CN104097195A - 用于大型柴油机机架的三维立体划线方法 - Google Patents

Abstract

一种用于大型柴油机机架的三维立体划线方法，该机架具有上平面、下平面以及若干对沿纵向对称分布的导板和连接每对导板的横隔板，各对导板设有相互平行的正导板面和垂直该正导板面的侧导板面，其特征在于：以所述机架正置的位置作为唯一划线的工作位置，一次性划出所述上平面和下平面的纵向中心线和横向中心线作为加工的定位基准线，保证所述上平面、下平面、正导板面和侧导板面加工余量的均匀。本发明不仅保证了机架变形量最小，提高了划线精度，达到了降低生产成本、避免安全和质量事故的效果，而且具有方法科学、操作简便的优点，适用于任何机架及框架零件的划线操作。

Description

用于大型柴油机机架的三维立体划线方法

技术领域

本发明涉及大型柴油机部件的制造工艺，具体涉及一种用于大型柴油机机架的三维立体划线方法，属于柴油机制造技术领域。

背景技术

机架是大型船用柴油机的主要固定部件，其上下分别连接汽缸体和机座，内含十字头销、滑块、活塞杆、连杆等主要运动部件。请参阅图1、图2、图3和图4，图示机架1具有上平面U和下平面D，该机架1沿纵向(X-X向)排列有一系列相互平行且与纵向中心线X-X垂直的横隔板G，分别为第一横隔板G1、第二横隔板G2……末尾横隔板Gn(见图2)。每一横隔板G的两端设有一对关于纵向中心线X-X对称的导板T(见图3)，沿纵向分别为第一对导板T1、第二对导板T2……末尾对导板Tn(见图2)。每一对导板T具有相对平行布置且关于纵向中心线X-X对称的正导板面和位于该正导板面两侧且对称平行的侧导板面，以第二对导板T2为例，参见图5，两导板T2的正导板面T2a面面相对，相互平行且关于纵向中心线X-X对称，每一导板T2的两侧设有相互平行且关于第二横隔板G2对称的侧导板面T2b，即侧导板面T2b沿横向(Y-Y向)且与正导板面T2a垂直。其余的正导板面T1a、……Tna和侧导板面T1b、……Tnb均如此分布。

在加工机架1之前，首先要通过划线找出加工的定位基准线纵向中心线X-X和横向中心线Y-Y，而该基准线的划定就必须保证各对导板T的正导板面Ta和侧导板面Tb具有均匀且足够的加工余量。原有的机架的划线方法是，将机架旋转90度横向置放，找出纵向中心线X-X，然后划出横向中心线Y-Y。但这样的划线方法有两点不足：一是，大型船用柴油机的机架很高，整体机架内空间较大，刚性较差，在横卧位置划线操作时非常容易发生变形，划线后移至机床上加工时，该变形会发生变化，从而使加工尺寸发生偏差，导致加工精度降低，甚至产生质量事故。二是，机架横向置放不仅对吊装带来很大的困难，而且使其重心很不稳定，可能会引发安全事故，导致设备、人员或零件的损失。

为了确保导板在划线加工后不受框架型机架的变形的影响，尽可能保证在加工时与划线的数据接近，并保证加工尺寸有效控制在设计要求范围之内，有必要寻找一种新的机架划线方法。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种用于大型柴油机机架的三维立体划线方法，在整体机架的正置位置上实现一次性立体空间划线的操作，从而防止机架在横卧置放划线时导板与机架发生弹性变形，工件出现桡度误差，在保证技术精度的前提下，达到降低生产成本、避免安全和质量事故的效果。

为了达到上述发明目的，本发明采取的技术方案如下：

一种用于大型柴油机机架的三维立体划线方法，该机架具有上平面、下平面以及若干对沿纵向对称分布的导板和连接每对导板的横隔板，各对导板设有相互平行的正导板面和垂直该正导板面的侧导板面，其特征在于：以所述机架正置的位置作为唯一划线的工作位置，一次性划出所述上平面和下平面的纵向中心线和横向中心线作为加工的定位基准线，保证所述上平面、下平面、正导板面和侧导板面加工余量的均匀。

