CN106695257B - 一种用于柴油机机架胀管孔的加工方法 - Google Patents

Abstract

一种用于柴油机机架胀管孔的加工方法，该机架包括有N个同轴的胀管孔；其特征在于：采用由至少两把孔加工刀具组合成一体的复合刀具，结合安装在已完成加工的胀管孔中的导向套对刀杆的支撑作用，在同一工位上完成所述胀管孔的不同工序的加工；具体步骤如下：1)安装机架并校调位置，2)加工前准备工作，3)使用复合刀具依照粗镗、半粗镗、半精镗、正刮、反刮和铰孔的顺序对第一档胀管孔进行加工并达到要求，4)使用复合刀具、接杆和导向套依照粗镗、半粗镗、半精镗、正刮、反刮和铰孔的顺序逐一对被加工胀管孔进行加工并达到要求，直至完成所有机架胀管孔的加工。本发明提高了加工效率，增强了刀具系统的刚度，保证了加工精度，适用于柴油机机架胀管孔等高精度深孔的加工。

Description

一种用于柴油机机架胀管孔的加工方法

技术领域

本发明涉及的是深孔的加工工艺，特别涉及的是一种用于柴油机机架胀管孔的加工方法，属于柴油机制造技术领域。

背景技术

956型柴油机属于四冲程、V型排列、直接喷射、废气涡轮增压和中间空气冷却的高速柴油机，具有用途广泛、耐久可靠、操作方便、体积小、功率大等特点，该柴油机以其全面的经济性及可靠的运行，在世界高速柴油机中始终处于领先地位。956型柴油机的机架比起中速柴油机机架的尺寸小将近一倍，其加工难度也比中速机机架的加工难度高，尤其体现在机架胀管孔部分。胀管孔是中高速柴油机机架重要的加工部位之一，胀管孔的精度直接影响着胀管后的性能以及胀管结果，因此胀管孔的尺寸精度要求十分严格。胀管孔的加工难点体现在以下几点：

1.加工深度深。传统意义上的深孔加工是指对长径比(即孔总长与孔径之比)大于5～10的孔进行加工，而机架胀管孔的直径尺寸为Φ55.5，全长3550mm，加工长径比为64，大大超了出一般性深孔的长径比。由于长径比过大并且深孔加工时孔为半封闭式，因此加工难点主要在于断屑排屑难、散热差、冷却滑润不易等，有时还会出现刀具刚性差、易抖动、震动、变形折断等情况。

2.加工精度高。胀管孔在全长3550mm的情况下要求直径尺寸控制在Φ55.5(0～+0.30)，如此高精度的质量要求，使得原有传统的加工方法和加工刀具难以满足图纸要求。

3.形位公差小。由于加工时只能采用推镗方式加工，因此钻头和钻杆受到轴向压力，但只有钻头和钻杆末端处有支撑，钻杆的中部没有支撑，从而导致钻削过程中钻杆刚性不足，容易产生弯曲，遇到硬点容易产生偏摆、振动，使得加工后各档内孔的同轴度和直线度都很差，无法达到图纸要求。

4.加工效率低。深孔加工一般沿用多刀镗、铰的传统加工工艺，因而存在生产效率低，成本高的问题。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有技术的不足，提供一种用于柴油机机架胀管孔的加工方法，能够使加工工件在同一夹装位置上进行镗、刮以及铰孔的加工，保证加工后的机架胀管孔的尺寸与形位公差符合要求，从而避免由于机架胀管孔加工精度不高而发生质量事故的情况。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种用于柴油机机架胀管孔的加工方法，所述机架包括有N个同轴的胀管孔；其特征在于：采用由至少两把孔加工刀具组合成一体的复合刀具，结合安装在已完成加工的胀管孔中的导向套对刀杆的支撑作用，在同一工位上完成所述胀管孔的不同工序的加工。

