柴油機機體高精度多檔軸孔加工工藝方法及加工裝置的制作方法

專利名稱：柴油機機體高精度多檔軸孔加工工藝方法及加工裝置的制作方法
技術領域：
本發明屬于柴油機機械加工技術，主要涉及一種柴油機機體高精度多檔軸 孔加工工藝方法及加工裝置。
技術背景機體是柴油機最大的箱體類零件，用于支撐、連接和固定柴油機零部件。 在柴油機工作時，曲軸、凸輪軸與安裝在機體主軸孔、凸輪軸孔里的軸瓦、銅 套之間形成油膜，保證了柴油機平穩運轉，油膜的形成粒在主軸孔與主軸瓦、 凸輪軸孔與凸輪軸銅套之間的高精度配合之上，因此，高速柴油m^機體各軸 孔尺寸、形狀及位置都提出了很高的精度要求，以達到各運動部件之間的嚙合 精度、運轉性能。柴油機機體主軸孔、凸輪軸孔的加工，根據采用的加工設備不同分三種方 法 一是采用專用機床加工。該方法是沿機懶由孔方向進刀， 一次進給加工各 檔軸孔，該加工方法加工質量穩定，生產效率高，但需專用機床，SA成本高，僅適合于大批量生產，aTMWM234系列柴油機機體即采用此方法，多年來加工 質量穩定，生產運行可靠；二是采用普通 配專用夾具加工。該方法也是沿 機懶由孔方向進刀， 一次進給加工各檔軸孔，^S合于軸向開檔數較少的機體， 生產效率低，,匪604L6/V12、 MWM620V8/V12柴油機機體即采用此方法；三是采用數控加工中心配標準動力頭加工。該方法動力頭與軸 L成90。夾角方向， 從油底殼面進刀加工主軸孔，從側面觀察窗進刀加工凸輪軸 L，它只適用于軸 向開檔尺寸及觀察窗寬度尺寸大于500mm的箱體零件加工。前兩種方法的加工 原理都是機床主軸與機懶由孑W呆持平行，禾U用鏜模導向鏜桿進行加工，精度完 全依靠夾具模板導向精度，第三種方法精度由機床保證，但因受標準動力頭結 構尺寸制約，只適用于軸向開檔尺寸及觀察窗寬度尺寸較大的機體。,MWM620V16柴油機機體，軸向開檔數為九擋，軸向開擋尺寸為194mm， 總長達2130mm，軸孔精度H6，坐標精度士O. 025mm，軸孔同軸度4>0. 06mm，相 鄰兩檔同軸度小0.02mm (見圖l、圖2)。可見該機體精度高、軸向開擋尺寸小，
且生產批量小，以上任一方法都無法滿足MWM620V16柴油機機體的加工要求。 發明內容本發明目的是提出一種柴油機機體高精度多檔軸孑L加工工藝方法及加工裝 置，使其適應于軸向開檔數多、加工精度高、小批量生產的柴油機機體的軸孔 加工，以解決大型箱體類零件貫穿全長的高精度多檔軸孑L加工的技術難題。本發明完成其發明任務采取的技術方案是力口z3Pf^^fflra口工中心工 作臺上，使機懶由孔與機床主軸成90°角，即保證機體油底殼面既與IW主軸垂直又與工作臺垂直，并使機m由孔方向與工作臺平行;機懶由 L加工由程序控 制坐標定位、分檔加工；在TO主軸與加工用鏜刀頭之間具有附件頭，即鏜刀 頭與機床主軸之間通過附件頭連接，禾U用附件頭將機床主軸的切肖慟力傳遞給 鏜刀頭并將TO動力方向旋轉900 ，使其與機辦由孔方向一致，m^主軸通過 附件頭帶動鏜刀頭沿機懶由孔方向進給，完成柴油機機體多檔軸孔加工；即先 將機床主軸帶動附件頭及前端的鏜刀頭定位到機體飛輪端面的外側，并使鏜刀 頭軸線與被加工軸孔的軸線重合，沿軸孔方向進給加工出第一檔軸 L完成第 一檔軸孔加工后，TO主軸帶動附件頭、鏜刀頭退出軸孑L表面并退出機體油底 殼表面，機床主軸再帶動附件頭、鏜刀頭在機體油底殼面外沿軸向進給到第一、 二軸承座中間空檔位置，進入空檔內并使鏜刀頭定位到被加工軸孔中心，沿軸 孔方向進給加工出第二檔軸 L;完麟二檔軸 L加工后，t服主軸帶動附件頭、 鏜刀頭退出軸孑L表面并退出油底殼表面，在機體油底殼面外沿軸向進給到第二 三檔軸承座中間的空檔位置，進入空檔內并使鏜刀頭定位在被加工軸孔中心， 沿軸孔方向進給加工出第三檔軸孔；依次加工出其余各檔軸孔。