机构。挂载机构使待加工的发动机缸盖呈竖直状态悬置在缸盖放置区域，使发动机缸盖的长度方向与竖直方向相平行，且缸盖放置区域的定位机构对待加工的发动机缸盖提供定位，最后由两个第二压紧机构和第一压紧机构相配合，共同夹紧两个待加工的发动机缸盖，此时两个发动机缸盖的上端端面为需钻铣加工的加工面，挂载机构的设置使两个发动机缸盖的上端端面不处于同一高度。

定位机构的支撑钉6在面板1上沿竖直方向布置多列，且各列至少布置一个支撑钉6。如图1至图3所示，在本实施例中，定位机构包括六个支撑钉6，六个支撑钉6按照三列布置，且各列依次设置一个、两个和三个支撑钉6，从而能够对发动机缸盖形成稳定的支撑和定位。

作为优选的，支撑钉6与面板1为螺纹连接，支撑钉6的插入部具有外螺纹，面板1上设有让支撑钉6的插入部插入的螺纹孔。支撑钉6与面板1设置成螺纹连接，便于调节支撑钉6的端面平齐，而且方便更换，固定牢靠。

如图1至图3所示，定位机构还包括垂直设置于面板1上且与支撑钉6相平行的两个定位销，其中一个为圆形定位销3，另一个为菱形定位销2，且两个定位销位于两列支撑钉6之间。在发动机缸盖的顶面或底面上选有与两个定位销相适配的定位孔，圆形定位销3和菱形定位销2并为错开布置，圆形定位销3靠近面板1的上端，菱形定位销2靠近面板1的下端，圆形定位销3和菱形定位销2处于与竖直方向之间具有小于90度夹角的同一直线上，设置定位销以保证发动机缸盖加工时定位更加精确可靠。

本夹紧装置的第一压紧机构和第二压紧机构与定位机构相配合以压紧待加工的发动机缸盖，在发动机缸盖的两侧对发动机缸盖施加压紧力，将发动机缸盖压紧在由支撑钉6形成的支撑平面上。如图1至图3所示，第一压紧机构包括垂直设置于面板1上的第一支撑柱12和套设于第一支撑柱12上且用于同时对两个发动机缸盖施加压紧力的第一压板4，第一压板4由设在第一支撑柱12上的第一锁紧螺母15锁紧，第一支撑柱12上并套设有用于对第一压板4施加弹性作用力的第一弹性元件16。第一支撑柱12与定位销和支撑钉6相平行，第一压板4为长条板状构件，第一压板4的长度方向上的中间位置处设有让第一支撑柱12穿过的通孔，第一压板4的两端为分别用于与一个发动机缸盖接触的压紧端。第一锁紧螺母15与第一支撑柱12为螺纹连接，第一压板4位于面板1与第一锁紧螺母15之间。第一弹性元件16优选为圆柱螺旋弹簧，该圆柱螺旋弹簧一端抵触第一压板4，另一端抵在第一支撑柱12上所设的限位面上。在装夹时，旋紧第一支撑柱12上的第一锁紧螺母15，可以推动第一压板4朝向靠近面板1的方向移动，直至第一压板4同时压紧放置于缸盖放置区域中的两个发动机缸盖。在夹紧状态时，第一压板4的长度方向与水平方向相平行，第一支撑柱12位于两个发动机缸盖之间。

如图1至图3所示，第一压紧机构还包括套设于第一支撑柱12上且位于第一压板4与第一锁紧螺母15之间的第一垫圈18。第一垫圈18优选为锥面垫圈，第一锁紧螺母15优选为与锥面垫圈配合的球面螺母，球面螺母与锥面垫圈相配合，接触面增大，防松性能好，避免第一锁紧螺母15松动，提高可靠性。