进一步地，所述的孔加工刀具包括镗刀、刮刀和铰刀。

进一步地，所述的加工方法包括下列具体步骤：

1)安装机架并校调位置——将所述机架倒置且横放至斜铁上，使用角尺附件和百分表校平该机架的上平面和轴承座开档，完成加工前的校调工作；

2)加工前准备工作——检查机床内冷状态，在待加工的胀管孔的前后配备照明设备，清洁待加工胀管孔；

3)加工第一档胀管孔——使用所述复合刀具依照粗镗、半粗镗、半精镗、正刮、反刮和铰孔的顺序对所述第一档胀管孔进行加工并达到要求，具体包括：在镗杆上安装粗镗刀并进行粗镗，拆除粗镗刀后安装半粗镗刀并进行半粗镗，拆除半粗镗刀后安装半精镗刀并进行半精镗，拆除半精镗刀后安装正刮刀并将档胀管孔正面刮平，拆除正刮刀后安装反刮刀并将档胀管孔反面刮平，拆除反刮刀后安装铰刀并将该第一档胀管孔精加工至要求尺寸；

4)加工第二档胀管孔——使用所述复合刀具、接杆和导向套依照粗镗、半粗镗、半精镗、正刮、反刮和铰孔的顺序对当前被加工胀管孔进行加工并达到要求；

5)加工第n档胀管孔——使用所述复合刀具、接杆和导向套依照粗镗、半粗镗、半精镗、正刮、反刮和铰孔的顺序对当前被加工胀管孔进行加工并达到要求；

6)当n＝N时，结束机架胀管孔的加工。

进一步地，所述的步骤4)和步骤5)中的对当前被加工胀管孔进行加工具体包括：在已加工胀管孔与当前被加工胀管孔之间空挡处，拆除铰刀后安装接杆，并且在已加工胀管孔中安装导向套，然后安装粗镗刀并进行粗镗，拆除粗镗刀后安装半粗镗刀并进行半粗镗，拆除半粗镗刀后安装半精镗刀并进行半精镗，拆除半精镗刀后安装正刮刀并将档胀管孔正面刮平，拆除正刮刀后安装反刮刀并将档胀管孔反面刮平，拆除反刮刀后安装铰刀并将当前被加工胀管孔精加工至要求尺寸。

进一步地，所述的步骤6)替换为：

6)当n＜N时，停止当前被加工机架胀管孔的加工；

7)转向180°，从另一端重复所述步骤3)至步骤5)依次完成剩余的N-n档胀管孔的加工。

与现有技术相比，本发明所述加工方法采用复合刀具，能够同时或按先后次序加工几个表面，在一次加工中完成钻孔、扩孔、铰孔等多个不同的工序，减少了工件的安装次数，降低了工件的定位误差，减少了机动和辅助时间，提高了加工效率，并且保证了加工表面的相互位置精度(如同轴度和位置度等)，使零件的加工余量较为均匀，提高了工件的加工质量。此外利用导向套对刀杆进行有效的支撑，对刀具起到导向和定心作用，增强了刀具系统的刚度，提高了胀管孔的同轴度，保证了加工精度。本发明解决了高精度、大孔径以及长倍径孔的加工问题，具有高效率、高精度、高可靠性的优点，适用于柴油机机架胀管孔等高精度深孔的加工。

附图说明

图1是本发明的加工程序示意图。

图2是本发明的加工状态图。

图3是实施例的加工步骤图之一。

图4是实施例的加工步骤图之二。

图5是实施例的加工步骤图之三。

图6是实施例的加工步骤图之四。

图7是实施例的加工步骤图之五。

图8是实施例的加工步骤图之六。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明所述的用于柴油机机架胀管孔的加工方法作进一步的详细阐述，但不应以此来限制本发明的保护范围。

下列实施例是用本发明所述的用于柴油机机架胀管孔的加工方法对956高速柴油机的机架胀管孔进行加工。请参阅图2，该956高速柴油机的机架03上具有11档待加工的同轴的胀管孔05。具体按如下步骤进行，请参阅图1：

1)将机架03倒置横放至斜铁04上，见图2，安装角尺附件01后，使用百分表02拉直轴承座开档，校平机架03上平面，完成加工前的校调工作。

2)加工之前，必须先检查机床内冷状态，在胀管孔05的前后配备照明设备；清洁待加工孔，用吸铁棒及时清除铁屑，避免铁屑和颗粒物残留。

3)加工第一档胀管孔：使用角尺附件01，在镗杆上安装粗镗刀1，请参阅图3，将第一档胀管孔加工至Φ45；拆除粗镗刀1后，安装半粗镗刀2，将第一档胀管孔加工至Φ50；拆除半粗镗刀2后，安装半精镗刀3，将第一档胀管孔加工至Φ55；拆除半精镗刀3后，安装正刮刀4，将第一档胀管孔正面刮平，为之后铰孔做准备；拆除正刮刀4后，安装反刮刀5，将第一档胀管孔反面刮平；拆除反刮刀5，安装铰刀6，将第一档胀管孔精加工至尺寸Φ55.5。