本發明提出的加工裝置由現有的1^加工中心和附件頭、鏜刀頭組成；附件 頭主要由附件頭主軸、軸承、圓錐齒輪副、鏜刀頭主軸、拉桿及定位鍵會賊；鏜 刀頭主要由微調螺釘、鏜刀座、刀片及壓緊螺釘組成。附件頭主軸與鏜刀頭主軸 働0° ，并由圓錐齒輪副嚙合傳動；鏜刀頭與附件頭以端面及l: 30短錐面定位， 由拉桿及定位鍵緊固并傳遞扭矩，機床動力輸出到附件頭主軸后，經圓錐齒輪副 傳遞給鏜刀頭主軸，鏜刀頭由拉桿拉緊驅動旋轉，將禾，主軸方向旋熟0。后， 驅動刀片旋轉加工零件；鏜刀頭的可微調的刀片安裝在鏜刀座上，通過微調螺 釘調整鏜刀座的徑向移動量后，并用壓緊螺釘固定，從而改變刀片的徑向尺寸。微調機構調刀精度高，保證滿足加工軸孔的精度要求。本發明提出的柴油機機體高精度多檔軸孔加工工藝方法，適應于軸向開檔數多、加工精度高、小批量機體的軸 L加工，艦解決大型箱體類零件貫穿全 長的高精度多檔軸孔加工的技術難題。本發明提出的加工裝置附件頭及鏜刀頭，結構設計緊湊、加工進給、退出 時，與割牛開檔側壁間隙僅有1. 5 1. 75mm，此設計保證既不與割牛開檔頂蝰發 生干涉，又最大限度利用機體開檔空間，提高了附件頭、鏜刀頭的剛性。


圖1為MWM620V16柴油機機體主視簡圖(主軸孔、凸輪軸孔坐標要求)。 圖2為圖1的A-A剖視圖(主軸孔、凸輪軸孑L加工技術要求)。圖3為本發明的工藝定位、加工示意圖。圖4為本發明的主軸孔加工用鏜刀頭結構示意圖。圖5為圖4的左視圖。圖6為本發明的主軸孔加工用附件頭和鏜刀頭的結構示意圖。 圖7為本發明的MWM620V16機體主軸孔前四檔加工工藝流程簡圖。 圖中1、析床工作臺，2、夾具支座，3、定位塊，4、定位支撐，5、壓緊 機構，6、鏜刀頭，7、微調螺釘，8、鏜刀座，9、刀片，10、壓緊螺釘，11、 附件頭，12、附件頭主軸，13、 14、軸承，15、圓錐齒輪副，16、鏜刀頭主軸， 17、拉桿，18、定位鍵，19、凸輪軸孔，20、主軸孔，21、油底殼面，22機床 主軸，23、數控加工中心，24、飛輪端面，25、第一檔軸承座，26、第二檔軸 承座，27、第三檔軸承座。
具體實施方式
結合附圖對本發明實施加以說明如圖7所示，MWM620V16柴油機機##檔間距為250ram，主軸孑L第一檔厚度 最寬為65.5mm，其余各檔厚度均為56mm，則主軸孔最小開檔寬度=250 mm-56/2咖-30. 5mm=19L 5mm，其余各檔寬度=250-56raiFl94mm。如圖6所示，附件頭11及鏜刀頭6裝配后的厚度要小于##開檔寬度，才 能從油底殼面順利駄軸承座中間空檔ffl進行加工；鏜刀頭6裝在附件頭11 上后，可加工孔部分厚度要大于主軸 L第一檔厚度，才能加工完所有軸孔。實
