CN103934701B - 一种柴油机机油系统三通接头的车工装和加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种柴油机机油系统三通接头的车工装和加工方法，其中的车工装两端为最大外径相同的圆台，圆台的最大外径均大于车工装除圆台之外的主体部分的外径，且车工装的两端面与圆台的最大外径所在端面重合，在两个圆台上均设置通槽，通槽的中心轴线位于通槽所在圆台的轴截面上。利用本发明的车工装与顶尖配合对三通接头的底部端面和基准端面进行车削加工，先粗车基准端面，再精车基准端面和底部端面，可以使三通接头的底部端面对基准端面的平行度快捷地加工到0.02以下水平，从而有效地杜绝了三通接头与气缸盖的连接处出现跑、冒、滴、漏等缺陷，保证了柴油机工作的可靠性，具有结构简单、加工便捷等突出优点。
Description
技术领域
本发明涉及柴油机机油系统的三通接头技术领域，尤其是涉及一种柴油机机油系统三通接头的车工装和加工方法。
背景技术
柴油机机油系统是柴油机的重要组成部分，机油系统对于柴油机的零部件起到润滑、导热、清洗、密封、防锈作用，使柴油机的各个运动单元获得润滑，有利于减轻柴油机零部件的磨损，减少了柴油机的摩擦损失，从而保证柴油机的动力性、经济性、可靠性和耐久性。柴油机机油系统中使用的三通接头如图3所示，其整体外形呈“T”形，横向体两端部设置有外螺纹接头11，第一通孔12的两端面相互平行，其中的B端面对基准A的平行度要求极高，通常要求在0.02以下。
所述三通接头是与气缸盖连接，属于柴油机机油系统的重要组件之一。现有的三通接头在实际使用中存在如下缺陷，主要是其与气缸盖的连接处长期存在跑、冒、滴、漏等不良现象，造成上述缺陷的主要原因是由于在产品加工时，三通接头中的B端面对基准A的平行度达不到0.02以下的技术要求。
在三通接头的现有加工方法中，通常采用如下两种加工方法进行加工：
(1)、先利用四爪卡盘夹持工件进行车B端面，然后利用三爪卡盘夹持B端面所在的工件竖向部(即工件外径)进行车基准A端面。这种加工方法不能以基准A为基准对B端面进行加工，因此，不能保证B端面对A基准的平行度在0.02以下。
(2)、先利用四爪卡盘夹持工件进行车B端面，然后利用三爪卡盘夹持B端面所在的工件外径，车基准A处留量端面，最后用专用磨床夹具夹持B端面所在的工件外径，磨基准A端面以保证B端面对基准A的平行度达到技术标准。这种加工方法是以B端面为基准，采用磨削加工来保证B端面对基准A的平行度，因此，导致了三通接头产品的生产效率低下，同时，专用磨削工装的制造成本也高，从而提高了三通接头的生产成本。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：针对现有技术存在的问题，提供一种柴油机机油系统三通接头的车工装和加工方法，克服三通接头与气缸盖的连接处长期存在跑、冒、滴、漏等缺陷，同时提高三通接头产品的生产效率和产品质量，降低产品成本，保证柴油机长期工作的可靠性。
本发明要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：一种柴油机机油系统三通接头的车工装，其两端为最大外径相同的圆台，所述圆台的最大外径均大于车工装除圆台之外的主体部分的外径，且所述车工装的两端面与所述圆台的最大外径所在端面重合，在所述两个圆台上均设置通槽，所述通槽的中心轴线位于通槽所在圆台的轴截面上。
进一步地，所述车工装两端的圆台的轴截面顶角相同，且所述顶角的取值为26-40度。
进一步地，所述车工装两端的圆台上的通槽的槽深为所在圆台高度的50％以上。
进一步地，所述车工装两端的圆台上的通槽的槽宽设置为2-3mm。
一种利用上述车工装加工柴油机机油系统三通接头的加工方法，包括如下步骤：
第1步，粗车三通接头上的基准端面；
第2步，将选定的车工装安装在三通接头上的第一通孔内，利用顶尖分别撑开车工装两端的通槽，直至车工装与三通接头固定；
第3步，先精车基准端面，再精车与基准端面相对的底部端面，直至底部端面对基准端面的平行度达到0.02以下。
进一步地，所述车工装预先淬火再加高温回火方式调质处理，其硬度HB小于或者等于260。
进一步地，所述车工装是采用750-850℃淬油处理。