加工完成后，清洁已加工孔和待加工孔，用吸铁棒及时清除铁屑，避免铁屑和颗粒物残留。

4)加工第二档胀管孔：使用角尺附件01，在第一档胀管孔与第二档胀管孔之间空挡处，拆除铰刀6，再安装接杆7，并且在第一档胀管孔中安装导向套8，然后安装粗镗刀1，请参阅图4，将第二档胀管孔加工至Φ45；拆除粗镗刀1后，安装半粗镗刀2，将第二档胀管孔加工至Φ50；拆除半粗镗刀2后，安装半精镗刀3，将第二档胀管孔加工至Φ55；拆除半精镗刀3后，安装正刮刀4，将第二档胀管孔正面刮平，为之后铰孔做准备；拆除正刮刀4后，安装反刮刀5，将第二档胀管孔反面刮平；拆除反刮刀5，安装铰刀6，将第二档胀管孔精加工至尺寸Φ55.5。

加工完成后，清洁已加工孔和待加工孔，用吸铁棒及时清除铁屑，避免铁屑和颗粒物残留。

5)加工第三档胀管孔：使用角尺附件01，在第二档胀管孔与第三档胀管孔之间空挡处，拆除铰刀6，再安装接杆7，并且在第二档胀管孔中安装导向套8，然后安装粗镗刀1，请参阅图5，将第三档胀管孔加工至Φ45；拆除粗镗刀1后，安装半粗镗刀2，将第三档胀管孔加工至Φ50；拆除半粗镗刀2后，安装半精镗刀3，将第三档胀管孔加工至Φ55；拆除半精镗刀3后，安装正刮刀4，将第三档胀管孔正面刮平，为之后铰孔做准备；拆除正刮刀4后，安装反刮刀5，将第三档胀管孔反面刮平；拆除反刮刀5，安装铰刀6，将第三档胀管孔精加工至尺寸Φ55.5。

清洁已加工孔和待加工孔，保证无铁屑和颗粒物，用吸铁棒及时清除铁屑。

加工完成后，清洁已加工孔和待加工孔，用吸铁棒及时清除铁屑，避免铁屑和颗粒物残留。

6)加工第四档胀管孔：使用角尺附件01，在第三档胀管孔与第四档胀管孔之间空挡处，拆除铰刀6，再安装接杆7，并且在第三档胀管孔中安装导向套8，然后安装粗镗刀1，请参阅图6，将第四档胀管孔加工至Φ45；拆除粗镗刀1后，安装半粗镗刀2，将第四档胀管孔加工至Φ50；拆除半粗镗刀2后，安装半精镗刀3，将第四档胀管孔加工至Φ55；拆除半精镗刀3后，安装正刮刀4，将第四档胀管孔正面刮平，为之后铰孔做准备；拆除正刮刀4后，安装反刮刀5，将第四档胀管孔反面刮平；拆除反刮刀5，安装铰刀6，将第四档胀管孔精加工至尺寸Φ55.5。

加工完成后，清洁已加工孔和待加工孔，用吸铁棒及时清除铁屑，避免铁屑和颗粒物残留。

7)加工第五档胀管孔：使用角尺附件01，在第四档胀管孔与第五档胀管孔之间空挡处，拆除铰刀6，再安装接杆7，并且在第四档胀管孔中安装导向套8，然后安装粗镗刀1，请参阅图7，将第五档胀管孔加工至Φ45；拆除粗镗刀1后，安装半粗镗刀2，将第五档胀管孔加工至Φ50；拆除半粗镗刀2后，安装半精镗刀3，将第五档胀管孔加工至Φ55；拆除半精镗刀3后，安装正刮刀4，将第五档胀管孔正面刮平，为之后铰孔做准备；拆除正刮刀4后，安装反刮刀5，将第五档胀管孔反面刮平；拆除反刮刀5，安装铰刀6，将第五档胀管孔精加工至尺寸Φ55.5。

