CN109175893A - 柴油机机身主轴承盖复制加工方法 - Google Patents

Abstract

提供一种柴油机机身主轴承盖复制加工方法，通过将目标主轴承盖与复制主轴承盖同时装夹在磨床工作台上，按照目标主轴承盖的尺寸磨削复制主轴承盖两基准面尺寸，保证了轴承盖宽度的一致性；通过制作工装机身，将目标主轴承盖与工装机身按要求安装后找出目标主轴承盖的曲轴中心孔坐标，然后将复制主轴承盖按要求安装在工装机身按上，并按照确定的目标主轴承盖的曲轴孔中心坐标找出复制主轴承盖的曲柄孔中心坐标并加工曲轴孔，这种加工方法能够保证复制主轴承盖更换到出产机身上后，满足柴油机机身原技术状态，提高复制主轴承盖加工精度，提高更换可靠性，确保更柴油机的各项技术指标不因更换主轴承盖而受影响，满足柴油机长期可靠有效运行。

Description

柴油机机身主轴承盖复制加工方法

技术领域

本发明属柴油机主轴承盖加工技术领域，具体涉及一种柴油机机身主轴承盖复制加工方法。

背景技术

某型柴油机机身为球墨铸铁件，采用倒挂式主轴承盖结构，主轴承盖是柴油机上要求的强度大、精度高的重要零件之一，主轴承盖与机身的横向隔板构成主轴承孔支撑曲轴。如图1所示，主轴承盖宽度尺寸与机身开档配磨，两者为过盈配合,加工时利用撑开工具将主轴承盖装入机身后，2个主轴承螺栓和2个横向螺栓按照规定的压力和伸长量要求打紧，与机身组合加工主轴承孔，按照该方法加工的主轴承盖，无互换性。机身是整个柴油机的重要基础，柴油机运行过程中，主轴承盖除受到螺栓预紧、与机身过盈配合等装配载荷外，主要承受由曲柄连杆机构带来的轴承负荷以及缸内燃烧压力形成的周期性交变负荷，其引起的高周疲劳破坏危害极大，主轴承孔变形直接影响到轴承油膜状态，进而影响曲轴的正常运转。此外机身与主轴承盖的结合面在周期交变载荷作用下产生微动摩擦，容易引发磨损和疲劳。因此，机身与主轴承盖必须要有足够的强度和刚度，以保证柴油机运行可靠。如果主轴承盖出现裂纹或安装孔变形，会造成柴油机严重损坏，给后续维修及换装轴承盖带来很大不便。例如对于一种柴油机机身主轴承盖材料为42CrMo4，锻件毛坯，图纸要求最终热处理状态为调质处理的柴油机加工，其机身的开档尺寸 360H6(₀ ^+0.036),曲轴孔尺寸在柴油机装配过程中，发现主轴承盖与主轴承螺母接触端面有异常压痕，经调查确认，该台机主轴承盖遗漏了调质处理工序而造成强度偏低，给柴油机的可靠运行留下重大质量隐患。为此，就要求尽快制定主轴承盖换装方案，对不合格的主轴承盖进行更换。由于主轴承盖的加工是与机身一体加工成型，无互换性，为保证复制的主轴承盖更换后使用可以满足柴油机机身原技术状态，确保更换主轴承盖后，柴油机的各项技术指标不因更换主轴承盖而受影响，因此有必要制定了一种可靠的主轴承盖复制加工方法。

发明内容

本发明解决的技术问题：提供一种柴油机机身主轴承盖复制加工方法，本发明中将目标主轴承盖与复制主轴承盖同时装夹在磨床工作台上，按照目标主轴承盖的尺寸磨削复制主轴承盖两基准面尺寸，保证了轴承盖宽度的一致性；通过制作工装机身，将目标主轴承盖与工装机身按要求安装后找出目标主轴承盖的曲轴中心孔坐标，然后将复制主轴承盖按要求安装在工装机身上，并按照确定的目标主轴承盖的曲轴孔中心坐标找出复制主轴承盖的曲柄孔中心坐标并加工曲轴孔，这种加工方法能够保证复制主轴承盖更换到出产机身上后，可以满足柴油机机身原技术状态，提高了复制主轴承盖加工精度，提高更换的可靠性，确保更换主轴承盖后，柴油机的各项技术指标不因更换主轴承盖而受影响，满足柴油机长期可靠有效运行。

本发明采用的技术方案：柴油机机身主轴承盖复制加工方法，包括以下步骤，

1)工装机身的加工：加工一件工装机身，加工工装机身的开档的A侧面且使其到中心线的尺寸e1满足出产机身开档A侧面的图纸要求，加工工装机身的开档的B侧面，保证开档的B侧面到中心线尺寸e2比正常出产机身B侧开档尺寸大，尺寸e1和e2之和为工装机身的开档尺寸且其比正常出产机身的开档尺寸大，加工工装机身输出端和自由端的曲轴孔尺寸且使工装机身曲柄孔尺寸比正常出产机身曲柄孔尺寸大；