如图1至图3所示，第二压紧机构包括垂直设置于面板1上的第二支撑柱9和套设于第二支撑柱9上且用于对发动机缸盖施加压紧力的第二压板8，第二压板8由设在第二支撑柱9上的第二锁紧螺母20锁紧，第二支撑柱9上并套设有用于对第二压板8施加作用力的第二弹性元件21。第二支撑柱9与第一支撑柱12相平行，第二压板8为长条板状构件，第二压板8上设有让第二支撑柱9穿过的通孔。第二锁紧螺母20与第二支撑柱9为螺纹连接，第二压板8位于面板1与第二锁紧螺母20之间。第二弹性元件21优选为圆柱螺旋弹簧，该圆柱螺旋弹簧一端抵触第二压板8，另一端抵在第二支撑柱9上所设的限位面上。在装夹时，旋紧第二支撑柱9上的第二锁紧螺母20，可以推动第二压板8朝向靠近面板1的方向移动，直至第二压板8压紧放置于缸盖放置区域中的发动机缸盖。在夹紧状态时，第二压板8的长度方向与水平方向相平行，第二支撑柱9位于发动机缸盖的外侧。

如图1至图3所示，第二压板8的一端为用于与发动机缸盖接触的压紧端，第二压紧机构还包括垂直设置于面板1上且用于在第二压板8的另一端对第二压板8提供支撑力的第三支撑柱7，第二支撑柱9与第三支撑柱7相平行且两者的长度方向与面板1相垂直，第二支撑柱9和第三支撑柱7并处于与水平方向相平行的同一直线上。第三支撑柱7对第二压板8形成支撑，确保第二压板8夹紧可靠。作为优选的，第二压板8上设有让第三支撑柱7的顶部嵌入的防旋槽，防旋槽为在第二压板8的面朝面板1的侧面上开始朝向第二压板8内部凹入形成的凹槽，且防旋槽为沿第二压板8的长度方向延伸的长槽，防旋槽的宽度与第三支撑柱7的直径大致相等，第三支撑柱7的端部嵌入防旋槽中，可以避免第二压板8旋转，提高夹紧的可靠性。

如图1至图3所示，第二压紧机构还包括套设于第二支撑柱9上且位于第二压板8与第二锁紧螺母20之间的第二垫圈19。第二垫圈19优选为锥面垫圈，第二锁紧螺母20优选为与锥面垫圈配合的球面螺母，球面螺母与锥面垫圈相配合，接触面增大，防松性能好，避免第二锁紧螺母20松动，提高可靠性。

作为优选的，第一压板和第二压板上的压紧端设有用于与发动机缸盖接触的压垫，压垫采用尼龙材质制作，以防在装夹时对发动机缸盖产生过大的永久压变形，而且当多次装夹中压垫发生过大变形时可以及时更换。

由于发动机缸盖具有一定的长度，为了确保发动机缸盖在加工时固定可靠，第一压紧机构在面板1上沿竖直方向设置多个，两个第二压紧机构分别位于处于同一直线上的多个第一压紧机构的一侧，多个第一压紧机构分别在两个发动机缸盖的不同位置处对两个发动机缸盖同时施加压紧力。如图1至图3所示，在本实施例中，第一压紧机构在面板1上沿竖直方向设置两个。

如图1至图3所示，挂载机构包括垂直设置于面板1上且用于插入发动机缸盖上预设的孔中的引导销11，预设的孔为发动机缸盖上的螺栓孔。引导销11的长度大于支撑钉6和定位销的长度，引导销11的长度方向与定位销和支撑钉6的长度方向相平行且朝向面板1的同一侧伸出，且引导销11位于同一定位机构的两列支撑钉6之间。作为优选的，引导销11在面板1上沿水平方向设置多个，多个处于同一高度的引导销11分别插入发动机缸盖上的一个螺栓孔中，使待加工的发动机缸盖可以缸盖放置区域中悬置在面板1的一侧，便于操作第一压紧机构和第二压紧机构对发动机缸盖进行装夹固定。

