气缸套机加工精镗夹具的改进

1 前言

发动机气缸套机加工分为粗镗、粗车、切总长、半精铰、半精车、精镗、精车台肩、切槽、精车外圆、珩磨等几道工序，精镗加工出的内圆作为后道精加工外圆工序的基准，要求有较高的形状精度和位置精度，因此精镗工序为关键的承上启下工序。工艺要求精镗内圆的圆度误差在0．03以下、内圆与上下腰带的同轴度误差在0．1以下，这样才能保证下道外圆精加工工序的尺寸和形状精度。同时由于精镗的内圆留给珩磨余量只有0．05左右，内圆粗糙度要求很高，切削走刀量很小，因此它的效率一直上不去，使得本道工序成为卡关工序。

2 改进前的精镗夹具

以往的精镗工装为精镗模内腔安装镶圈的结构，气缸套半成品上下腰带以镶圈定位，通过三个沿圆周均布的压板夹紧气缸套支承肩台面。这种工装存在以下几种缺陷：一、每次夹紧缸套都需要工人用扳手锁紧螺钉，因此增加了辅助时间和工人的劳动强度；二、因为气缸套上下腰带与镶圈存在一定的间隙，镗刀在切削的时候，气缸套腰带紧贴镶圈的一边内壁要比有间隙的一边内壁镗得多，另外镗刀在加工缸套内孔的时候由于切削力的作用也会使气缸套内壁产生一定的变形，因此造成了气缸套精镗内圆的圆度超差；三、因气缸套腰带与镶圈之间间隙的存在也会造成气缸套内圆与上下要带的同轴度超差。

3 改进后的精镗夹具结构

下图1为改进后的气缸套精镗夹具，其中夹具体12为HT250铸件材料。夹具体内腔为三阶梯状结构，中间内腔为油缸，油缸内壁安装活塞8，活塞中间凸缘的外圆与油缸壁为小间隙精配合，在活塞外圆上设置两道密封槽，槽内各安装一中密封圈7起到密封液压油的作用。活塞的上部外圆与夹具体上腔壁的下面一段配合，同样也是小间隙精配合，在活塞的上部外圆上设置两道密封槽，槽内安装上密封圈6以防止液压油泄漏。夹具体内腔下部安装缸盖11，缸盖通过八个沿圆周等分的螺栓10固定在夹具体上。活塞的下部外圆与缸盖内圆小间隙精配合，活塞下部外圆上设置两个密封槽，槽内安装下密封圈9以防止液压油泄漏。

图1

涨套5安装在夹具体上腔内，涨套下锥面与活塞内孔上锥面形成配合，锥度为60°。夹具体上部外圆加工成螺纹，螺帽1和并帽3通过螺纹与夹具体连接。螺帽与涨套之间安装上锥体2，涨套上锥面与上锥体锥面形成配合，锥度为60°。涨套采用HT250铸铁材料，涨套上下两锥面同轴度误差小于0．03，涨套圆柱面上沿圆周均匀铣六道掉头对称的槽，槽宽2mm，不铣开，待安装到夹具体上自镗后锯开。在涨套内圆上下两端自镗出与湿式缸套上下腰带相对应的两处台阶，台阶外圆与气缸套腰带外圆的配合间隙为0．1－0．2mm。

4 改进后的精镗夹具工作原理

夹具工作的时候，液压油从进油口进入油缸，在油压的作用下活塞向上运动，在活塞内孔锥面和上锥体内锥面的作用下涨套向内收缩，涨套上下两处内台阶面夹紧气缸套，镗杆下端的镗刀向下快进到气缸套上台面附近然后开始工进镗销气缸套内圆。当镗刀完成对气缸套内孔的切削后快退到原来位置，然后液压油再从出油口进入油缸，活塞向下运动，涨套在自身弹性的作用下松开，操作工取出内圆已经镗好的气缸套，紧接着开始下一个工作循环。

本夹具的优点是：一、因为气缸套是利用涨套的内圆定位面定位并夹紧，涨套定位面和气缸套上下腰带外圆面之间不存在间隙，所以加工出的气缸套内圆的圆度误差较小，可以保证在工艺要求的0．03以下；二、因为本套夹具中的涨套在制造的时候其内圆定位面留余量自镗而成，夹紧的时候定位面紧贴气缸套外圆，所以气缸套内孔与外圆的同轴度能保证在工艺要求的0．1以下。三、因本夹具采用液压夹紧，所以缩短了辅助工时，减轻了工人劳动强度。四、本夹具体的一部分内腔设计成油缸、活塞的上部内锥面兼作下锥体，使得夹具整体结构紧凑、简便。

5 结束语

本气缸套精镗夹具初次设计试制完成后，经过对气缸套单件、小批量、批量试加工等阶段验证，证明该夹具操作方便、运行平稳、气缸套内孔的圆度和同轴度得到提高、缩短了辅助时间、减轻了工人劳动强度。通过在公司的各条生产线推广，提高了精镗工序的产量和质量、提高了气缸套成品合格率。