際設計為121mm (附件頭11厚度)+67咖(鏜刀頭6皿附件頭11上后，可 加工孔部分厚度)=188mm〈191. 5mm (主軸 L1小開檔寬度)，進給時附件頭及鏜 刀頭與割特由承座偵靦間隙各為1. 75mrn; 67mm (鏜刀頭6驗附件頭11上后， 可加工 L部分厚度)>65. 5mm (主軸孔第一檔厚度)，完成 L加工后，刀體與 零件軸承座側面間隙為1. 5mm，這樣設計的附件頭11及鏜刀頭6既保證了可以 順利進行加工，又保證了孔加工深度。如圖3所示，加工前先將夾具支座2定位安裝在禾腺工作臺1上，禾!i用夾 具支座2將割柳做定位裝夾在數控加工中心工作臺1上，使IW主軸22與柴 油機機懶由孔19、 20成90°夾角，保證機體油底殼面21 g無與IW主軸22垂直 又與工作臺1垂直，并使機辦由孔19、 20的方向與工作臺1平行，然后將附鐵 11禾PttZf頭6 ^ftl^主軸22上，利用附件頭11將*腺主軸22的切削動力傳 遞給鏜刀頭6并將機床動力方向旋轉90° ，使其與機懶由孔19、 20的方向一致。機體主軸孔20的加工由程，制坐標定位、分檔加工；匪620V16機體共 有九檔，先將禾，主軸22帶動附件頭11及前端的鏜刀頭6定位到機體飛輪端 面24外側，并使鏜刀頭6軸線與主軸孔20的軸線重合，沿主軸孔20方向進給 加工出第一檔軸孔；完麟一檔軸 L加工后，t腺主軸22帶動附件頭11、鏜刀 頭6退出軸孑L表面并退出機體油底殼表面21，豐iU^主軸22再帶動附件頭11、 鏜刀頭6在機體油底殼面外21沿軸向進給到第一、二軸承座25、 26中間空檔 位置，駄空檔內并使鏜刀頭6定位到主軸孔20中心，沿軸 L方向進給加工出 第二檔軸孔；完，二檔軸 L加工后，機床主軸22帶動附件頭11、鏜刀頭6 退出軸孑L表面并退出油底殼表面，在機體油底殼面外沿軸向進給到第二、三檔 軸承座26、 27中間空檔位置，SA空檔內并使鏜刀頭6定位在主軸孔20中心， 沿軸孔方向進給加工出第三檔主軸孔20;依次加工其余各檔主軸孔20。機體凸輪軸孔19的加工也是由程度控制坐標定位、分檔加工；加工機體凸 輪軸孔19的具體加工過程與主軸孔20的加工過程相同，更換凸輪軸孔加工用附 件頭和鏜刀頭即可加工出兩列凸輪軸孔19。采用本發明工藝方法加IMWM620V16機體，各軸孑L孔fe&^標尺寸精度均得 到可靠的保證，特別是由于采用了同一把刀具加工各檔軸孔，達到了孔徑尺寸 一致性、穩定性，保證了機懶由孔同軸度要求，提高了柴油豐腺配、運轉性能。
本發明工藝方法的提出，提高了加工質量，不僅解決了MWM620V16柴油機機 體軸孔的加工難題，而且適應于MWM620V8/V12系列柴油機機體的加工，解決了 MWM620V8/V12機體長期以來軸 L加工的技術難題，從而提高了工廠整體工藝水 平。如圖4、 5、 6所示，本發明的裝置由附件頭11和鏜刀頭6組成；附件頭主要由 附件頭主軸12、軸承13、 14、圓錐齒輪副15、鏜刀頭主軸16、拉桿17及定位鍵18 等組成；鏜刀頭主要由微調螺釘7、鏜刀座8、刀片9及壓緊螺釘10組成。附件頭 主軸12與鏜刀頭主軸16成90。，并由圓錐齒輪副15嚙合傳動；鏜刀頭6與附件頭 ll以端面及l: 30短錐面定位，由拉桿17及定位鍵18緊固并傳遞扭矩，機床動力 輸出到附件頭主軸12后，經圓錐齒輪副15傳遞辦堂刀頭主軸16，鏜刀頭6由拉桿 17拉緊驅動旋轉，將禾服主軸方向旋傲0。后，驅動刀片9旋轉加工割牛；鏜刀 頭上的可微調的刀片9安裝在鏜刀座6上，通過微調螺釘7調整鏜刀座8的徑向移動 量后，并用壓緊螺釘10固定，從而改變刀片9的徑向尺寸，加工出柴油機機體高 精度軸孔。
