一种大型发动机凸轮轴孔镗削方法及镗削辅助装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种大型发动机凸轮轴孔镗削方法及镗削辅助装置，涉及一种大型发动机凸轮轴孔镗削方法，包括安装镗刀辅助装置步骤，将镗刀杆组件的导向装置安装固定在发动机机体上，以及将导向装置安装到发动机机体上；启动镗床，镗刀头在导向装置的控制下转动，进行凸轮轴孔的粗镗作业；还涉及一种大型发动机凸轮轴孔镗削辅助装置，包括镗刀杆组件和导向装置；本发明专利技术通过导向装置安装在发动机机体上，将导向孔套装在镗刀固定座的根部，使得导向装置最大可能的靠近镗刀头，避免了镗刀杆过长带来的挠度大的问题；采用该方法所加工的凸轮轴孔孔径精度达IT9级，圆柱度达0.05mm，粗糙度Ra≤6.3μm，全长同轴度≤φ0.20mm。全长同轴度≤φ0.20mm。全长同轴度≤φ0.20mm。

【技术实现步骤摘要】
一种大型发动机凸轮轴孔镗削方法及镗削辅助装置


[0001]本专利技术属于柴油发动机
，尤其涉及一种大型发动机凸轮轴孔镗削方法及镗削辅助装置。

技术介绍

[0002]发动机机体的凸轮轴孔用于安装凸轮轴，该孔呈多档间隔的同轴排布，总体贯穿机体全长，精度要求很高，是机体加工的难点之一；尤其对于大型柴油机来讲，由于机体过长(例如某型船用柴油机，机体长度达到3米以上)，如果直接采用镗刀杆加工，镗削加工中的镗刀杆挠度大，精度难以控制。
[0003]凸轮轴孔加工过程分为粗镗及精镗两道工序，对于大中型机体凸轮轴孔的粗镗，一般采用轴孔粗镗专机(或粗镗夹具)方法加工。这种方法原理是通过线性镗杆加工凸轮轴孔，线性镗杆由多个安装在夹具体上的导向装置进行定位和导向，线性镗杆对应凸轮轴孔各档孔处设置有镗刀，由主轴给线性镗杆传递扭矩，通过机体与镗刀相对运动从而同时加工出所有档孔。这种传统的加工方法效率高、精度好，但结构极其复杂，造价很高，研制周期很长。
[0004]随着数控加工技术发展，采用数控机床加工大中型机体凸轮轴孔的方法已被广泛采用，但该方法需为数控机床配备非标附件头及非标刀具，与专机方法一样都具有造价高、研制周期长的弊端，另外，粗镗凸轮轴孔切削余量大，极易造成非标附件头损坏或精度下降。
[0005]从已公开的现有技术中，也有其他凸轮轴孔加工方法，如申请号为201811222720.7的公开专利“一种柴油机大倍径凸轮轴孔加工工具及加工方法”，是利用已加工凸轮轴孔定位和导向，镗削下一档的凸轮轴孔的方法，该方法运用弹性夹套支撑已加工的凸轮轴孔，其弹性定位的精度难以保证，同时弹性夹套与凸轮轴孔呈过盈配合，使用过程中极易损伤已加工的凸轮轴孔；其次，每一档的凸轮轴孔加工的累积误差将会传递给下一档孔加工，多次累积的误差总和将相当可观(例如上述的某型船用柴油机，总共需要加工十余个凸轮轴孔)；最后，此种定位和导向的装置的拆装不方便，耗时长，由于定位和导向装置均在发动机机体内部的凸轮孔中，拆装弹性夹套的调节螺栓以及其它装置时，需要将手和工具伸入至机体内部，但机体内部空间有限，使用起来十分不便，工作效率低。
[0006]因此，需要专利技术一种既成本低廉的，同时又能避免利用已加工的凸轮轴孔导向的、导向装置的拆装在机体外部的、使用方便的大型发动机凸轮轴孔加工方法及辅助装置。

