本实用新型专利技术公开了一种精密快速磨削多面体平面的定位夹具，包括连接杆、夹紧套、限位环、换向轴、基座、轴套、锁紧螺钉、挡圈、限位螺钉、轴套、双列圆柱滚子轴承、紧固螺钉。本实用新型专利技术定位夹具选用材料耐磨性强，安装简单，制造难度低，选用轴承作为中间连接件，满足了产品一致性要求，将影响凸轮座圈平面加工散差大的不利因素去除，达到预定加工值，缩小凸轮座圈平面加工散差，使凸轮座圈工作平面相关几何精度提高，良品率达到99％，低成本、高质量实现高压油泵的使用性能。
【技术实现步骤摘要】
一种精密快速磨削多面体平面的定位夹具
本技术属于机械加工
，涉及一种精密快速磨削多面体平面的定位夹具。
技术介绍
共轨式喷油系统于二十世纪90年代中后期才正式进入实用化阶段。这类电控系统可分为：蓄压式电控燃油喷射系统、液力增压式电控燃油喷射系统和高压共轨式电控燃油喷射系统。高压共轨系统可实现在传统喷油系统中无法实现的功能，其优点有：(1)共轨系统中的喷油压力柔性可调，对不同工况可确定所需的最佳喷射压力，从而优化柴油机综合性能。(2)可独立的柔性控制喷油正时，配合高度喷射压力，可同时控制NOX和微粒(PM)在较小的数值内，以满足排放要求。(3)由电磁阀控制喷油，其控制精度高，高压油路中不会出现气泡和残压为零的现象，因此在柴油机运转范围内，循环喷油量变动小，各缸供油不均匀得到改善，从而减轻柴油机的振动和降低排放。它主要由电控单元、高压油泵、共轨管、电控喷油器以及各种传感器组成。高压油泵的供油量的设计准则是必须保证在任何情况下的柴油机的喷油量与控制油量之和的需求以及启动和加速时的油量变化的需求。其中凸轮座圈是高压油泵中的重要元件，高压油泵油轨中的燃油压力由一个径向柱塞式高压泵产生，该高压泵的主要零件为三个柱塞和一个凸轮座圈。偏心轴带动凸轮座圈做偏心运动，柱塞头部与凸轮座圈工作平面接触，形成滑动摩擦副，实现了柱塞的交替往复运动，为整个燃油系统提供高压油。凸轮座圈与座圈轴套过盈配合后，座圈轴套装在偏心轴的偏心轮上，偏心轴转动一周，凸轮座圈的三个工作平面依次与三支柱塞头部接触，形成滑动摩擦副，推动柱塞上下运动，完成一个工作循环。凸轮座圈承受周期性的冲击载荷，凸轮座圈工作表面与柱塞头部之间的接触应力很大，相对滑动速度也很高，因此凸轮座圈工作表面的磨损比较严重。针对这种情况，凸轮座圈工作平面除应该有较高的尺寸精度，较小的表面粗糙度和足够的刚度外，还应有较高的耐磨性和良好的润滑。因此凸轮座圈工作平面的加工质量对高压共轨燃油喷射系统工作过程和性能指标有很大的影响。目前，制定的凸轮座圈加工方案为：凸轮座圈铣削加工(立式加工中心)——淬火——平面粗磨(平面磨床)——平面精磨(数控高精度平面磨床)——研磨平面。其中平面精磨工序是各项精度实现的关键工序。装夹方式是组合夹具，以一个固定直角支架为基座,基座中心位置装夹与凸轮座圈中孔紧密配合的芯轴,以凸轮座圈端面限位,60°定位板支撑凸轮座圈其中一个工作平面作为定位面，零件找平后用夹紧螺钉将其固定，移开定位板，加工第一面，测量后，松开夹紧螺钉，卸下零件，旋转零件使第二加工平面向上，移动定位板与第一面贴紧找平工件，开始第二面加工，完毕后重复上述步骤加工第三面(图1)。它的特点是对凸轮座圈平面与定位板的贴合度精准性要求极高，工件必须牢固地夹紧在基座上并保持最小悬垂量，才能保证加工精度。但是零件本身孔径有公差，定位销尺寸固定，零件与定位销的间隙越大，加工过程中零件受力位置改变越明显，加工精度越低。而且手工操作繁琐，定位板与凸轮座圈平面贴合程度影响了平面加工一致性。凸轮座圈轴线中心到三平面距离公差为23.35±0.02，平面度0.005，表面粗糙度Ra0.1。该夹具所用定位夹紧元件均为国标通用元件。