进一步地，所述的三维立体划线方法包括下列具体步骤：

1)将所述机架以上平面向上、下平面向下的正置位置，用千斤顶支撑在水平工作台上，作为所述机架的唯一划线位置；

2)通过调整各千斤顶的升降，使所述下平面达到基本水平，并且与所述水平工作台的台面平行；

3)在所述上平面上分别找出机架上各对导板的正导板面的上正导板面中心线，连接第一横隔板与第一上正导板面中心线的交点和末尾横隔板与末尾上正导板面中心线的交点的连线，平行移动调整该连线的位置，使各上正导板面中心线与该连线的所有偏差中的最大偏差为最小，将满足该条件的连线作为所有各对导板的共有的上平面纵向中心线；

4)以与步骤3)相同的方法，在所述下平面上找出各对导板的正导板面的下正导板面中心线；

5)将步骤3)确定的上平面纵向中心线分别沿第一横隔板和末尾横隔板用垂吊工具向下引至下平面上形成下平面纵向中心线，通过调整各千斤顶的升降改变整体机架的倾斜姿态，使步骤4)中确定的各下正导板面中心线与该下平面纵向中心线的所有偏差中的最大偏差为最小，从而确定该下平面纵向中心线作为所有各对正导板的共有的下平面纵向中心线；

6)在所述上平面上作一上平面纵向中心线的任意垂直线，以该任意垂直线为基准，依据图纸上各横隔板之间的距离尺寸，作出各对导板的侧导板面的上侧导板面样板中心线，沿所述机架的纵向平行移动调整该上侧导板面样板中心线的位置，直至该上侧导板面样板中心线分别位于各侧导板面的基本对称位置上，然后将调整位置后的第一上侧导板面样板中心线确定为上平面横向中心线，采用同样方法在下平面上确定下平面横向中心线；

7)以步骤3)确定的上平面纵向中心线、步骤5)确定的下平面纵向中心线以及步骤6)确定的上平面横向中心线和下平面横向中心线，作为所述上平面、下平面、正导板面和侧导板面的加工基准线，以保证合理的加工余量。

进一步地，所述的步骤1)中，所述千斤顶的支撑位置到到所述机架两侧的距离分别为0.2L和0.2W，其中，L为机架的纵向长度，W为机架的横向宽度。

进一步地，所述的步骤6)中，平行移动调整所述上侧导板面样板中心线的位置采用下述方法：每移动一次该上侧导板面样板中心线的位置就测量记录一组上侧导板面样板中心线分别与相应的各侧导板面的距离数据，经过数次移动后，找出所述上侧导板面样板中心线与相应的四个侧导板面的距离偏差最小的位置，作为最终调整确定的位置；同样方法用于调整所述下侧导板面样板中心线的位置。

与现有技术相比，本发明具有下列有益效果：

本发明与现有划线技术相结合，在不采用激光划线仪的情况下使用常规的划线工具，在机架正置的同一划线位置上一次性划出作为机架结构基准的纵向中心线和横向中心线，不仅保证了机架变形量最小，提高了划线精度，达到了设计要求，而且能够检查机架特有的正导板面、侧导板面以及机架最复杂部位的毛坯情况，省略了机床检查与相关机床配合划线的工序，达到了降低生产成本、避免安全和质量事故的效果，具有方法科学、操作简便、划线精度高的优点，适用于任何机架及框架零件的划线操作。

附图说明

图1为机架的主视图。

图2为机架的俯视图。

图3为机架的侧视图。

图4为机架的立体示意图。

图5为横隔板和导板的局部放大图。

图6为本发明的方法流程示意图。

图7为本发明的步骤示意图之一。

图8为本发明的步骤示意图之二。

图9为本发明的步骤示意图之三。

图10为本发明的步骤示意图之四。

具体实施方式

下面结合附图和具体的实施例对本发明做进一步阐述，但不能以此来限制本发明的保护范围。

本发明所述一种用于大型柴油机机架的三维立体划线方法，该机架具有上平面、下平面以及若干对沿纵向对称分布的导板和连接每对导板的横隔板，各对导板设有相互平行的正导板面和垂直该正导板面的侧导板面，其特征在于：以所述机架正置的位置作为唯一划线的工作位置，一次性划出所述上平面和下平面的纵向中心线和横向中心线作为加工的定位基准线，保证所述上平面、下平面、正导板面和侧导板面加工余量的均匀。

