CN107272595B - 低速柴油机机座哈夫面加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低速柴油机机座哈夫面加工方法，包括以下步骤：1）校验机床专用附件头倾斜角度；2）计算机座左侧哈夫斜面交点水平方向坐标和垂直方向坐标；3）旋转坐标系得到新坐标系；4）编写机座哈夫面数控加工专用程序，将机座左侧哈夫25°斜面加工至所需尺寸，机座左侧哈夫90°斜面留余量；6）重复上述步骤将机座右侧哈夫25°斜面加工至所需尺寸，机座右侧哈夫90°斜面留余量；7）换算出机座两侧哈夫90°斜面的加工余量E；8）编写机座哈夫面数控加工专用程序，将机座两侧哈夫90°斜面加工至所需尺寸。本发明节约了成本，减少了人工干预，降低了人为误差，机座哈夫面加工误差小，产品加工效率高，产品质量稳定可靠。

Description

低速柴油机机座哈夫面加工方法

技术领域

本发明涉及一种低速柴油机机座数控加工方法，尤其是一种低速柴油机机座两侧哈夫面的加工方法，属于数控加工技术领域。

背景技术

在MAN系列低速柴油机所有零部件中，机座是重要固定部件之一，其由轴承座与船用钢板焊接而成，机座固定在船体上，并支撑着柴油机所有部件的重量。MAN系列低速柴油机机座哈夫面是指机座内两侧主轴承盖支撑面，机座内每侧哈夫面包括大小两个斜面，大斜面与水平方向夹角为25°，称之为25°斜面，小斜面与大斜面相互垂直相交，称之为90°斜面。通常机座哈夫面粗糙度要求1.6以内，倾斜度0.01以内，对称度0.05以内，两斜面交点横向间距公差要求0.1以内，两斜面交点与主轴承孔中心垂直间距公差±0.05，可见其尺寸和形位公差技术要求非常高，是机座加工中的重点之一。同时机座哈夫面加工完成后，需安装主轴承盖，配镗主轴承孔，自由状态下，主轴承盖与机座哈夫面25°斜面间的间隙应满足一定要求,才能进行精镗主轴承孔。

由于机座轴承座开档尺寸限制和角度要求，机座哈夫面加工一般采用专用附件进行加工。机座哈夫面常见加工方法有两种，一是利用机床专用附件通过辅助零件划线进行哈夫面粗加工，然后利用检查工装间接测量相关距离，换算出哈夫面加工余量，最后进行精加工，此方法加工效率低，人为误差大。另一种方法是在机座前端面钻工艺销孔，然后安装哈夫面样块工装，通过调整刀具与样块之间的位置，进行哈夫面的粗精加工，此加工方法中哈夫面样块工装较大，加上其安装精度要求较高，造成装夹困难，而且对于不同机型需要设计多套样块工装， 成本高。

发明内容

本发明的目的是提供一种成本低、加工效率高、加工误差小的低速柴油机机座哈夫面加工方法。

本发明通过以下技术方案予以实现：

一种低速柴油机机座哈夫面加工方法，包括以下步骤：

1）调整并校验机床专用附件头倾斜角度至25°；

2）利用刀具参数、专用附件参数和图纸参数根据计算公式计算当前坐标系下机座左侧哈夫斜面交点水平方向坐标Y值和垂直方向坐标Z值；

3）通过专用宏程序，将步骤2）中计算的机座左侧哈夫斜面交点水平方向坐标Y值和垂直方向坐标Z值设置为新坐标系原点值，同时绕新坐标系原点实现当前坐标系旋转，使新坐标系下Z1轴方向与刀具轴方向一致，新坐标系下Y1轴方向为垂直于刀具轴方向，得到新坐标系；

4）根据刀具参数和专用附件参数编写新坐标系下机座哈夫面数控加工专用程序，同时修改新坐标系下机座左侧哈夫面Y1方向和Z1方向的余量情况；

5）运行步骤4）中的机座哈夫面数控加工专用程序，将机座左侧哈夫25°斜面加工至所需尺寸，机座左侧哈夫90°斜面留余量；

6）将机床专用附件绕Z轴旋转180°，重复上述步骤将机座右侧哈夫25°斜面加工至所需尺寸，机座右侧哈夫90°斜面留余量；

7）将主轴承盖吊至机座的轴承座上，使主轴承盖底面两侧与机座两侧哈夫90°斜面间无间隙，用塞尺测量主轴承盖底面与机座两侧哈夫25°斜面间的间隙a和b，根据公式换算出机座两侧哈夫90°斜面的加工余量E；

8）将步骤7）中换算出的机座两侧哈夫90°斜面加工余量E写入机座哈夫面数控加工专用程序；

9）运行步骤8)中的机座哈夫面数控加工专用程序，将机座两侧哈夫90°斜面加工至所需尺寸。

本发明的目的还可以通过以下技术措施来进一步实现。

前述的低速柴油机机座哈夫面加工方法，其中步骤1）中校验方法如下：

a) 将标准芯棒上端端头伸进机床专用附件头的安装孔内，同时将千分表支撑在机床工作台上的垫块上，使千分表触头接触标准芯棒下母线下端上的E点，然后将千分表调零，设工件坐标系零位；

b）沿机床Y轴和Z轴移动专用附件，使千分表触头接触标准芯棒下母线上端上的F点；

c）在F点处观察千分表读数，若千分表读数变化量在±0.02以内，则机床专用附件头倾斜角度满足要求，否则调整机床专用附件头倾斜角度，重复上述步骤再次校正，直至满足要求。

前述的低速柴油机机座哈夫面加工方法，其中步骤2）中的计算公式为：

Y=±{ cosA*(L+B)-C/2}

Z={H+ sinA*(L+B)-D}

其中A是机座哈夫25°斜面与水平方向夹角，A=25°；

B是刀具长度；

C是机座两侧哈夫面交点之间的间距；

D是机座哈夫面交点与主轴承孔中心的垂直距离；

L是刀具安装面与机座专用附件回转中心之间的间距；

H是机座专用附件安装面与机座专用附件回转中心之间的间距；

计算机座左侧哈夫面交点水平方向坐标Y值时，取“-”号，计算机座右侧哈夫面交点水平方向坐标Y值时，取“+”号。

前述的低速柴油机机座哈夫面加工方法，其中步骤5）中机座哈夫90°斜面余量为0.3mm～0.5mm。

前述的低速柴油机机座哈夫面加工方法，其中步骤7）中的公式为：

E=［(a+b)/2-0.24］*0.466 。

本发明通过数控程序控制机座哈夫面的加工，无需划线和配备辅助检查工装，不仅节约了成本，而且减少了人工干预，降低了人为误差，保证机座哈夫面加工误差小，同时还节省了加工时间，提高了加工效率高，产品质量稳定可靠。此外，本发明利用公式可精确计算出机座哈夫斜面交点水平方向坐标和垂直方向坐标，并将其转化为新坐标系原点，同时按笛卡尔坐标系右手准则将当前坐标系旋转得到新坐标系，这样便于编写数控加工程序，保证机座哈夫面加工精度更加精确可靠。利用机座两侧哈夫25°斜面与主轴承盖底面之间的间隙，通过相应公式可得出机座两侧哈夫90°斜面的加工余量，并将其输入数控加工程序中，保证了机座两侧哈夫90°斜面加工精度。

本发明的优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释，这些实施例，是参照附图仅作为例子给出的。

附图说明

图1是机床专用附件调校25°角的结构示意图；

图2是本发明机座哈夫斜面交点坐标计算示意图；

图3是本发明机床专用附件结构示意图；

图4是本发明机座哈夫面加工坐标系示意图；

图5是本发明机座哈夫25°斜面与主轴承盖间间隙示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

一种低速柴油机机座哈夫面加工方法，包括以下步骤：

1）调整并校验机床专用附件头倾斜角度至25°，校验方法如下：

a) 如图1所示，将标准芯棒1上端端头伸进机床专用附件2的安装孔内，同时将千分表3支撑在机床工作台上的垫块4上，使千分表3触头接触标准芯棒1下母线下端上的E点，然后将千分表3调零，设工件坐标系零位；

b）沿机床Y轴和Z轴移动专用附件2，使千分表3触头接触标准芯棒1下母线上端上的F点；

c）在F点处观察千分表3读数，若千分表3读数变化量在±0.02以内，则机床专用附件头倾斜角度满足要求，否则调整机床专用附件头倾斜角度，重复上述步骤再次校正，直至满足要求。

2）如图2和图3所示，利用刀具参数、专用附件参数和图纸参数根据下列计算公式计算当前坐标系下机座5左侧哈夫斜面交点G点的水平方向坐标Y值和垂直方向坐标Z值；

Y=±{ cosA*(L+B)-C/2}

Z={H+ sinA*(L+B)-D}

其中A是机座5哈夫25°斜面51与水平方向夹角，A=25°；

B是刀具6长度；

C是机座5两侧哈夫面交点G和J之间的间距；

D是机座5哈夫面交点与主轴承孔中心的垂直距离；

L是刀具安装面与机座专用附件2回转中心之间的间距；

H是机座专用附件2安装面与机座专用附件回转中心之间的间距；

计算机座5左侧哈夫面交点G水平方向坐标Y值时，取“-”号，计算机座右侧哈夫面交点J水平方向坐标Y值时，取“+”号。

本实施例中B=195mm，C=640mm，D=18mm，L=209.603mm，H=500mm，计算得出机座5左侧哈夫斜面交点G水平方向坐标Y=-46.695mm，机座5左侧哈夫斜面交点G垂直方向坐标Z=652.993mm。根据不同的机座型号和不同的机床专用附件，修改相应参数，可得出相应型号机座哈夫斜面交点坐标。

3）通过专用宏程序，将步骤2）中的Y值和Z值设置为新坐标系原点值，同时绕新坐标系原点实现当前坐标系旋转，使新坐标系下Z1轴方向与刀具轴方向一致，新坐标系下Y1轴方向为垂直于刀具轴方向，得到新坐标系，如图4所示；

4）根据刀具参数和专用附件参数编写新坐标系下机座5哈夫面数控加工专用程序，同时修改新坐标系下机座5左侧哈夫面Y1方向和Z1方向的余量情况；

5）运行步骤4）中的机座哈夫面数控加工专用程序，将机座5左侧哈夫25°斜面51加工至所需尺寸，机座5左侧哈夫90°斜面52留余量0.3mm～0.5mm，本实施例中的余量为0.4mm；

6）将机床专用附件2绕Z轴旋转180°，重复上述步骤将机座5右侧哈夫25°斜面51加工至所需尺寸，机座5右侧哈夫90°斜面52留余量；

7）如图5所示，将主轴承盖7吊至机座5的轴承座上，使主轴承盖7底面两侧与机座5两侧哈夫90°斜面52间无间隙，用塞尺测量主轴承盖7底面与机座两侧哈夫25°斜面51间的间隙a和b，根据下列公式换算出机座两侧哈夫90°斜面52的加工余量E；

E=［(a+b)/2-0.24］*0.466

本实施例中a=1.05，b=1.1,计算得出E=0.38911mm。

8）将步骤7）中换算出的机座两侧哈夫90°斜面52的加工余量E写入机座哈夫面数控加工专用程序；

9）运行步骤8)中的机座哈夫面数控加工专用程序，将机座两侧哈夫90°斜面52加工至所需尺寸。

本发明通过修改相关参数，可实现新产品的开发技术准备，提高了产品开发进度。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围内。

Claims (4)

1.一种低速柴油机机座哈夫面加工方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)调整并校验机床专用附件头倾斜角度至25°；

2)利用刀具参数、专用附件参数和图纸参数根据计算公式计算当前坐标系下机座左侧哈夫斜面交点水平方向坐标Y值和垂直方向坐标Z值；

计算公式为：

Y＝±{cosA*(L+B)-C/2}

Z＝{H+sinA*(L+B)-D}

其中A是机座哈夫25°斜面与水平方向夹角，A＝25°；

B是刀具长度；

C是机座两侧哈夫面交点之间的间距；

D是机座哈夫面交点与主轴承孔中心的垂直距离；

L是刀具安装面与机座专用附件回转中心之间的间距；

H是机座专用附件安装面与机座专用附件回转中心之间的间距；

计算机座左侧哈夫面交点水平方向坐标Y值时，取“-”号，计算机座右侧哈夫面交点水平方向坐标Y值时，取“+”号；

3)通过专用宏程序，将步骤2)中计算的机座左侧哈夫斜面交点水平方向坐标Y值和垂直方向坐标Z值设置为新坐标系原点值，同时绕新坐标系原点实现当前坐标系旋转，使新坐标系下Z1轴方向与刀具轴方向一致，新坐标系下Y1轴方向为垂直于刀具轴方向，得到新坐标系；

4)根据刀具参数和专用附件参数编写新坐标系下机座哈夫面数控加工专用程序，同时修改新坐标系下机座左侧哈夫面Y1方向和Z1方向的余量情况；

5)运行步骤4)中的机座哈夫面数控加工专用程序，将机座左侧哈夫25°斜面加工至所需尺寸，机座左侧哈夫90°斜面留余量；

6)将机床专用附件绕Z轴旋转180°，重复上述步骤将机座右侧哈夫25°斜面加工至所需尺寸，机座右侧哈夫90°斜面留余量；

7)将主轴承盖吊至机座的轴承座上，使主轴承盖底面两侧与机座两侧哈夫90°斜面间无间隙，用塞尺测量主轴承盖底面与机座两侧哈夫25°斜面间的间隙a和b，根据公式换算出机座两侧哈夫90°斜面的加工余量E；

8)将步骤7)中换算出的机座两侧哈夫90°斜面加工余量E写入机座哈夫面数控加工专用程序；

9)运行步骤8)中的机座哈夫面数控加工专用程序，将机座两侧哈夫90°斜面加工至所需尺寸。

2.如权利要求1所述的低速柴油机机座哈夫面加工方法，其特征在于：步骤1)中校验方法如下：

a)将标准芯棒上端端头伸进机床专用附件头的安装孔内，同时将千分表支撑在机床工作台上的垫块上，使千分表触头接触标准芯棒下母线下端上的E点，然后将千分表调零，设工件坐标系零位；

b)沿机床Y轴和Z轴移动专用附件，使千分表触头接触标准芯棒下母线上端上的F点；

c)在F点处观察千分表读数，若千分表读数变化量在±0.02以内，则机床专用附件头倾斜角度满足要求，否则调整机床专用附件头倾斜角度，重复上述步骤再次校正，直至满足要求。

3.如权利要求1所述的低速柴油机机座哈夫面加工方法，其特征在于：步骤5)中机座哈夫90°斜面余量为0.3mm～0.5mm。

4.如权利要求1所述的低速柴油机机座哈夫面加工方法，其特征在于：步骤7)中的公式为：

E＝[(a+b)/2-0.24]*0.466。