图1所示，夹持元件是件号1螺钉和件号5锁紧螺母，定位元件是件号3定位销。定位系统由件号1螺钉、件号2基座、件号3定位销、件号4垫圈、件号5六角薄螺母M16及件号6定位板组成。定位板起定位支撑作用，夹持元件起夹紧作用。此种定位元件有如下缺陷：1.耐磨性差，实用性低：组合夹具的元件精度一般为IT6～IT7，经过反复使用的标准夹具零部件均有不同程度的磨损，定位精度降低。另外当砂轮磨削凸轮座圈平面时，同时受轴向分向力及径向分向力作用，定位销与凸轮座圈之间产生位移，磨削时座圈平面与定位板平面紧密贴合，径向分向力传递到定位板压紧面，一方面定位板定位面某个方向与座圈平面接触面积越大，则径向作用力越大，此处磨损越快；另一方面凸轮座圈直径不同，受径向分向力不同，定位板压紧面产生磨损状况不同。两方面因素都会导致定位板压紧面与凸轮座圈平面之间位置产生偏移。位置的改变一方面导致砂轮相对凸轮座圈平面位置不稳定，受力不均匀，磨削抗力增加，尺寸23.35±0.02超差严重，废品率达50％；另一方面轴向分向力不均匀，切削去除量不一致，表面粗糙度实测Ra0.25，无法满足零件技术要求。2.定位繁琐，生产效率低：所有模块的连接、固定和压紧都是以孔定位用锁紧螺钉来实现锁紧。生产过程中，操作者每次装夹凸轮座圈，要将件号4垫圈和件号6锁紧螺母松开，卸下凸轮座圈，旋转120°使第二面平面向上，用定位板与第一面贴紧找平工件，夹紧，移开定位板，进行第二面的加工，重复上述步骤加工第三面，操作方式繁琐。熟练操作工每天8小时满负荷工作，只能完成25件凸轮座圈的加工。此种定位方式费时费力，生产效率低。
技术实现思路
(一)技术目的本技术的目的是：针对凸轮座圈高效高精加工需求，技术一种低成本、高质量、精准加工凸轮座圈平面的定位夹具，快速加工不同壁厚凸轮座圈，精准定位凸轮座圈工作平面，使其受到均匀分布载荷的夹紧力，从而减少零件因夹紧力造成的变形，提高凸轮座圈工作平面相关几何精度，低成本、高质量实现高压油泵供油稳定性要求，更好满足日益严格的排放法规。(二)技术方案为了解决上述技术问题，本技术提供一种精密快速磨削多面体平面的定位夹具，其包括：包括连接杆1、夹紧套2、换向轴4、基座5、紧固螺钉12；基座5安装在工作台上，其上开设有中心孔；换向轴4左端部为圆柱体，右端部为三棱柱体，左端部圆柱体装入基座5中心孔内且左端面通过锁紧螺钉7固定定位，右端部三棱柱体卡挡在基座5右端端面处，换向轴4右端部开设有台阶孔，台阶孔左端的小孔为螺纹孔；夹紧套2左端部为开有中心孔的圆柱体，圆柱体外周面中部设置有同轴的三棱柱体安装台，右端部为夹紧筒，夹紧筒内壁为锥面，壁厚由左至右依次减小，夹紧筒筒壁上沿母线间隔开设多个间隙，将筒壁分割为多个夹紧片；待加工凸轮座圈套设在夹紧筒外部；连接杆1左端部为柱体，右端部为与夹紧筒配合的椎体，连接杆1右端部的长度大于夹紧筒的长度，连接杆1中心开设有通孔；夹紧套2左端部装入换向轴4右端部台阶孔，三棱柱体安装台卡挡在换向轴4右端端面处；基座5右端面上开设有一个第一定位孔，换向轴4右端部三棱柱体上开设有三个间隔120°的第二定位孔，夹紧套2三棱柱体安装台上开设有三个间隔120°的第三定位孔，将第一定位孔、一个第二定位孔和一个第三定位孔对齐并通过定位轴定位后，向左推动连接杆1使夹紧筒的夹紧片向外撑开，使凸轮座圈被涨紧固定，将紧固螺钉12穿过连接杆1中心通孔且其左端部通过螺纹连接换向轴上的螺纹孔，进行凸轮座圈第一面加工，加工完成后，松动锁紧螺钉7，取下定位轴，转动夹紧套2，更换第二、第三定位孔使其与第一定位孔对齐，然后装入定位轴，固定锁紧螺钉7，进行凸轮座圈第二面、第三面加工。(三)有益效果上述技术方案所提供的精密快速磨削多面体的平面夹具，具有以下优点：...