进一步地，所述车工装是采用600-730℃高温回火处理。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：车工装的结构简单，加工容易，利用车工装与顶尖配合对三通接头的上下两端面进行车削加工，可以使三通接头的上下两端面之间的平行度快捷地加工到0.02以下水平，从而有效地杜绝了三通接头与气缸盖的连接处出现跑、冒、滴、漏等缺陷，提高了三通接头的产品质量和生产效率，节约了其生产成本，有利于保证柴油机的工作可靠性。
附图说明
图1为本发明一种柴油机机油系统三通接头的车工装的主视图。
图2为本发明一种柴油机机油系统三通接头的车工装的左视图(同右视图)。
图3为柴油机机油系统三通接头的加工组装示意图。
图中标记：1-三通接头，2-顶尖，3-车工装，11-外螺纹接头，12-第一通孔，13-第二通孔，31-圆台，32-通槽。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1、图2所示的一种柴油机机油系统三通接头的车工装，其主体部分是圆柱体，在主体部分的两端是最大外径相同的圆台31，所述圆台31的最大外径均大于车工装主体部分圆柱体的直径，所述车工装的两端面与所述圆台31的最大外径所在端面重合，在所述两个圆台31上分别设置一个通槽32，所述通槽32的中心轴线位于通槽32所在圆台31的轴截面上。在对三通接头进行车削加工时，如图3所示，其中的车工装3与顶尖2配合使用，顶尖2的尖端部分插入通槽32中，并使得圆台31位于通槽32两侧的两部分被撑开，最终使圆台31的最大外径端与三通接头1上的第一通孔12的内壁紧贴，车工装3即与三通接头1固定，然后即可对三通接头1上的基准端面A和与基准端面A相对的底部端面B进行相应的车削加工。为了使得顶尖2能够比较容易地撑开圆台31被通槽32平分的两部分，可以将所述通槽32设置为矩形通槽，其槽深为所在圆台31高度的50％以上，其槽宽设置为2-3mm，这样既可以保证车工装3本身的抗弯强度，而且还使得圆台31的两部分具有一定的弹性变形量。在对三通接头1车削加工时，车工装3正是利用该弹性变形量使之与第一通孔12内壁之间产生一定的摩擦力，依靠该摩擦力使车工装3与三通接头1固定，以便于工件的车削加工。
由于上述的顶尖2为标准件，其尺寸实现了系列化、标准化，而柴油机机油系统上的三通接头的规格视柴油机规格的不同而不同，为了提高车工装3的通用性，节省车工装3的制造成本，通常，车工装3上的通槽32的槽深设计为7-8mm，这样既可保证圆台31的两部分具有一定的弹性变形量，而且通槽32的加工也变得相对容易、统一。另外，在对三通接头1车削加工时，车工装3所承受的轴向力、径向力均比较大，很容易导致车工装3的变形，从而极大地影响三通接头1上的基准端面A和与基准端面A相对的底部端面B之间的平行度，甚至造成三通接头1本身的报废。为提高车工装3的机械强度，同时便于车工装3的制造和对车工装3进行调质热处理，通常所用的车工装3采用42CrMo材料制成，而且，在加工车工装3两端的圆台31时，保证圆台31的轴截面顶角相同，该顶角取值在26-40度之间，这样可以使得车工装3的圆台31的最大外径与圆柱体部分的直径不至于相差太大，有利于保证车工装3的机械强度，同时又不影响圆台31利用自身的弹性变形量实现与三通接头1之间的固定。
利用上述的车工装3加工三通接头1的具体加工方法如下：
首先，通过三爪卡盘夹持三通接头1工件，车三通接头1横向的两个端面，钻孔加工出第一通孔12，再攻丝加工出外螺纹接头11和第二通孔13。
其次，初车三通接头1上的基准端面A，注意在初车时，对基准端面A的加工留量为0.2-0.5mm，以便于后续的对基准端面A和与基准端面A相对的底部端面B进行精车时有足够的微调余地，提高基准端面A与底部端面B之间的平行度水平，提升三通接头1的加工质量和成品合格率。
接下来，根据第一通孔12的长度选定合适尺寸的车工装3，通常，所选定的车工装3的长度等于或者略小于第一通孔12的长度，车工装3的最大外径比所在第一通孔12直径要小0.5-1.0mm。当将选定的车工装3安装在第一通孔12之中时，车工装3的上、下端面可以分别与基准端面A、底部端面B平齐或者分别略低于基准端面A、底部端面B，这样可以使车工装3完全置于第一通孔12内部，如图3所示。再利用两个顶尖2相向夹紧车工装3，且使顶尖2的中心轴线均与车工装3的中心轴线重合，在夹紧过程中，两个顶尖2分别撑开车工装3两端的通槽32，直至车工装3与三通接头1固定。