请参阅图6，所述三维立体划线方法包括下列具体步骤：

1)请参阅图1和图3，将机架1以上平面U向上、下平面D向下的正置位置，用3个千斤顶3支撑在水平工作台2上，作为所述机架1的唯一划线位置；所述千斤顶3的支撑位置到该机架1两侧的距离分别为0.2L和0.2W，其中，L为机架1的纵向(X-X向)长度，W为机架1的横向(Y-Y向)宽度，以使被支撑起的机架1因自重而引起的变形为最小，从而保证划线的机架1移至加工机床工作台后，其变形的恢复不会影响划线的精度。

2)通过调整各千斤顶3的升降，使机架1的下平面D达到基本水平，并且与水平工作台2的台面平行，避免整体机架1处于歪扭状态，从而保证划线的精确。

3)采用常规划线方法，在上平面U上使用直尺分别找出机架1上各对导板T的正导板面T1a、T2a……Tna的上正导板面中心线X1-X1、X2-X2、……Xn-Xn，见图7，连接第一横隔板G1与第一上正导板面中心线X1-X1的交点和末尾横隔板Gn与末尾上正导板面中心线Xn-Xn的交点的连线XX；测量各上正导板面中心线X1-X1、X2-X2、……Xn-Xn与该连线XX的偏差，平行移动调整该连线XX的位置，使各上正导板面中心线X1-X1、X2-X2、……Xn-Xn与该连线XX的所有偏差中的最大偏差为最小，将满足该条件的连线XX作为所有各对导板T的共有的上平面纵向中心线X-X。

4)以与步骤3)相同的方法，在下平面D上找出各对导板T的正导板面T1a、T2a……Tna的下正导板面中心线X1’-X1’、X2’-X2’、……Xn’-Xn’，请参阅图8。

5)请参阅图4和图9，将步骤3)确定的上平面纵向中心线X-X分别沿第一横隔板G1和末尾横隔板Gn用垂吊工具向下(沿Z-Z方向)引至下平面D上形成下平面纵向中心线X’-X’；通过调整各千斤顶3的升降改变整体机架1的倾斜姿态，使步骤4)中确定的各下正导板面中心线X1’-X1’、X2’-X2’、……Xn’-Xn’与该下平面纵向中心线X’-X’的所有偏差中的最大偏差为最小，从而确定该下平面纵向中心线X’-X’作为所有各对正导板T的共有的下平面纵向中心线X’-X’。

6)采用常规划线方法，如中垂线法、对角线法，在上平面U上作一上平面纵向中心线X-X的任意垂直线，以该任意垂直线为基准，依据图纸上各横隔板G之间的距离尺寸，作出各对导板T的侧导板面T1b、T2b……Tnb的上侧导板面样板中心线Y1-Y1、Y2-Y2……Yn-Yn，见图10，沿机架1的纵向(X-X向)平行移动调整该上侧导板面样板中心线的位置，直至该上侧导板面样板中心线Y1-Y1、Y2-Y2……Yn-Yn分别位于各侧导板面T1b、T2b……Tnb的基本对称位置上，即第一上侧导板面样板中心线Y1-Y1分别与四个侧导板面T1b的距离基本均匀相等，第二上侧导板面样板中心线Y2-Y2分别与四个侧导板面T2b的距离基本均匀相等，依此类推；然后将调整位置后的第一上侧导板面样板中心线Y1-Y1确定为上平面横向中心线Y-Y。采用同样方法在下平面D上确定下平面横向中心线Y’-Y’，见图9。

移动调整该上侧导板面样板中心线的位置可采用下述方法：每移动一次该样板中心线的位置就测量记录一组上侧导板面样板中心线Y1-Y1、Y2-Y2……Yn-Yn分别与相应的各侧导板面T1b、T2b……Tnb的距离数据，经过数次移动后，找出上侧导板面样板中心线与相应的四个侧导板面的距离偏差最小的位置，作为最终调整确定的位置；同样方法用于调整下侧导板面样板中心线的位置。