【技术保护点】
1.一种精密快速磨削多面体平面的定位夹具，其特征在于，包括：包括连接杆(1)、夹紧套(2)、换向轴(4)、基座(5)、紧固螺钉(12)；基座(5)安装在工作台上，其上开设有中心孔；换向轴(4)左端部为圆柱体，右端部为三棱柱体，左端部圆柱体装入基座(5)中心孔内且左端面通过锁紧螺钉(7)固定定位，右端部三棱柱体卡挡在基座(5)右端端面处，换向轴(4)右端部开设有台阶孔，台阶孔左端的小孔为螺纹孔；夹紧套(2)左端部为开有中心孔的圆柱体，圆柱体外周面中部设置有同轴的三棱柱体安装台，右端部为夹紧筒，夹紧筒内壁为锥面，壁厚由左至右依次减小，夹紧筒筒壁上沿母线间隔开设多个间隙，将筒壁分割为多个夹紧片；待加工凸轮座圈套设在夹紧筒外部；连接杆(1)左端部为柱体，右端部为与夹紧筒配合的椎体，连接杆(1)右端部的长度大于夹紧筒的长度，连接杆(1)中心开设有通孔；夹紧套(2)左端部装入换向轴(4)右端部台阶孔，三棱柱体安装台卡挡在换向轴(4)右端端面处；基座(5)右端面上开设有一个第一定位孔，换向轴(4)右端部三棱柱体上开设有三个间隔120°的第二定位孔，夹紧套(2)三棱柱体安装台上开设有三个间隔120°的第三定位孔，将第一定位孔、一个第二定位孔和一个第三定位孔对齐并通过定位轴定位后，向左推动连接杆(1)使夹紧筒的夹紧片向外撑开，使凸轮座圈被涨紧固定，将紧固螺钉(12)穿过连接杆(1)中心通孔且其左端部通过螺纹连接换向轴上的螺纹孔，进行凸轮座圈第一面加工，加工完成后，松动锁紧螺钉(7)，取下定位轴，转动夹紧套(2)，更换第二、第三定位孔使其与第一定位孔对齐，然后装入定位轴，固定锁紧螺钉(7)，进行凸轮座圈第二面、第三面加工。/n...
【技术特征摘要】
1.一种精密快速磨削多面体平面的定位夹具，其特征在于，包括：包括连接杆(1)、夹紧套(2)、换向轴(4)、基座(5)、紧固螺钉(12)；基座(5)安装在工作台上，其上开设有中心孔；换向轴(4)左端部为圆柱体，右端部为三棱柱体，左端部圆柱体装入基座(5)中心孔内且左端面通过锁紧螺钉(7)固定定位，右端部三棱柱体卡挡在基座(5)右端端面处，换向轴(4)右端部开设有台阶孔，台阶孔左端的小孔为螺纹孔；夹紧套(2)左端部为开有中心孔的圆柱体，圆柱体外周面中部设置有同轴的三棱柱体安装台，右端部为夹紧筒，夹紧筒内壁为锥面，壁厚由左至右依次减小，夹紧筒筒壁上沿母线间隔开设多个间隙，将筒壁分割为多个夹紧片；待加工凸轮座圈套设在夹紧筒外部；连接杆(1)左端部为柱体，右端部为与夹紧筒配合的椎体，连接杆(1)右端部的长度大于夹紧筒的长度，连接杆(1)中心开设有通孔；夹紧套(2)左端部装入换向轴(4)右端部台阶孔，三棱柱体安装台卡挡在换向轴(4)右端端面处；基座(5)右端面上开设有一个第一定位孔，换向轴(4)右端部三棱柱体上开设有三个间隔120°的第二定位孔，夹紧套(2)三棱柱体安装台上开设有三个间隔120°的第三定位孔，将第一定位孔、一个第二定位孔和一个第三定位孔对齐并通过定位轴定位后，向左推动连接杆(1)使夹紧筒的夹紧片向外撑开，使凸轮座圈被涨紧固定，将紧固螺钉(12)穿过连接杆(1)中心通孔且其左端部通过螺纹连接换向轴上的螺纹孔，进行凸轮座圈第一面加工，加工完成后，松动锁紧螺钉(7)，取下定位轴，转动夹紧套(2)，更换第二、第三定位孔使其与第一定位孔对齐，然后装入定位轴，固定锁紧螺钉(7)，进行凸轮座圈第二面、第三面加工。
2.根据权利要求1所述的精密快速磨削多面体平面的定位夹具，其特征在于，所述基座(5)中心孔中部安装轴套(10)，两端布置双列圆柱滚子轴承(11)，两个双列圆柱滚子轴承(11)布置在轴套(10)两端，换向轴(4)左端部装入轴套(10)和两个双列圆柱滚子轴承(11)内。
3.根据权利要求2所述的精密快速磨削多面体平面的定位夹具，其特征在于，所述基座(5)...
【专利技术属性】
技术研发人员：王朝晖，张宝荣，赵志勇，李爱平，蒋立坤，
申请(专利权)人：国营第六一六厂，
类型：新型
国别省市：山西;14
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