发动机机体两端面孔工艺的改进方法.doc

发动机机体两端面孔工艺的改进方法 摘要：分析了发动机机体两端面孔的工艺性，改进了原工艺方法，设计了发动机机体两端面孔加工的七轴组合镗床，该组合机床的镗刀杆采用液压支承技术来提高镗刀杆的刚度。经生产实践证明，机床运行良好，完全达到和超过发动机机体的设计要求。 引言 发动机机体的前后端面的大部分孔和缸孔不仅本身有较高的尺寸精度、几何形状精度、表面粗糙度要求，而且还有较高的位置精度和同轴度要求，如果主轴承孔的同轴度达不到要求，将会使曲轴无法正常运转，如果相关联孔的中心距偏差较大，或两孔中心线不平行，就会影响齿轮的啮合质量，最后导致发动机的噪音过大。为使柴油机有优良的性能和使用寿命，必须有良好的制造精度。为保证各安装零件问正确的相互位置和配合精度，必须采用高精度的专用机床。 原加工两端面七孔，以下平面与两定位销孔定位，利用两轴镗专机镗主轴孔、凸轮底孔；用摇臂钻加工前后端面定位孔；以两端面与钻模定位、镗后油封挡板定位孔与惰轮孔；以下平面与定位销孔定位加工，分别在5道工序内完成。这样工序分散，气缸体采用了多个基准面定位，使得孔与孔之间的位置度要求很难得到保证，且生产成本高，产品质量不稳定，且工序加工时间长，劳动强度大。为此，在分析发动机机体两端面孔加工工艺的基础上，设计了七轴组合镗床。 1 零件的结构分析与加工难点 （1）零件的结构分析 图1所示为4110柴油机机体镗铰主轴孔、凸轮轴衬套孔工序简图，机体两端面孔的尺寸及精度要求见表1。 （2）加工难点分析 柴油机机体零件的材料为HT250，硬度为HBSl87～255，机体两侧面各孔的尺寸精度、位置精度要求高，特别是机体凸轮轴轴瓦孔圆柱度允差0.008 mm，且凸轮轴轴瓦孔在588.88 mm长度上同轴度允差仅φ0.025 mm、同轴度φ0.025 mm、与主轴孔的平行度φ0.06 mm以及粗糙度Ra0.8等要求难于控制，前端面定位孔、后端面定位孔、惰轮孔及后端油封挡板定位孔对主轴孔的位置精度也是机体加工难点之一。 2 加工工艺分析 2.1 主轴孔和凸轮轴孔的加工工艺 （1）粗镗主轴孔和凸轮轴孔，主轴孔镗至5-φ（91±0.1）mm，粗糙度为Ra6.3，同轴度为φ0.05 mm。凸轮轴底孔镗至5-φ63.30 mm，粗糙度为Ra6.3，同轴度为φ0.1mm，与主轴孔平行度φ0.1mm，在两轴组合镗床上一道工序进行。 （2）半精镗主轴孔和凸轮轴孔，主轴孔镗至5-φ91.65 mm，粗糙度为Ra3.2，同轴度为φ0.025mm；圆柱度为φ0.0lmm，与底平面的平行度为0.05mm。凸轮轴底孔镗至5-φ64.18 mm，粗糙度为Ra3.2,同轴度为φ0.03mm，与主轴孔平行度φ0.06mm，圆柱度为φ0.01mm。在两轴组合精镗床上一道工序完成。 （3）精镗主轴孔和凸轮轴孔，主轴孔镗至5-φ（92.065±0.01） mm，粗糙度为Ra1.6，同轴度为φ0.025mm；圆柱度为φ0.005mm。凸轮轴衬套孔镗至5-φ60.744 mm，粗糙度为Ral.6，同轴度为φ0.025mm，与主轴孔平行度φO.06mm，圆柱度为φO.008 mm。在七轴组合镗床上一道工序完成。 2.2 惰轮孔的工艺路线 首先在组合钻床上将惰轮孔利用专用刀具钻至φ49.5 mm，然后在七轴组合镗床精镗至φ50.777 mm。 2.3 后端面油封挡板定位孔、前后端面定位孔工艺路线 在组合钻床上将后端面油封挡板定位孔、前后端面定位孔进行钻孔,然后在七轴组合镗床上进行精镗后端面油封挡板定位孔和铰前后端面定位孔达要求。 精加主轴孔、凸轮轴衬套孔、惰轮孔后端面油封挡板定位孔、前后端面定位孔进行钻孔安排在一道工序在七轴组合镗床上进行，排除了工件多次定位产生的定位误差，大大减少了孔距精度的影响因素。 3 机体两端面孔加工多轴镗床 （1）机床总体设计方案 该组合机床（见图2）采用卧式双面配置,固定式夹具,镗杆采用多层精密导向,以达到较高的加工精度。主机外形轮廓尺寸为4595mm×900mm×l630mm,左右端液压滑台分别采用HY32一IHY50B型,动力箱输出转速485r／min,左右端工作行程分别为400mm和1000mm，加工时间3-4 min。通过液压制动系统来控制自动进退刀，定位采用手动伸缩式定位销，主轴孔镗刀杆采用液压油缸支承，能根据镗刀杆直径大小（下同），自动调节支承的高度。nextpage （2）机床的工作循环 工件吊于夹具的让刀位置→按电源开关,左侧滑台快进（主轴不转）→用手将工件推至定位位置,手动插销定位并夹紧→左侧主轴箱主轴周向定位脱开，主轴旋转后左侧滑台工进，带动镗铰刀进行切削加工→冷却系统启动→工进到位,死挡铁停留，主轴停转，延时2-5 s主轴自动定位（电控自动）→右侧