柴油機體上、下面粗銑加工工藝的改進

摘 要: 柴油機機體上、下粗銑加工歷來是機體加工的重要工序之一。本文對柴油機體上、下面粗銑加工的原工藝方案進行了分析，指出了存在的問題，并提出了新的工藝方案。

關鍵詞: 柴油機機體上、下面粗銑加工 加工工藝 夾具設計

柴油機機體上、下粗銑加工歷來是機體加工的重要工序之一，且為第一道工序。由于零件在鑄造中的錯箱、漲箱，且表面全為毛坯面，加上因箱體結構復雜造成的形狀不規則，缺乏合適的定位基面，因此，在制定工藝方案時，我們必須進行認真的分析，并對零件進行工藝性審查，必要時還要對產品設計部門提出工藝方面的要求，以保證產品的工藝性、加工可靠性、經濟性和精度等方面的要求。

一、對原工藝方案的分析

1.第一道工序:粗銑機體上下面。

主要定位面采用毛坯下平面定位，由于毛坯下平面不規則，故采用了1個固定支承及2個可調支承定位元件，限制了3個自由度Z、X、Y，以便在裝夾時進行調整，使工件達到正確的位置，導向面采用機體毛坯右端面，定位元件采用固定板支承限制2個自由度Z、X，Y沒有限制，必須在裝夾時找正，加壓點位置如圖1。

由于下面為分箱面，因此毛坯余量大表面凸凹不平，誤差大，必須由操作人員在裝夾定位時進行認真的調整找平，不僅耗費工時，而且可靠性差。再加上Y自由度沒有限制，更給找正增加了麻煩。由加壓點位置和工件形狀分析可知，壓緊采用了8個壓板，下面4個壓在翻邊上，造成壓板懸伸長，故整體來說加壓剛性差，裝卸不方便。

2.第二道工序。

主要定位面為加工后的平面，由定位塊限制3個自由度:Z、X、Y，導向面由固定支承定位元件限制2個自由度:Z、X，止推面由一個固定支承限位限制一個自由度Y，故達到了6點定位，使工件處于理想的定位位置，工件壓緊方式如圖2，兩端各采用一個寬頭壓板壓在瓦口處，采取整體夾緊。

由以上分析可以看出，如柴油機機體用此工藝方案需用兩道工序來完成上、下面的加工，需設計兩套夾具及兩臺立式組合機床，而且第一道工序定位、調整、操作復雜，如銑偏極易給后工序造成相對位置偏差，形成廢品。由于我們設計的柴油機正處于新產品開發階段，具體哪種產品具有主導地位及發展前途，必須由市場來決定，故設計時為了節約新產品開發、技術準備的投入，必須盡量采用成組加工及適應多品種加工的需要。基于上述原因，又考慮我們現有的臥式對銑組合機床，我們對原工藝方案進行了改進設計。

二、新工藝方案的分析

1.零件毛坯分析。

根據對零件圖樣及對毛坯的實際分析、調研后可知，零件左側為鑄造下箱面，右側為鑄造上箱面，兩側均沒有合適的定位點。零件整體為薄壁結構，壁內含冷卻水腔，僅兩端和上、下面因有加工余量而壁厚較大。根據定位夾緊點的選擇原則，定位夾緊點必須選在壁厚、變形小的地方及夾緊點盡量對準工件支承點或在支承面內，以減少夾壓變形和震動，使零件獲得較好的加工穩定性。

2.定位面的確定。

本著定位準確、變形小，利于定位及夾緊的原則，又因機體側面有翻邊，較易選則導向面，所以選擇零件的右側面為主要定位面，翻邊選為導向面。

3.定位點的選擇。

為減小定位誤差，而鑄造下箱變形小，穩定統一，定位精度高，故采用鑄造下箱面定位，而機體側壁內有水腔、壁薄，為防止夾緊變形，定位夾緊點必須選擇在靠兩端處，又考慮到到毛坯的誤差，采用三個固定支承和一個可調支承的定位方式，這樣既能可靠定位，又不產生過定位，且能使夾緊可靠。

4.夾緊點的確定。

在與定位點相對的側面，為使方案獲得實現，對定位夾緊在毛坯制造方面提出了以下要求:定位面必須改為鑄造下箱，提高定位點的面積精度。

三、夾具設計

1.考慮到下一步發動機新產品的開發，該夾具必須能同時滿足兩種機體的加工要求。

2.按新工藝的要求，主要定位元件采用三個固定支承和一個可調支承，主定位塊上應有網紋，以增大摩擦系數，保證定位穩定性，從而減小銑削時的振動和切削力的影響。

3.因工件過重，定位塊摩擦系數增大，故人力難以使工件到達準確的位置，靠緊止推面，止推定位及夾緊應采用螺旋式機構，安裝在支座上。考慮到制造方便，減少專用件的種類，防止工件因切削力過大產生工件偏移現象，左右支承采用相同結構，均帶螺旋夾緊機構，既能定位又能夾緊。

4.考慮到多產品開發的需要，且能減少資金投入，該夾具應能適當調整，同時滿足多種機體的加工，故夾具底座長度按一號機體的要求設計，加工其它機體時只需將一側的支座部件和定位塊卸下再安裝到預留的位置處即可。

四、技術經濟分析

該工藝方案由原兩道工序，采用兩臺立式銑床加工，改為一臺現有臥式組合對銑加工，既實現了新產品生產的需要，又少占用一臺機床，可節省投資20萬元左右。且使用的夾具通過適當調整能滿足兩種機體的加工，節省技術設計、生產準備及制造費用8000元左右。

五、運用效果

該工藝方案及夾具設計合理，夾具裝卸方便，定位夾緊可靠，精度穩定，生產效率高。

參考文獻:

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