專利名稱：柴油機(jī)機(jī)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(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于柴油機(jī)機(jī)械加工技術(shù)，主要涉及一種柴油機(jī)機(jī)體高精度多檔軸 孔加工工藝方法及加工裝置。
技術(shù)背景機(jī)體是柴油機(jī)最大的箱體類零件，用于支撐、連接和固定柴油機(jī)零部件。 在柴油機(jī)工作時(shí)，曲軸、凸輪軸與安裝在機(jī)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(jī)平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)，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(jī)體各軸 孔尺寸、形狀及位置都提出了很高的精度要求，以達(dá)到各運(yùn)動(dòng)部件之間的嚙合 精度、運(yùn)轉(zhuǎn)性能。柴油機(jī)機(jī)體主軸孔、凸輪軸孔的加工，根據(jù)采用的加工設(shè)備不同分三種方 法 一是采用專用機(jī)床加工。該方法是沿機(jī)懶由孔方向進(jìn)刀， 一次進(jìn)給加工各 檔軸孔，該加工方法加工質(zhì)量穩(wěn)定，生產(chǎn)效率高，但需專用機(jī)床，SA成本高，僅適合于大批量生產(chǎn)，aTMWM234系列柴油機(jī)機(jī)體即采用此方法，多年來加工 質(zhì)量穩(wěn)定，生產(chǎn)運(yùn)行可靠；二是采用普通 配專用夾具加工。該方法也是沿 機(jī)懶由孔方向進(jìn)刀， 一次進(jìn)給加工各檔軸孔，^S合于軸向開檔數(shù)較少的機(jī)體， 生產(chǎn)效率低，,匪604L6/V12、 MWM620V8/V12柴油機(jī)機(jī)體即采用此方法；三是采用數(shù)控加工中心配標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)力頭加工。該方法動(dòng)力頭與軸 L成90。夾角方向， 從油底殼面進(jìn)刀加工主軸孔，從側(cè)面觀察窗進(jìn)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(jī)床主軸與機(jī)懶由孑W呆持平行，禾U用鏜模導(dǎo)向鏜桿進(jìn)行加工，精度完 全依靠夾具模板導(dǎo)向精度，第三種方法精度由機(jī)床保證，但因受標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)力頭結(jié) 構(gòu)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(jī)體。,MWM620V16柴油機(jī)機(jī)體，軸向開檔數(shù)為九擋，軸向開擋尺寸為194mm， 總長(zhǎng)達(dá)2130mm，軸孔精度H6，坐標(biāo)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)?？梢娫摍C(jī)體精度高、軸向開擋尺寸小，
且生產(chǎn)批量小，以上任一方法都無法滿足MWM620V16柴油機(jī)機(jī)體的加工要求。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明目的是提出一種柴油機(jī)機(jī)體高精度多檔軸孑L加工工藝方法及加工裝 置，使其適應(yīng)于軸向開檔數(shù)多、加工精度高、小批量生產(chǎn)的柴油機(jī)機(jī)體的軸孔 加工，以解決大型箱體類零件貫穿全長(zhǎng)的高精度多檔軸孑L加工的技術(shù)難題。本發(fā)明完成其發(fā)明任務(wù)采取的技術(shù)方案是力口z3Pf^^fflra口工中心工 作臺(tái)上，使機(jī)懶由孔與機(jī)床主軸成90°角，即保證機(jī)體油底殼面既與IW主軸垂直又與工作臺(tái)垂直，并使機(jī)m由孔方向與工作臺(tái)平行;機(jī)懶由 L加工由程序控 制坐標(biāo)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(jī)床主軸之間通過附件頭連接，禾U用附件頭將機(jī)床主軸的切肖慟力傳遞給 鏜刀頭并將TO動(dòng)力方向旋轉(zhuǎn)900 ，使其與機(jī)辦由孔方向一致，m^主軸通過 附件頭帶動(dòng)鏜刀頭沿機(jī)懶由孔方向進(jìn)給，完成柴油機(jī)機(jī)體多檔軸孔加工；即先 將機(jī)床主軸帶動(dòng)附件頭及前端的鏜刀頭定位到機(jī)體飛輪端面的外側(cè)，并使鏜刀 頭軸線與被加工軸孔的軸線重合，沿軸孔方向進(jìn)給加工出第一檔軸 L完成第 一檔軸孔加工后，TO主軸帶動(dòng)附件頭、鏜刀頭退出軸孑L表面并退出機(jī)體油底 殼表面，機(jī)床主軸再帶動(dòng)附件頭、鏜刀頭在機(jī)體油底殼面外沿軸向進(jìn)給到第一、 二軸承座中間空檔位置，進(jìn)入空檔內(nèi)并使鏜刀頭定位到被加工軸孔中心，沿軸 孔方向進(jìn)給加工出第二檔軸 L;完麟二檔軸 L加工后，t服主軸帶動(dòng)附件頭、 鏜刀頭退出軸孑L表面并退出油底殼表面，在機(jī)體油底殼面外沿軸向進(jìn)給到第二 三檔軸承座中間的空檔位置，進(jìn)入空檔內(nèi)并使鏜刀頭定位在被加工軸孔中心， 沿軸孔方向進(jìn)給加工出第三檔軸孔；依次加工出其余各檔軸孔。本發(fā)明提出的加工裝置由現(xiàn)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(huì)賊；鏜 刀頭主要由微調(diào)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(dòng)；鏜刀頭與附件頭以端面及l(fā): 30短錐面定位， 由拉桿及定位鍵緊固并傳遞扭矩，機(jī)床動(dòng)力輸出到附件頭主軸后，經(jīng)圓錐齒輪副 傳遞給鏜刀頭主軸，鏜刀頭由拉桿拉緊驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，將禾，主軸方向旋熟0。后， 驅(qū)動(dòng)刀片旋轉(zhuǎn)加工零件；鏜刀頭的可微調(diào)的刀片安裝在鏜刀座上，通過微調(diào)螺 釘調(diào)整鏜刀座的徑向移動(dòng)量后，并用壓緊螺釘固定，從而改變刀片的徑向尺寸。微調(diào)機(jī)構(gòu)調(diào)刀精度高，保證滿足加工軸孔的精度要求。本發(fā)明提出的柴油機(jī)機(jī)體高精度多檔軸孔加工工藝方法，適應(yīng)于軸向開檔數(shù)多、加工精度高、小批量機(jī)體的軸 L加工，艦解決大型箱體類零件貫穿全 長(zhǎng)的高精度多檔軸孔加工的技術(shù)難題。本發(fā)明提出的加工裝置附件頭及鏜刀頭，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)緊湊、加工進(jìn)給、退出 時(shí)，與割牛開檔側(cè)壁間隙僅有1. 5 1. 75mm，此設(shè)計(jì)保證既不與割牛開檔頂蝰發(fā) 生干涉，又最大限度利用機(jī)體開檔空間，提高了附件頭、鏜刀頭的剛性。


圖1為MWM620V16柴油機(jī)機(jī)體主視簡(jiǎn)圖(主軸孔、凸輪軸孔坐標(biāo)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(shù)要求)。圖3為本發(fā)明的工藝定位、加工示意圖。圖4為本發(fā)明的主軸孔加工用鏜刀頭結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為圖4的左視圖。圖6為本發(fā)明的主軸孔加工用附件頭和鏜刀頭的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖7為本發(fā)明的MWM620V16機(jī)體主軸孔前四檔加工工藝流程簡(jiǎn)圖。 圖中1、析床工作臺(tái)，2、夾具支座，3、定位塊，4、定位支撐，5、壓緊 機(jī)構(gòu)，6、鏜刀頭，7、微調(diào)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(jī)床 主軸，23、數(shù)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(shí)施方式
結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施加以說明如圖7所示，MWM620V16柴油機(jī)機(jī)##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(jìn)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(shí)
際設(shè)計(jì)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(jìn)給時(shí)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(yàn)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(cè)面間隙為1. 5mm，這樣設(shè)計(jì)的附件頭11及鏜刀頭6既保證了可以 順利進(jìn)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(tái)1上，禾!i用夾 具支座2將割柳做定位裝夾在數(shù)控加工中心工作臺(tái)1上，使IW主軸22與柴 油機(jī)機(jī)懶由孔19、 20成90°夾角，保證機(jī)體油底殼面21 g無與IW主軸22垂直 又與工作臺(tái)1垂直，并使機(jī)辦由孔19、 20的方向與工作臺(tái)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(dòng)力傳 遞給鏜刀頭6并將機(jī)床動(dòng)力方向旋轉(zhuǎn)90° ，使其與機(jī)懶由孔19、 20的方向一致。機(jī)體主軸孔20的加工由程，制坐標(biāo)定位、分檔加工；匪620V16機(jī)體共 有九檔，先將禾，主軸22帶動(dòng)附件頭11及前端的鏜刀頭6定位到機(jī)體飛輪端 面24外側(cè)，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(jìn)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(dòng)附件頭11、鏜刀 頭6退出軸孑L表面并退出機(jī)體油底殼表面21，豐iU^主軸22再帶動(dòng)附件頭11、 鏜刀頭6在機(jī)體油底殼面外21沿軸向進(jìn)給到第一、二軸承座25、 26中間空檔 位置，駄空檔內(nèi)并使鏜刀頭6定位到主軸孔20中心，沿軸 L方向進(jìn)給加工出 第二檔軸孔；完，二檔軸 L加工后，機(jī)床主軸22帶動(dòng)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(jī)體油底殼面外沿軸向進(jìn)給到第二、三檔 軸承座26、 27中間空檔位置，SA空檔內(nèi)并使鏜刀頭6定位在主軸孔20中心， 沿軸孔方向進(jìn)給加工出第三檔主軸孔20;依次加工其余各檔主軸孔20。機(jī)體凸輪軸孔19的加工也是由程度控制坐標(biāo)定位、分檔加工；加工機(jī)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(fā)明工藝方法加IMWM620V16機(jī)體，各軸孑L孔fe&^標(biāo)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(dá)到了孔徑尺寸 一致性、穩(wěn)定性，保證了機(jī)懶由孔同軸度要求，提高了柴油豐腺配、運(yùn)轉(zhuǎn)性能。
本發(fā)明工藝方法的提出，提高了加工質(zhì)量，不僅解決了MWM620V16柴油機(jī)機(jī) 體軸孔的加工難題，而且適應(yīng)于MWM620V8/V12系列柴油機(jī)機(jī)體的加工，解決了 MWM620V8/V12機(jī)體長(zhǎng)期以來軸 L加工的技術(shù)難題，從而提高了工廠整體工藝水 平。如圖4、 5、 6所示，本發(fā)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(diào)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(dòng)；鏜刀頭6與附件頭 ll以端面及l(fā): 30短錐面定位，由拉桿17及定位鍵18緊固并傳遞扭矩，機(jī)床動(dòng)力 輸出到附件頭主軸12后，經(jīng)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(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，將禾服主軸方向旋傲0。后，驅(qū)動(dòng)刀片9旋轉(zhuǎn)加工割牛；鏜刀 頭上的可微調(diào)的刀片9安裝在鏜刀座6上，通過微調(diào)螺釘7調(diào)整鏜刀座8的徑向移動(dòng) 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(jī)機(jī)體高 精度軸孔。