技术实现思路

[0007]为了克服
技术介绍
中的不足，本专利技术提出一种大型发动机凸轮轴孔镗削方法及镗削辅助装置，通过将导向装置安装在发动机机体上，避免利用已加工的凸轮轴孔导向，并能够在机体外部拆装，使用方便，成本低廉；同时优化镗刀杆与导向装置的配合关系以及加工方法，避免长距离加工凸轮轴孔时，镗刀杆挠度大所导致的精度下降的问题。
[0008]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种大型发动机凸轮轴孔加工方法，包括如下步骤：
[0009]S1：主轴找正，具体为：将发动机机体安装到卧式镗床工作台上，并调整机体的位置，使得机床主轴与预加工的第一档凸轮轴孔轴线重合精度误差不超过0.02mm；
[0010]作用在于，规定机体的初始位置，保证机床主轴与待加工的凸轮轴孔轴线的同轴度，有利于提高凸轮轴孔加工精度，同时防止加工中镗刀杆与导向装置绞死；
[0011]S2：安装镗刀辅助装置，具体为：将镗刀杆组件安装到机床主轴上，并将镗刀杆组件的导向装置安装固定，使得导向装置靠近镗刀布置
[0012]所述镗刀杆组件一端与机床主轴连接，用于接收机床主轴的扭矩，另一端安装有镗刀头，用于镗削凸轮轴孔；
[0013]所述导向装置设置有导向孔，套接在镗刀杆组件上，用于控制镗刀头转动时的轴线与凸轮轴孔轴线的同轴度精度误差不超过φ0.1mm。
[0014]作用在于，导向装置靠近镗刀布置，避免了镗刀杆过长带来的挠度大的问题，提高加工精度；将导向装置安装在发动机机体上，避免利用凸轮轴孔导向，并能够在机体外部拆装，使用方便。
[0015]S3：将镗刀杆组件沿机床Z向移动，使得镗刀杆组件插入导向装置的导向孔中；
[0016]作用在于，导向装置和镗刀杆组件可拆装的插接设置，使得加工下一档的凸轮轴孔时，只需拆装导向装置一个部件，镗刀杆组件继续连接在机床主轴上，使用方便。
[0017]S4：启动卧式镗床，主轴转动，镗刀头在导向孔的控制下转动，进行凸轮轴孔的粗镗作业。
[0018]作用在于，镗刀辅助装置及镗刀处于工作状态，镗刀的切削精度依靠导向装置的导向控制，避免镗刀杆组件处于悬臂状态；反之，没有导向装置，镗刀在镗刀杆组件的带动下也能够转动切削，但镗刀杆组件处于悬臂状态，转动过程的中抖动将导致加工精度下降，尤其是加工的凸轮轴孔距离主轴连接处越远，精度下降越多。
[0019]S5:粗镗作业完成后，卧式镗床停车，将镗刀杆组件沿机床Z向反向移动，使得镗刀杆组件退出导向装置的导向孔，最后拆除镗刀导向装置；
[0020]S6:依次重复步骤S2至S5，进行下一档及其他档的凸轮轴孔加工。
[0021]进一步地，所述步骤S2中安装固定导向组件的方法为利用发动机机体自带的安装孔固定，包括以下子步骤：
[0022]S21：选定发动机自带的水腔孔、轴承盖安装孔或油底壳安装孔等其中之一作为导向装置的安装孔；
[0023]S22：依据所述机体自带的安装孔与凸轮轴孔的位置关系，设计导向装置；
[0024]S23：将所述导向装置通过所述选定的安装孔固定在发动机机体上，使得导向装置的导向孔轴线与所述凸轮轴孔轴线同轴度精度误差不超过φ0.05mm；
[0025]进一步地，所述步骤S1中主轴找正方法为利用杠杆指示表找正，包括如下子步骤：
[0026]S11：在机床主轴上安装杠杆指示表固定轴杆，使得杠杆指示表固定轴杆的一端与机床主轴连接；其另一端固定有杠杆指示表，使得杠杆指示表的测量头与预加工的第一档凸轮轴孔的内壁相接触；
[0027]S12：转动主轴，使得的杠杆指示表的测量头沿凸轮轴孔的内壁也转动，读取转动
过程中的百分表读数，并记录；
[0028]S13：依据记录的百分表读数，判断凸轮轴孔与机床主轴的轴线最大偏移方向；
[0029]所述最大偏移方向判断方法为，反映杠杆指示表最小读数与最大读数的测量头顶触位置的连线方向，即为凸轮轴孔的轴线偏移机床主轴的轴线最大方向；
[0030]S14：依据所述最大偏移方向，通过调整卧式镗床工作台或主轴位置，使得发动机机体相对卧式镗床主轴移动，驱使杠杆指示表最小读数与最大读数相对差值减小至0.02mm内；