7)以步骤3)确定的上平面纵向中心线X-X、步骤5)确定的下平面纵向中心线X’-X’以及步骤6)确定的上平面横向中心线Y-Y和下平面横向中心线Y’-Y’，作为上平面U、下平面D、正导板面T1a、T2a……Tna和侧导板面T1b、T2b……Tnb的加工基准线，以保证合理的加工余量。

上述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请内容所作的等效变化与修饰，都应成为本发明专利的保护范围。

Claims (4)

1.一种用于大型柴油机机架的三维立体划线方法，该机架具有上平面、下平面以及若干对沿纵向对称分布的导板和连接每对导板的横隔板，各对导板设有相互平行的正导板面和垂直该正导板面的侧导板面，其特征在于：以所述机架正置的位置作为唯一划线的工作位置，一次性划出所述上平面和下平面的纵向中心线和横向中心线作为加工的定位基准线，保证所述上平面、下平面、正导板面和侧导板面加工余量的均匀。

2.根据权利要求1所述的用于大型柴油机机架的三维立体划线方法，其特征在于：所述的三维立体划线方法包括下列具体步骤：

1)将所述机架以上平面向上、下平面向下的正置位置，用千斤顶支撑在水平工作台上，作为所述机架的唯一划线位置；

2)通过调整各千斤顶的升降，使所述下平面达到基本水平，并且与所述水平工作台的台面平行；

3)在所述上平面上分别找出机架上各对导板的正导板面的上正导板面中心线，连接第一横隔板与第一上正导板面中心线的交点和末尾横隔板与末尾上正导板面中心线的交点的连线，平行移动调整该连线的位置，使各上正导板面中心线与该连线的所有偏差中的最大偏差为最小，将满足该条件的连线作为所有各对导板的共有的上平面纵向中心线；

4)以与步骤3)相同的方法，在所述下平面上找出各对导板的正导板面的下正导板面中心线；

5)将步骤3)确定的上平面纵向中心线分别沿第一横隔板和末尾横隔板用垂吊工具向下引至下平面上形成下平面纵向中心线，通过调整各千斤顶的升降改变整体机架的倾斜姿态，使步骤4)中确定的各下正导板面中心线与该下平面纵向中心线的所有偏差中的最大偏差为最小，从而确定该下平面纵向中心线作为所有各对正导板的共有的下平面纵向中心线；

6)在所述上平面上作一上平面纵向中心线的任意垂直线，以该任意垂直线为基准，依据图纸上各横隔板之间的距离尺寸，作出各对导板的侧导板面的上侧导板面样板中心线，沿所述机架的纵向平行移动调整该上侧导板面样板中心线的位置，直至该上侧导板面样板中心线分别位于各侧导板面的基本对称位置上，然后将调整位置后的第一上侧导板面样板中心线确定为上平面横向中心线，采用同样方法在下平面上确定下平面横向中心线；

7)以步骤3)确定的上平面纵向中心线、步骤5)确定的下平面纵向中心线以及步骤6)确定的上平面横向中心线和下平面横向中心线，作为所述上平面、下平面、正导板面和侧导板面的加工基准线，以保证合理的加工余量。

3.根据权利要求2所述的用于大型柴油机机架的三维立体划线方法，其特征在于：所述的步骤1)中，所述千斤顶的支撑位置到到所述机架两侧的距离分别为0.2L和0.2W，其中，L为机架的纵向长度，W为机架的横向宽度。

4.根据权利要求2所述的用于大型柴油机机架的三维立体划线方法，其特征在于：所述的步骤6)中，平行移动调整所述上侧导板面样板中心线的位置采用下述方法：每移动一次该上侧导板面样板中心线的位置就测量记录一组上侧导板面样板中心线分别与相应的各侧导板面的距离数据，经过数次移动后，找出所述上侧导板面样板中心线与相应的四个侧导板面的距离偏差最小的位置，作为最终调整确定的位置；同样方法用于调整所述下侧导板面样板中心线的位置。