權利要求
1、一種柴油機機體高精度多檔軸孔加工工藝方法，其特征是加工部件裝夾在數控加工中心工作臺(1)上，使機體軸孔(19、20)與機床主軸(22)成90°角，即保證機體油底殼面(21)既與機床主軸(22)垂直又與工作臺(1)垂直，并使機體軸孔方向與工作臺平行；機體軸孔(19、20)加工由程序控制坐標定位、分檔加工；在機床主軸(22)與加工用鏜刀頭(6)之間具有附件頭(11)，即鏜刀頭與機床主軸之間通過附件頭連接，利用附件頭將機床主軸的切削動力傳遞給鏜刀頭并將機床動力方向旋轉90°，使其與機床軸孔方向一致，機床主軸(22)通過附件頭帶動鏜刀頭(6)沿機體軸孔(19、20)方向進給，完成柴油機機體多檔軸孔加工；即先將機床主軸(22)帶動附件頭(11)及前端的鏜刀頭(6)定位到機體飛輪端面(24)的外側，并使鏜刀頭軸線與被加工軸孔的軸線重合，沿軸孔方向進給加工出第一檔軸孔；完成第一檔軸孔加工后，機床主軸帶動附件頭(11)、鏜刀頭(6)退出軸孔表面并退出機體油底殼表面(21)，機床主軸再帶動附件頭、鏜刀頭在機體油底殼面外沿軸向進給到第一、二軸承座(25、26)中間空檔位置，進入空檔內并使鏜刀頭定位到被加工軸孔中心，沿軸孔方向進給加工出第二檔軸孔；完成第二檔軸孔加工后，機床主軸帶動附件頭、鏜刀頭退出軸孔表面并退出油底殼表面，在機體油底殼面外沿軸向進給到第二、三檔軸承座(26、27)中間的空檔位置，進入空檔內并使鏜刀頭定位在被加工軸孔中心，沿軸孔方向進給加工出第三檔軸孔；依次加工出其余各檔軸孔。
2、 一種柴油機機體高精度多檔軸孑L加工裝置，其特征是由數控加工中心 和附件頭(11)、鏜刀頭(6)組成；附件頭(11)主要由附件頭主軸(12)、 軸承(13、 14)、圓錐齒輪副(15)、鏜刀頭主軸(16)、拉桿(17)及定位鍵(18)等組成；鏜刀頭(6)主要由微調螺釘(7)、鏜刀座(8)、刀片(9)及 壓緊螺釘(10)等組成；附件頭主軸(12)與鏜刀頭主軸(16)成90° ，并由圓 錐齒輪副(15)嚙合傳動；鏜刀頭(6)上裝有鏜刀座(8),可微調的刀片安裝 在鏜刀座上，鏜刀頭與附件頭以端面及l: 30短錐面定位。
全文摘要
本發明提出的柴油機機體高精度多檔軸孔加工工藝方法，加工部件裝夾在數控加工中心工作臺(1)上，使機體軸孔(19、20)與機床主軸(22)成90°角；機體軸孔加工由程序控制坐標定位、分檔加工；在機床主軸與加工用鏜刀頭(6)之間具有附件頭(11)，使其與機床軸孔方向一致，機床主軸通過附件頭帶動鏜刀頭沿機體軸孔方向進給，完成柴油機機體多檔軸孔加工。本發明提出的加工方法適應軸向開檔數多、加工精度高、小批量機體的軸孔加工，較好解決大型箱體類零件貫穿全長的高精度多檔軸孔加工的技術難題。本發明提出的加工裝置結構設計緊湊，加工進給、退出時，與零件開檔側壁間隙僅有1.5～1.75mm，此設計既保證不與零件開檔側壁發生干涉，又最大限度利用機體開檔空間。
文檔編號B23B35/00GK101147987SQ20071018991
公開日2008年3月26日 申請日期2007年11月6日 優先權日2007年11月6日
發明者李瑞杰, 林運動, 沛 王, 郭彩芳 申請人:河南柴油機重工有限責任公司