[0031]S15：依次重复步骤S12至S114，使得杠杆指示表测量头沿凸轮轴孔的内壁转动的所有位置，对应的杠杆指示表最大读数与最小读数的差值稳定在0.02mm内，即完成机床主轴与机体凸轮轴孔的同轴找正；
[0032]进一步地，上述的一种大型发动机凸轮轴孔镗削方法，还包括预加工步骤，具体入下：
[0033]S0：预加工第一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大型发动机凸轮轴孔镗削方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：主轴找正，具体为：将发动机机体安装到卧式镗床工作台上，并调整机体的位置，使得机床主轴与预加工的第一档凸轮轴孔轴线重合度精误差不超过0.02mm；S2：安装镗刀辅助装置，具体为：将镗刀杆组件(1)安装到机床主轴上，并将镗刀杆组件的导向装置(2)安装固定，使得导向装置靠近镗刀布置；所述镗刀杆组件(1)连接机床主轴，用于旋转镗削凸轮轴孔；所述导向装置(2)，用于控制镗刀杆组件(1)转动时的轴线与凸轮轴孔轴线的同轴度精度误差不超过φ0.1mm；S3：将镗刀杆组件沿机床Z向移动，使得镗刀杆组件插入导向装置的导向孔中(211)；S4：启动卧式镗床，主轴转动，镗刀头在导向装置的控制下转动，进行凸轮轴孔的粗镗作业；S5:粗镗作业完成后，卧式镗床停车，将镗刀杆组件沿机床Z向反向移动，使得镗刀杆组件退出导向装置的导向孔，最后拆除导向装置(2)；S6:依次重复步骤S2至S5，进行下一档及其他档的凸轮轴孔加工。2.根据权利要求1所述的一种大型发动机凸轮轴孔镗削方法，其特征在于：所述步骤S2中安装固定导向装置的方法为利用发动机机体自带的安装孔固定；包括以下子步骤：S21：选定发动机自带的、有规律排列的安装孔，用来安装导向装置；S22：依据所述机体自带的、有规律排列的安装孔与凸轮轴孔的位置关系，设计导向装置；S23：将所述导向装置固定在发动机机体上，使得导向装置的导向孔轴线与所述凸轮轴孔轴线同轴度精度误差不超过φ0.05mm。3.根据权利要求1所述的一种大型发动机凸轮轴孔镗削方法，其特征在于：所述步骤S1中主轴找正方法为利用杠杆指示表找正；包括如下子步骤：S11：在机床主轴上安装杠杆指示表固定轴杆，使得杠杆指示表固定轴杆的一端与机床主轴连接；其另一端固定有杠杆指示表，使得杠杆指示表的测量头与预加工的第一档凸轮轴孔的内壁相接触；S12：转动主轴，使得杠杆指示表的测量头沿凸轮轴孔的内壁也转动，读取转动过程中的杠杆指示表读数，并记录；S13：依据记录的杠杆指示表读数，判断凸轮轴孔与机床主轴的轴线最大偏移方向；所述最大偏移方向判断方法为，反映杠杆指示表最小读数与最大读数的测量头顶触位置的连线方向，即为凸轮轴孔的轴线偏移机床主轴的轴线最大方向；S14：依据所述最大偏移方向，通过调整卧式镗床工作台或主轴位置，使得发动机机体相对卧式镗床主轴移动，驱使杠杆指示表最小读数与最大读数相对差值减小至0.02mm内；S15：依次重复步骤S12至S14，使得杠杆指示表测量头沿凸轮轴孔的内壁转动的所有位置，对应的杠杆指示表最大读数与最小读数的差值稳定在0.02mm内，即完成机床主轴与机体凸轮轴孔的同轴找正。4.根据权利要求1所述的一种大型发动机凸轮轴孔镗削方法，其特征在于：在所述步骤S1前，还包括预加工第一档凸轮轴孔步骤；具体如下：S0：预加工第一档凸轮轴孔，具体为：采用数控加工中心对发动机机体两端的第一档凸
轮轴孔分别进行镗加工，使得第一档凸轮轴内壁孔精度相对提高，从而提高所述的主轴找正精度。5.根据权利要求1所述的一种大型发动机凸轮轴孔镗削方法，其特征在于：还包括延长刀杆步骤；具体如下：S7:延长刀杆，具有为：当镗刀杆组件长度不够加工所需的长度时，将镗刀杆组件插装在第一延长杆上，使得镗刀杆组件得到延长；S8:加装第二延长杆；所述第二延长...

【专利技术属性】
技术研发人员：李瑞杰，位宝磊，马新道，吴新民，李中军，李继民，
申请(专利权)人：河南柴油机重工有限责任公司，
类型：发明
国别省市：