權(quán)利要求
1、一種柴油機(jī)機(jī)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(shù)控加工中心工作臺(tái)(1)上，使機(jī)體軸孔(19、20)與機(jī)床主軸(22)成90°角，即保證機(jī)體油底殼面(21)既與機(jī)床主軸(22)垂直又與工作臺(tái)(1)垂直，并使機(jī)體軸孔方向與工作臺(tái)平行；機(jī)體軸孔(19、20)加工由程序控制坐標(biāo)定位、分檔加工；在機(jī)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(jī)床主軸之間通過附件頭連接，利用附件頭將機(jī)床主軸的切削動(dòng)力傳遞給鏜刀頭并將機(jī)床動(dòng)力方向旋轉(zhuǎn)90°，使其與機(jī)床軸孔方向一致，機(jī)床主軸(22)通過附件頭帶動(dòng)鏜刀頭(6)沿機(jī)體軸孔(19、20)方向進(jìn)給，完成柴油機(jī)機(jī)體多檔軸孔加工；即先將機(jī)床主軸(22)帶動(dòng)附件頭(11)及前端的鏜刀頭(6)定位到機(jī)體飛輪端面(24)的外側(cè)，并使鏜刀頭軸線與被加工軸孔的軸線重合，沿軸孔方向進(jìn)給加工出第一檔軸孔；完成第一檔軸孔加工后，機(jī)床主軸帶動(dòng)附件頭(11)、鏜刀頭(6)退出軸孔表面并退出機(jī)體油底殼表面(21)，機(jī)床主軸再帶動(dòng)附件頭、鏜刀頭在機(jī)體油底殼面外沿軸向進(jìn)給到第一、二軸承座(25、26)中間空檔位置，進(jìn)入空檔內(nèi)并使鏜刀頭定位到被加工軸孔中心，沿軸孔方向進(jìn)給加工出第二檔軸孔；完成第二檔軸孔加工后，機(jī)床主軸帶動(dòng)附件頭、鏜刀頭退出軸孔表面并退出油底殼表面，在機(jī)體油底殼面外沿軸向進(jìn)給到第二、三檔軸承座(26、27)中間的空檔位置，進(jìn)入空檔內(nèi)并使鏜刀頭定位在被加工軸孔中心，沿軸孔方向進(jìn)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(jī)機(jī)體高精度多檔軸孑L加工裝置，其特征是由數(shù)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(diào)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(dòng)；鏜刀頭(6)上裝有鏜刀座(8),可微調(diào)的刀片安裝 在鏜刀座上，鏜刀頭與附件頭以端面及l(fā): 30短錐面定位。
全文摘要
本發(fā)明提出的柴油機(jī)機(jī)體高精度多檔軸孔加工工藝方法，加工部件裝夾在數(shù)控加工中心工作臺(tái)(1)上，使機(jī)體軸孔(19、20)與機(jī)床主軸(22)成90°角；機(jī)體軸孔加工由程序控制坐標(biāo)定位、分檔加工；在機(jī)床主軸與加工用鏜刀頭(6)之間具有附件頭(11)，使其與機(jī)床軸孔方向一致，機(jī)床主軸通過附件頭帶動(dòng)鏜刀頭沿機(jī)體軸孔方向進(jìn)給，完成柴油機(jī)機(jī)體多檔軸孔加工。本發(fā)明提出的加工方法適應(yīng)軸向開檔數(shù)多、加工精度高、小批量機(jī)體的軸孔加工，較好解決大型箱體類零件貫穿全長(zhǎng)的高精度多檔軸孔加工的技術(shù)難題。本發(fā)明提出的加工裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)緊湊，加工進(jìn)給、退出時(shí)，與零件開檔側(cè)壁間隙僅有1.5～1.75mm，此設(shè)計(jì)既保證不與零件開檔側(cè)壁發(fā)生干涉，又最大限度利用機(jī)體開檔空間。
文檔編號(hào)B23B35/00GK101147987SQ20071018991
公開日2008年3月26日 申請(qǐng)日期2007年11月6日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月6日
發(fā)明者李瑞杰, 林運(yùn)動(dòng), 沛 王, 郭彩芳 申請(qǐng)人:河南柴油機(jī)重工有限責(zé)任公司