加工完成后，清洁已加工孔和待加工孔，用吸铁棒及时清除铁屑，避免铁屑和颗粒物残留。

8)加工第六档胀管孔：使用角尺附件01，在第五档胀管孔与第六档胀管孔之间空挡处，拆除铰刀6，再安装接杆7，并且在第五档胀管孔中安装导向套8，然后安装粗镗刀1，请参阅图8，将第六档胀管孔加工至Φ45；拆除粗镗刀1后，安装半粗镗刀2，将第六档胀管孔加工至Φ50；拆除半粗镗刀2后，安装半精镗刀3，将第六档胀管孔加工至Φ55；拆除半精镗刀3后，安装正刮刀4，将第六档胀管孔正面刮平，为之后铰孔做准备；拆除正刮刀4后，安装反刮刀5，将第六档胀管孔反面刮平；拆除反刮刀5，安装铰刀6，将第六档胀管孔精加工至尺寸Φ55.5。

加工完成后，清洁已加工孔和待加工孔，用吸铁棒及时清除铁屑，避免铁屑和颗粒物残留。

9)角尺附件01转向180°，重复以上步骤3)至步骤7)，从另一端依次加工剩余五档胀管孔。

经实验验证，本发明所述加工方法的运用在中高速柴油机胀管孔加工效果显著，产品质量稳定且零件的加工效率高，解决了高精度、大孔径以及长倍径孔的加工问题。

Claims (4)

1.一种用于柴油机机架胀管孔的加工方法，所述机架包括有N个同轴的胀管孔；其特征在于：采用由至少两把孔加工刀具组合成一体的复合刀具，结合安装在已完成加工的胀管孔中的导向套对刀杆的支撑作用，在同一工位上完成所述胀管孔的不同工序的加工；所述的加工方法包括下列具体步骤：

1)安装机架并校调位置——将所述机架倒置且横放至斜铁上，使用角尺附件和百分表校平该机架的上平面和轴承座开档，完成加工前的校调工作；

2)加工前准备工作——检查机床内冷状态，在待加工的胀管孔的前后配备照明设备，清洁待加工胀管孔；

3)加工第一档胀管孔——使用所述复合刀具依照粗镗、半粗镗、半精镗、正刮、反刮和铰孔的顺序对所述第一档胀管孔进行加工并达到要求，具体包括：在镗杆上安装粗镗刀并进行粗镗，拆除粗镗刀后安装半粗镗刀并进行半粗镗，拆除半粗镗刀后安装半精镗刀并进行半精镗，拆除半精镗刀后安装正刮刀并将档胀管孔正面刮平，拆除正刮刀后安装反刮刀并将档胀管孔反面刮平，拆除反刮刀后安装铰刀并将该第一档胀管孔精加工至要求尺寸；

4)加工第二档胀管孔——使用所述复合刀具、接杆和导向套依照粗镗、半粗镗、半精镗、正刮、反刮和铰孔的顺序对当前被加工胀管孔进行加工并达到要求；

5)加工第n档胀管孔——使用所述复合刀具、接杆和导向套依照粗镗、半粗镗、半精镗、正刮、反刮和铰孔的顺序对当前被加工胀管孔进行加工并达到要求；

6)当n＝N时，结束机架胀管孔的加工。

2.根据权利要求1所述的用于柴油机机架胀管孔的加工方法，其特征在于：所述的孔加工刀具包括镗刀、刮刀和铰刀。

3.根据权利要求1所述的用于柴油机机架胀管孔的加工方法，其特征在于：所述的步骤4)和步骤5)中的对当前被加工胀管孔进行加工具体包括：在已加工胀管孔与当前被加工胀管孔之间空挡处，拆除铰刀后安装接杆，并且在已加工胀管孔中安装导向套，然后安装粗镗刀并进行粗镗，拆除粗镗刀后安装半粗镗刀并进行半粗镗，拆除半粗镗刀后安装半精镗刀并进行半精镗，拆除半精镗刀后安装正刮刀并将档胀管孔正面刮平，拆除正刮刀后安装反刮刀并将档胀管孔反面刮平，拆除反刮刀后安装铰刀并将当前被加工胀管孔精加工至要求尺寸。

4.根据权利要求1所述的用于柴油机机架胀管孔的加工方法，其特征在于：所述的步骤6)替换为：

6)当n＜N时，停止当前被加工机架胀管孔的加工；

7)转向180°，从另一端重复所述步骤3)至步骤5)依次完成剩余的N-n档胀管孔的加工。