最后，对基准端面A和与基准端面A相对的底部端面B进行精车。先精车基准端面A，直至其表面粗糙度达到设计标准值；再精车与基准端面A相对的底部端面B，直至底部端面B对基准端面A的平行度达到0.02以下。精车全部完成之后，即可松开顶尖2，车工装3两端被通槽32平分的圆台31的两部分恢复弹性变形量，因此，车工装3可以容易地从三通接头1中取出来。
在对三通接头1进行车加工过程中，车工装3所承受的轴向力、径向力均比较大，而车工装3的变形将极大地影响三通接头1上的基准端面A与底部端面B之间的平行度控制，甚至造成三通接头1报废。因此，保证并提高车工装3本身的整体机械强度至关重要，为此，可以对车工装3预先淬火再加高温回火进行调质处理，使其硬度HB小于或者等于260。通常，在对车工装3进行调质处理时，先进行750-850℃淬油处理，然后进行600-730℃的高温回火处理。经过上述调质处理之后，通过车工装3加工出来的三通接头1上的基准端面A与底部端面B之间的平行度指标和表面粗糙度指标的实测结果如下表所示：
对上表中的测量数据进行对比分析可知，当车工装3的淬油温度低于750℃、回火温度低于600℃时，利用该车工装3加工出来的三通接头1上的基准端面A与底部端面B之间的平行度指标已经远超过0.02的最低技术要求，所加工出来的三通接头产品与气缸盖连接使用过程中，无法克服连接处出现跑、冒、滴、漏等缺陷，而且三通接头1上的基准端面A与底部端面B的表面粗糙度指标也超出了Ra3.2的最低技术要求，降低了三通接头1的产品质量。但是，当车工装3的淬油温度超过850℃、回火温度超过730℃时，利用该车工装3加工出来的三通接头1上的基准端面A与底部端面B之间的平行度指标也超过0.02的最低技术要求，导致加工出来的三通接头产品与气缸盖的连接处不能有效地克服跑、冒、滴、漏等缺陷，而且对车工装3进行高温调质处理，必然会增加能源消耗，缩短热处理设备的使用寿命，导致三通接头1的产品生产成本上升，而且生产效率降低。
综上所述，利用本发明的车工装3和加工方法对三通接头进行加工，可以有效地保证加工出来的三通接头1产品上的基准端面A与底部端面B之间的平行度指标不超过0.02的最低技术要求，实际上，底部端面B对基准端面A的平行度经过测量可以维持在0.010-0.015mm之间，完全满足三通接头1的使用要求，从而有效解决了三通接头1产品上的底部端面B对基准端面A的平行度为0.02难于保证的问题，杜绝了该产品与气缸盖的连接处长期存在跑、冒、滴、漏等现象，有利于保证柴油机零部件工作寿命和可靠性。同时，利用车工装3加工三通接头1能够有效地降低其底部端面B和基准端面A的表面粗糙度，实际加工中，其表面粗糙度可以达到Ra1.6，极大地提高了三通接头1产品的加工质量。
由于采用车工装3代替了传统加工方法中的磨削工装的使用，加工工时缩短了三分之一以上，大大提高了三通接头1产品的生产效率，而且可以节约生产成本，其节约制造成本费用可以计算如下：假定磨削加工价格m＝80元/小时，车削加工价格n＝40元/小时，16V柴油机每台数量B＝16个，1年公司生产中速柴油机V＝200台，磨削加工工时定额每个k＝10分钟，车削加工工时定额每个c＝3分钟，因此，1年可以节约的费用为：B*V*(k-c)*(m-n)/60＝16*200*(10-3)*(80-40)＝1.49万元，其中的“*”表示相乘；另外，磨削工装的制造成本为2000元，车工装的制造成本为150元，因此，也可以节约费用为：2000-150＝1850元。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，应当指出的是，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种柴油机机油系统三通接头的车工装，其特征在于：包括顶尖(2)和车工装(3)，所述车工装(3)两端为最大外径相同的圆台(31)，所述圆台(31)的最大外径均大于车工装(3)除圆台(31)之外的主体部分的外径，且所述车工装(3)的两端面与所述圆台(31)的最大外径所在端面重合，在两个所述圆台(31)上均设置通槽(32)，所述通槽(32)的中心轴线位于通槽(32)所在圆台(31)的轴截面上；所述车工装(3)两端分别利用顶尖(2)端部的尖端部分插入通槽(32)中以使位于通槽(32)两侧的圆台(31)成相对两部分被撑开，松开顶尖(2)，所述车工装(3)上位于通槽(32)两侧的圆台(31)恢复弹性变形量。