在发动机缸盖完成装夹固定后，发动机缸盖的上端端面呈水平状态，以便于立式机床进行钻铣加工。由于夹紧装置同时装夹两个形状相同的发动机缸盖，而发动机缸盖的两端端面形状不同且形状复杂，夹紧装置同时装夹两个发动机缸盖的上端部并不是形状相同的同一端，因此装夹固定后的两个发动机缸盖的上端端面的形状不同，夹紧装置上挂载机构的设置，可以使同时装夹固定的两个发动机缸盖的上端端面不处于同一高度，这样可以很方便的区分两个形状复杂的加工面，进而对不同的加工面执行不同的钻铣操作过程，增强作业过程的可操作性和顺序性，起到一定的防错作用。作为优选的，如图1至图3所示，两个缸盖放置区域的挂载机构不处于同一高度，其中一个缸盖放置区域的挂载机构的引导销11与底板14之间的垂直距离大于另一个缸盖放置区域的挂载机构的引导销11与底板14之间的垂直距离，而发动机缸盖上预设让引导销11插入的孔在各个发动机缸盖上的位置相同(该预设的孔为位置靠近发动机缸盖一端的螺栓孔)，从而可以使两个发动机缸盖的上端端面不处于同一高度。

如图1至图3所示，本发明的夹紧装置还包括与底板14与面板1垂直连接的筋板13，筋板13竖直设置于面板1的一侧，第一压板4和第二压板8位于面板1的另一侧。底板14用于整个夹紧装置在立式机床上的固定安装，在底板14上设有安装孔，可以采用传统方法在立式机床上进行固定。底板14和面板1均为矩形平板，筋板13平行设有两个，以确保面板1的稳定。底板14、面板1和筋板13都通过螺钉紧固连接。

本发明还提供了一种发动机缸盖端面钻铣加工方法，包括对发动机缸盖进行装夹的装夹工序和后续的钻铣工序等。本发明加工方法的主要发明点在于装夹工序的改进，其它工序与传统加工方法类似。装夹工序中使用上述结构的夹紧装置，装夹工序包括如下的步骤：

S1、将夹紧装置安装在立式机床上；

S2、将待加工的两个发动机缸盖放置于夹紧装置的缸盖放置区域处，使用缸盖放置区域处的定位机构分别完成两个发动机缸盖的定位，定位机构包括若干个端面为平面的支撑钉6，发动机缸盖以其底面或顶面安放在支撑钉6形成的定位平面上；

S3、使用夹紧装置上的第一压紧机构和两个第二压紧机构相配合，共同完成两个发动机缸盖的装夹固定。发动机缸盖完成装夹后，发动机缸盖的上端端面呈水平状态，以便于立式机床进行钻铣加工，而且两个发动机缸盖的上端端面不处于同一高度。

在步骤S2中，在放置待加工的发动机缸盖时，需使各个缸盖放置区域处的定位机构的圆形定位销3和菱形定位销2分别插入待加工的发动机缸盖上的一个定位孔中，以确保发动机缸盖位置摆放正确。

在步骤S2中，在放置待加工的发动机缸盖时，需使挂载机构的引导销11插入待加工的发动机缸盖上预设的孔中，使待加工的发动机缸盖呈竖直状态悬置在缸盖放置区域，以便于操作压紧机构装夹两个发动机缸盖。

在步骤S3中，待加工的两个发动机缸盖完成装夹后，两个发动机缸盖的上端端面不处于同一高度，这样便于在下一步钻铣工序中区分两个形状复杂的加工面，依据加工面的高度，判断相应的加工面执行何种钻铣操作过程。

在使用夹紧装置完成两个发动机缸盖的定位和装夹固定后，开动立式机床进行钻铣工序，对两个发动机缸盖的上端端面依次进行钻铣加工。

以上结合附图对本发明进行了示例性描述。显然，本发明具体实现并不受上述方式的限制。只要是采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进；或未经改进，将本发明的上述构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。