CN104259879A - 一种活塞内腔头部随形定位装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种活塞内腔头部随形定位装置，包括用于安装至车床的刚性主轴，所述刚性主轴的头部设有用于卡入活塞体内腔的锥体，所述锥体的斜面与所述活塞体内腔的开口接触，所述锥体的端面轴向向外延伸形成定位凸台，所述定位凸台与所述锥体同轴、且形状与所述活塞体的内腔孔相同。本发明活塞内腔头部随形定位装置，制作简单，操作方便，定位精度高，适用范围广，同时能使活塞的制作成本大大降低，每年节约将近30万元生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种活塞定位装置，特别涉及一种活塞内腔头部随形定位装置及其定位方法。
背景技术
本公司是生产各种活塞的专业厂。活塞规格从最小直径φ170钢头铝裙活塞到最大直径φ340钢头铁裙活塞，共28个品种。年生产量26000余只。原生产工艺要求：对于铁裙活塞毛坯件，必须先进行平台划线，操作工依据划线工确定的“+”字线进行加工。对于整体球铁活塞1’，结构参阅图1，图中2’为冷却腔，必须先切掉冒口，粗车部头部后，再对头部的冷却腔部位任选4点相对位置进行抛光，之后用测厚仪进行测厚，并将所测数值记录在所测位置旁，划线工依据所测的各点数值，寻找该活塞的轴心线，力求加工后的活塞头部的环槽四周壁厚均匀。而后由车床工依据所划的刻线，反复对正方能加工。本公司为此设置专职划线工2人，若长年不休息，每人每天需对活塞划线不少于35只，工作强度大且效率低。经初步统计，仅划线一项每年耗资近20万元。能否利用机床自身空心轴与尾座顶针同心的特点，设计一种胎具装上活塞工件后其轴心依然与机床同心，可以省去划线的工序而带来的弊端。经过研究设计，我司设计出在活塞内腔采用胎具定位的方案，这种胎具的结构形式，是采用分体式组合而成，(参阅图2)，组合程序为：将准备好的空心轴1’装配到机床主轴2’上，在主轴与空心轴间安装好推力轴承，将定位螺柱3’装在主轴端部，至此胎具准备完毕；将活塞内腔顶部推进与空心轴的定位螺柱3’相接触，而后由尾座顶紧，即可以车削活塞。但是此种分体式胎具具有以下缺陷：1、结构繁杂，给胎具生产带来不便；2、由于活塞铸造毛坯表面粗糙，切削力极大，有时进刀时仅是主轴转，而工件不转动，无法加工。经过优化，我司进行了二次设计，这种胎具的结构形式是采用阶面定位，(参阅图3)，活塞内腔采用滚轮胀紧装置4’，这种定位胎具虽然定位准确，免除了划线工序，且以投入生产加工中，但是在生产加工过程中存在以下缺陷：1、滚轮磨损严重，需经常检查，更换滚轮，否则影响产品质量；2、由于胀力极大，滚轮易碎，给生产带来不便。
因此急需一种制作简单、操作方便、运行稳定、定位精度高的胎具。
发明内容
【1】要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是克服现有技术中的缺陷，提供一种制作简单、操作方便、运行稳定、定位精度高的活塞内腔头部随形定位装置。
【2】解决问题的技术方案
本发明提供一种活塞内腔头部随形定位装置，包括用于安装至车床的刚性主轴1，所述刚性主轴1的头部设有用于卡入活塞体2内腔的锥体101，所述锥体101的斜面与所述活塞体2内腔的开口接触，所述锥体101的端面轴向向外延伸形成定位凸台102，所述定位凸台102与所述锥体101同轴、且形状与所述活塞体2的内腔孔201相同。
进一步的，所述定位凸台102整体为近似的圆柱形。
进一步的，所述定位凸台102与所述锥体101之间设有连接体103，所述连接体103的直径大于所述定位凸台102的直径且小于所述锥台101的直径。
进一步的，所述定位凸台102的端面开设有导孔104，所述定位凸台102的尾端滑配在所述导孔104内，且所述定位凸台102的尾端与所述导孔104之间设有弹性部件3。
进一步的，所述弹性部件为弹簧。
进一步的，所述导孔104为阶梯孔，所述定位凸台102的尾端设有与所述阶梯孔对应的阶梯轴，所述连接体103的端部通过螺钉连接有用于对所述阶梯轴进行轴向限位的盖体4。
进一步的，所述导孔的底面与所述定位凸台的端面之间设有弹簧安装座，所述弹簧安装在两所述弹簧安装座之间。
进一步的，所述锥体101的侧壁与所述锥体101的轴线之间的夹角小于或等于8度。
进一步的，所述锥体101的侧壁与所述锥体101的轴线之间的夹角为5度。
进一步的，所述定位凸台102的端部与201内腔顶部随形。
【3】有益效果
本发明活塞内腔头部随形定位装置，具有以下优点：1、胎具采用刚性整体结构，刚性好，不易产生变形；2、胎具头部与活塞内腔头部相随形，增大接触面积，提高了定位精度；3、胎具圆台部位采用锥度设计方案，压紧时胎具的锥形体能与活塞定位止口处(铸造毛坯面)紧密接触，使活塞轴心线时刻与机床中心线相重合；4、完全取代了划线工序，已被广范地用于各种活塞的加工中；5、定位凸台采用轴向弹性设计，能使其适用于不同深度的活塞，柔性好，适用范围广。本发明活塞内腔头部随形定位装置，制作简单，操作方便，定位精度高，适用范围广，同时能使活塞的制作成本大大降低，每年节约将近30万元生产成本。
附图说明
图1为现有技术中的整体球铁活塞的结构示意图；
图2为我司一次设计的分体式组合胎具的结构示意图；
图3为我司二次设计的活塞内腔用滚轮胀紧的装置的结构示意图；
图4为本发明活塞内腔头部随形定位装置的实施例一的结构示意图；
图5为本发明活塞内腔头部随形定位装置的实施例二的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图，详细介绍本发明实施例。
实施例一，参阅图4，本发明提供一种活塞内腔头部随形定位装置，包括用于安装至车床的刚性主轴1，该刚性主轴的尾部设有锥柄，锥柄的端部设有主轴螺孔，在刚性主轴1的头部设有用于卡入活塞体2内腔的锥体101，该锥体101的斜面与活塞体2内腔的开口接触(线接触)，且锥体101的侧壁与锥体101的轴线之间的夹角小于或等于8度。本实施例中为5度，锥体101的端面轴向向外延伸形成定位凸台102，该定位凸台102与锥体101同轴、且形状与活塞体2的内腔孔201相同，其能刚好套入至活塞内腔体201内，且该定位凸台102整体为近似的圆柱形，业内称为“舌头”形，为了便于套入，在定位凸台102的端部倒圆，避免套入时锐角接触造成划伤；为了提高整体强度，本实施例中，在定位凸台102与锥体101之间设有连接体103，该连接体103的直径大于定位凸台102的直径且小于锥台101的直径。
实施例二，参阅图5，为了提高柔性，使其能生产不同深度的活塞，在本实施例在实施例一的基础上做了进一步优化设计，在定位凸台102的端面开设有导孔104，定位凸台102的尾端滑配在该导孔104内，且定位凸台102的尾端与导孔104之间设有弹性部件3；本实施例中的弹性部件为弹簧，当活塞深度较小时，定位凸台套入至活塞内腔孔，顶尖继续施加顶尖力，活塞将定位凸台下压，直至内腔的开口与锥体接触，完成定位；本实施例中，导孔104为阶梯孔，且在定位凸台102的尾端设有与该阶梯孔对应的阶梯轴，在连接体103的端部通过螺钉连接有用于对阶梯轴进行轴向限位的盖体4；为了方便弹簧安装，避免在压缩时弹簧滑移，本实施例中在导孔的底面与定位凸台的端面之间设有弹簧安装座，弹簧安装在两弹簧安装座之间。
本发明活塞内腔头部随形定位装置，具有以下优点：1、胎具采用刚性整体结构，刚性好，不易产生变形；2、胎具头部与活塞内腔头部相随形，增大接触面积，提高了定位精度；3、胎具圆台部位采用锥度设计方案，压紧时胎具的锥形体能与活塞定位止口处(铸造毛坯面)紧密接触，使活塞轴心线时刻与机床中心线相重合；4、完全取代了划线工序，已被广范地用于各种活塞的加工中；5、定位凸台采用轴向弹性设计，能使其适用于不同深度的活塞，柔性好，适用范围广。本发明活塞内腔头部随形定位装置，制作简单，操作方便，定位精度高，适用范围广，同时能使活塞的制作成本大大降低，每年节约将近30万元生产成本。
Claims (10)
1.一种活塞内腔头部随形定位装置，其特征在于：包括用于安装至车床的刚性主轴(1)，所述刚性主轴(1)的头部设有用于卡入活塞体(2)内腔的锥体(101)，所述锥体(101)的斜面与所述活塞体(2)内腔的开口接触，所述锥体(101)的端面轴向向外延伸形成定位凸台(102)，所述定位凸台(102)与所述锥体(101)同轴、且形状与所述活塞体(2)的内腔孔(201)相同。
2.如权利要求1所述的活塞内腔头部随形定位装置，其特征在于：所述定位凸台(102)整体为近似的圆柱形。
3.如权利要求1所述的活塞内腔头部随形定位装置，其特征在于：所述定位凸台(102)与所述锥体(101)之间设有连接体(103)，所述连接体(103)的直径大于所述定位凸台(102)的直径且小于所述锥台(101)的直径。
4.如权利要求2所述的活塞内腔头部随形定位装置，其特征在于：所述定位凸台(102)的端面开设有导孔(104)，所述定位凸台(102)的尾端滑配在所述导孔(104)内，且所述定位凸台(102)的尾端与所述导孔(104)之间设有弹性部件(3)。
5.如权利要求4所述的活塞内腔头部随形定位装置，其特征在于：所述弹性部件为弹簧。
6.如权利要求4所述的活塞内腔头部随形定位装置，其特征在于：所述导孔(104)为阶梯孔，所述定位凸台(102)的尾端设有与所述阶梯孔对应的阶梯轴，所述连接体(103)的端部通过螺钉连接有用于对所述阶梯轴进行轴向限位的盖体(4)。
7.如权利要求5所述的活塞内腔头部随形定位装置，其特征在于：所述导孔的底面与所述定位凸台的端面之间设有弹簧安装座，所述弹簧安装在两所述弹簧安装座之间。
8.如权利要求1至7任一项所述的活塞内腔头部随形定位装置，其特征在于：所述锥体(101)的侧壁与所述锥体(101)的轴线之间的夹角小于或等于8度。
9.如权利要求8所述的活塞内腔头部随形定位装置，其特征在于：所述锥体(101)的侧壁与所述锥体(101)的轴线之间的夹角为5度。
10.如权利要求8所述的活塞内腔头部随形定位装置，其特征在于：所述定位凸台(102)的端部与201内腔顶部随形。
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