2.根据权利要求1所述的一种柴油机机油系统三通接头的车工装，其特征在于：所述车工装两端的圆台(31)的轴截面顶角相同，且所述顶角的取值为26-40度。
3.根据权利要求1或者2所述的一种柴油机机油系统三通接头的车工装，其特征在于：所述车工装两端的圆台(31)上的通槽(32)的槽深为所在圆台(31)高度的50％以上。
4.根据权利要求3所述的一种柴油机机油系统三通接头的车工装，其特征在于：所述车工装两端的圆台(31)上的通槽(32)的槽宽设置为2-3mm。
5.一种利用权利要求1所述的车工装加工柴油机机油系统三通接头的加工方法，其特征在于：包括如下步骤：
第1步，粗车三通接头(1)上的基准端面(A)；
第2步，将选定的车工装(3)安装在三通接头(1)上的第一通孔(12)内，利用顶尖(2)分别撑开车工装(3)两端的通槽(32)，直至车工装(3)与三通接头(1)固定；
第3步，先精车基准端面(A)，再精车与基准端面(A)相对的底部端面(B)，直至底部端面(B)对基准端面(A)的平行度达到0.02以下。
6.根据权利要求5所述的一种柴油机机油系统三通接头的加工方法，其特征在于：所述车工装(3)预先淬火再加高温回火方式调质处理，其硬度HB小于或者等于260。
7.根据权利要求6所述的一种柴油机机油系统三通接头的加工方法，其特征在于：所述车工装(3)是采用750-850℃淬油处理。
8.根据权利要求6或者7所述的一种柴油机机油系统三通接头的加工方法，其特征在于：所述车工装(3)是采用600-730℃高温回火处理。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
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Address after: 641301 Ziyang City, Sichuan province Yanjiang District No. 77 City Road four Patentee after: SICHUAN YCRRC ENGINE CO.,LTD. Address before: 641301 Ziyang City, Sichuan province Yanjiang District No. 77 City Road four Patentee before: YCSR Sichuan Engine Co.,Ltd. |
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| CP01 | Change in the name or title of a patent holder | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Turning tool and machining method for T-joint of diesel engine oil system Effective date of registration: 20200710 Granted publication date: 20170405 Pledgee: Guangxi Yuchai Machinery Group Co.,Ltd. Pledgor: SICHUAN YCRRC ENGINE Co.,Ltd. Registration number: Y2020980003981 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20170405 |
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |