(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 CN 108608324 A(43)申请公布日 2018.10.02
(21)申请号 2018104611.2(22)申请日 2018.05.15
(71)申请人 国营第六一六厂
地址 037036 山西省大同市1号信箱科技部(72)发明人 章祥宝 李峥 高峰 王军
吉海叶 周建荣 (74)专利代理机构 中国兵器工业集团公司专利
中心 11011
代理人 刘二格(51)Int.Cl.
B24B 41/06(2012.01)
权利要求书1页 说明书3页 附图2页
(54)发明名称
一种高精度薄壁气缸套磨削座圈及端面用夹具
(57)摘要
本发明公开了一种高精度薄壁气缸套磨削座圈及端面用夹具，其包括：心轴(14)、第一锥塞(12)和第二锥塞(13)，心轴(14)和第二锥塞(13)从气缸套(1)的上座圈端穿入气缸套内孔，第二锥塞(13)套设在心轴(14)上，第二锥塞(13)的外锥面将气缸套(1)定位；气缸套(1)的下座圈端，第一锥塞(12)顺着心轴(14)的端部锥向导向面装在心轴(14)上，第一锥塞(12)的外锥面与气缸套内孔面稳定接触。本发明结合了间隙配合夹具和无间隙配合夹具的优点、特点，经过加工验证，本夹具能够满足某型号发动机气缸套座圈及端面的磨削加工精度要求，加工精度稳定，取得了很好的效果。
CN 108608324 ACN 108608324 A
权 利 要 求 书
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1.一种高精度薄壁气缸套磨削座圈及端面用夹具，其特征在于，包括：心轴(14)、第一锥塞(12)和第二锥塞(13)，心轴(14)和第二锥塞(13)从气缸套(1)的上座圈端穿入气缸套内孔，第二锥塞(13)套设在心轴(14)上，第二锥塞(13)的外锥面将气缸套(1)定位；气缸套(1)的下座圈端，第一锥塞(12)顺着心轴(14)的端部锥向导向面装在心轴(14)上，第一锥塞(12)的外锥面与气缸套内孔面稳定接触。
2.如权利要求1所述的高精度薄壁气缸套磨削座圈及端面用夹具，其特征在于，所述第二锥塞(13)和心轴(14)过盈装配成为一体，所述心轴(14)和第一锥塞(12)滑动配合。
3.如权利要求2所述的高精度薄壁气缸套磨削座圈及端面用夹具，其特征在于，所述第二锥塞(13)的锥面、第一锥塞(12)的锥面和心轴(14)和第一锥塞(12)滑动配合面同轴。
4.如权利要求2所述的高精度薄壁气缸套磨削座圈及端面用夹具，其特征在于，所述第一锥塞(12)和心轴(14)的滑动配合间隙在0.003mm内。
5.如权利要求1所述的高精度薄壁气缸套磨削座圈及端面用夹具，其特征在于，所述第一锥塞(12)和第二锥塞(13)的锥度为1:500。
6.如权利要求1所述的高精度薄壁气缸套磨削座圈及端面用夹具，其特征在于，所述第一锥塞(12)和第二锥塞(13)上分别加工环形台阶孔。
7.如权利要求1所述的高精度薄壁气缸套磨削座圈及端面用夹具，其特征在于，所述第一锥塞(12)和第二锥塞(13)装配在心轴(14)后，对心轴(14)的中心孔(15)的跳动不大于0.005mm。
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说 明 书
一种高精度薄壁气缸套磨削座圈及端面用夹具
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技术领域
[0001]本发明属于机械加工技术领域，涉及一种高精度薄壁气缸套磨削座圈及端面用夹具。
背景技术
[0002]气缸套是车辆“心脏”--发动机中的一个关键零件，尤其在某型号发动机中，为提高发动机的性能、缩小发动机尺寸，座圈尺寸精度及形位公差要求更严，气缸套的壁厚变得更薄，易产生装夹变形。
[0003]通常气缸套磨削座圈夹具有间隙配合夹具，如：中心塞(分组选配)，根据气缸套内孔尺寸要求，设计制造出不同外径尺寸的中心塞，加工时选配与气缸套实际内孔尺寸配合适当的中心塞(2个)，利用中心塞外径和止推端面将气缸套定位，通过机床上的前后顶尖将中心塞(留有顶尖孔)和气缸套夹紧在机床上；无间隙配合夹具，如：液塑夹具，夹具由几个零件组成内部中空结构，夹具与机床连接，空腔内充入液态塑性料，利用堵盖和螺堵将空腔封闭，螺堵拧紧压缩空腔中的液态材料，使夹具薄壁套部分涨大，夹紧气缸套，进行磨削加工。[0004]用间隙配合夹具中心塞分组选配加工的缺陷如下：[0005]1、中心塞与气缸套的间隙选配较难，间隙太大易产生偏磨现象，造成气缸套座圈对内孔跳动超差，间隙太小装卸不方便，易产生变形，造成气缸套座圈对内孔跳动超差。[0006]2、由于存在中心塞与气缸套内孔定位间隙及中心塞顶尖孔的精度误差，两中心塞的顶尖孔会产生不同轴现象，造成气缸套座圈、端面对内孔跳动超差。[0007]简图如图1所示。其中，1-气缸套，2-中心塞，3-上座圈，4-下座圈，5-中心堵，6-端面。[0008]用无间隙配合液塑夹具加工的缺陷如下：[0009]1、夹具夹紧方式为径向夹紧，易产生变形，制造难度大，尤其空腔薄壁部分的精度，会直接影响气缸套座圈及端面的精度要求。[0010]2、液态塑性料浓度受温度影响较大，存在老化、失效现象，造成夹紧力的大小不易控制，且不稳定，影响气缸套座圈及端面加工精度的稳定性。[0011]3、使用过程中会逐渐产生渗漏现象，造成气缸套夹不紧，不与夹具同步旋转，使气缸套座圈产生棱度，造成废品，且磨削效率低。[0012]4、液态塑性材料需加热融化获得，配比比例不易控制，并会对环境造成污染。[0013]简图如图2所示。其中，1-气缸套，3-上座圈，4-下座圈，6-端面，7-前薄壁套，8-后薄壁套，9-夹具体，10-堵盖，11-端面。发明内容[0014](一)发明目的
[0015]本发明的目的是：提供一种高精度薄壁气缸套磨削座圈及端面用夹具，在使用安
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全、装卸方便情况下，保证某型号发动机高精度薄壁气缸套座圈及端面的加工精度和加工稳定性要求。[0016](二)技术方案
[0017]为了解决上述技术问题，本发明提供一种高精度薄壁气缸套磨削座圈及端面用夹具，其包括：心轴14、第一锥塞12和第二锥塞13，心轴14和第二锥塞13从气缸套1的上座圈端穿入气缸套内孔，第二锥塞13套设在心轴14上，第二锥塞13的外锥面将气缸套1定位；气缸套1的下座圈端，第一锥塞12顺着心轴14的端部锥向导向面装在心轴14上，第一锥塞12的外锥面与气缸套内孔面稳定接触。[0018]其中，所述第二锥塞13和心轴14过盈装配成为一体，所述心轴14和第一锥塞12滑动配合。
[0019]其中，所述第二锥塞13的锥面、第一锥塞12的锥面和心轴14和第一锥塞12滑动配合面同轴。[0020]其中，所述第一锥塞12和心轴14的滑动配合间隙在0.003mm内。[0021]其中，所述第一锥塞12和第二锥塞13的锥度为1:500。[0022]其中，所述第一锥塞12和第二锥塞13上分别加工环形台阶孔。[0023]其中，所述第一锥塞12和第二锥塞13装配在心轴14后，对心轴14的中心孔15的跳动不大于0.005mm。[0024](三)有益效果
[0025]上述技术方案所提供的高精度薄壁气缸套磨削座圈及端面用夹具，结合了间隙配合夹具和无间隙配合夹具的优点、特点，经过加工验证，本夹具能够满足某型号发动机气缸套座圈及端面的磨削加工精度要求，加工精度稳定，取得了很好的效果。附图说明
[0026]图1为现有技术中间隙配合夹具的结构示意图。
[0027]图2为现有技术中无间隙配合液塑夹具的结构示意图。[0028]图3为本发明实施例夹具的结构示意图。[0029]图3中，1-气缸套，3-上座圈，4-下座圈，6-端面，12-第一锥塞，13-第二锥塞，14-心轴，15-中心孔，16-心轴导向面，17-滑动配合面。具体实施方式
[0030]为使本发明的目的、内容和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
[0031]某型号发动机气缸套壁厚最薄处厚度为4mm，座圈尺寸精度IT6级，座圈对内孔跳动要求为0.02mm，座圈部位厚度最薄为5.5mm。针对以上要求，为减小装夹变形，保证座圈跳动要求，综合上述两种夹具优缺点，最终确定夹具设计为轴向夹紧、无间隙配合式结构。[0032]本实施例夹具简图如图3所示。夹具包括心轴14、第一锥塞12和第二锥塞13，第二锥塞13和心轴14过盈装配成为一体，以心轴14两端中心孔位基准磨削第二锥塞13的锥面及心轴14和第一锥塞12滑动配合面，保证锥面和滑动配合面的同轴度；第一锥塞12和心轴14滑动配合，滑动配合间隙在保证第一锥塞12灵活滑动情况下尽可能小，本夹具控制在
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0.003mm内；第一锥塞12和第二锥塞13的锥度应在适合范围，既保证定位准确、又要方便装卸气缸套，通过实验，本实施例第一锥塞12和第二锥塞13的锥度设置为1:500；第一锥塞12和第二锥塞13上分别加工环形台阶孔，如图所示的
和
孔，从而减轻夹具的重量；两
锥塞装配在心轴14后，对心轴14的中心孔15的跳动不大于0.005mm。[0033]夹具操作步骤如下：[0034]1、气缸套1横放(图示位置)，将心轴14和第二锥塞13从气缸套1的上座圈3端穿入气缸套内孔，利用第二锥塞13的锥面将气缸套定位；[0035]2、在气缸套1的下座圈4端，将第一锥塞12顺着心轴导向面16装在心轴14上，手轻轻推动，直到第一锥塞12的锥面与气缸套内孔面稳定接触；[0036]3、将装好气缸套1的夹具用磨床上的两顶尖顶紧(顶在心轴两端顶尖孔，也即中心孔15)，然后开始加工；[0037]4、加工完成后，卸下气缸套1及夹具，先取出第一锥塞12，再取出心轴14和第二锥塞13，准备下一次加工。
[0038]由以上技术方案可以看出，本夹具依靠适合锥度的锥塞，将定位、夹紧方向分解在气缸套轴向和径向两个方向，定位、夹紧更合理可靠。[0039]综上，本发明的关键点有以下几点：[0040]1、通过实验，设计了合适锥度的锥塞，既保证了装夹时定位准确、又方便装卸，并将定位、夹紧方向分解在气缸套轴向和径向两个方向，使定位、夹紧更合理可靠。[0041]2、要控制好第一锥塞12与心轴滑动间隙，保证定位精度和装卸灵活。[0042]3、要控制好第一锥塞12、第二锥塞13与对心轴顶尖孔的跳动精度。[0043]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
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