2)配磨复制主轴承盖宽度；将需要被复制的主轴承盖作为目标主轴承盖，将目标主轴承盖与复制主轴承盖同时装夹在磨床工作台上，找正目标主轴承盖两基准面，保证误差在0.005㎜以内，按照目标主轴承盖基准面的实际尺寸数值要求磨削复制主轴承盖(4)宽度E，要求误差控制在±0.005㎜内；

3)根据工装机身的开档尺寸及与目标主轴承盖和复制主轴承盖宽度的实际安装尺寸，配磨垫片Ⅰ、垫片Ⅱ，保证目标主轴承盖和复制主轴承盖通过垫片的夹紧安装在工装机身的开档中的过盈量符合目标主轴承盖安装在出产机身上的过盈量要求；

4)目标主轴承盖曲轴孔中心检测；按规定的压力和伸长量要求将目标主轴承盖和垫片Ⅰ、垫片Ⅱ装在工装机身上，使目标主轴承盖上与工装机身的开档A侧面适配的面紧贴工装机身的开档A侧面，使目标主轴承盖上与工装机身的开档B侧面适配的面与工装机身的开档B侧面之间通过垫片Ⅰ、垫片Ⅱ夹紧，保证安装符合主轴承盖与机身安装过盈量要求；按技术要求进行目标主轴承盖在工装机身上的多次装配和多次测量，测量出目标主轴承盖的多组非圆三组尺寸a、b1、b2，然后计算平均值a＇、b1＇、b2＇，按计算的平均值a＇、b1＇、b2＇确定目标主轴承盖的曲轴孔中心坐标，目标主轴承盖的曲轴孔中心坐标位置相对于工装机身的曲轴孔中心位置的Y向、Z向偏移量作为复制主轴承盖加工和检验的依据，；

5)复制主轴承盖：将复制主轴承盖和垫片Ⅰ、垫片Ⅱ装在工装机身对应位置上，使复制主轴承盖上与工装机身的开档A侧面适配的面紧贴工装机身的开档A侧面，使复制主轴承盖上与工装机身的开档B侧面适配的面与工装机身的开档B侧面之间通过垫片Ⅰ、垫片Ⅱ夹紧，保证安装符合主轴承盖与机身安装过盈量要求；按照步骤4)中确定的目标主轴承盖的曲轴孔中心坐标找出复制主轴承盖的曲柄孔中心坐标并加工曲轴孔；

6)判定合格：加工完成后测量复制主轴承盖的a、b1、b2尺寸，将复制主轴承盖和垫片Ⅰ、垫片Ⅱ装在工装机身对应位置上，使复制主轴承盖上与工装机身的开档A侧面适配的面紧贴工装机身的开档A侧面，使复制主轴承盖上与工装机身的开档B侧面适配的面与工装机身的开档B侧面之间通过垫片Ⅰ、垫片Ⅱ夹紧，保证安装符合主轴承盖与机身安装过盈量要求；按技术要求进行复制主轴承盖在工装机身上的多次装配和多次测量，测量出复制主轴承盖的多组非圆三组尺寸a、b1、b2，然后计算平均值a＇＇、b1＇＇、b2＇＇，与目标主轴承盖的平均值a＇、b1＇、b2＇尺寸对比，要求复制主轴承盖与目标主轴承盖非圆三组尺寸平均值误差控制在0.01㎜以内。

进一步的，上述步骤1)中，所述工装机身的开档的B侧面到中心线尺寸 e2比正常出产机身B侧开档尺寸大2.4～3mm，尺寸e1和e2之和为工装机身的开档尺寸且其比正常出产机身的开档尺寸也大2.4～3mm，所述工装机身输出端和自由端的曲轴孔尺寸比正常出产机身曲柄孔尺寸大1～1.5mm。

进一步地，上述步骤4)和6)中，所述的非圆三组尺寸为：曲轴孔高度方向尺寸a、曲轴孔一三象限45°方向尺寸b1、曲轴孔二四象限45°方向尺寸b2。

进一步地，上述步骤4)和6)中所述的用于测量非圆三组尺寸的测量工具为专用检具，在专用检具上安装加长千分表，并用台阶对表零环校准后进行检测。

本发明与现有技术相比的优点：

1、本方案中将目标主轴承盖与复制主轴承盖同时装夹在磨床工作台上，按照目标主轴承盖的尺寸磨削复制主轴承盖两基准面尺寸，保证了轴承盖宽度的一致性；通过制作工装机身，将目标主轴承盖与工装机身按要求安装后找出目标主轴承盖的曲轴中心孔坐标，然后将复制主轴承盖按要求安装在工装机身按上，并按照确定的目标主轴承盖的曲轴孔中心坐标找出复制主轴承盖的曲柄孔中心坐标并加工曲轴孔，这种加工方法能够保证复制主轴承盖更换到出产机身上后，可以满足柴油机机身原技术状态，提高了复制主轴承盖加工精度，提高更换的可靠性，确保更换主轴承盖后，柴油机的各项技术指标不因更换主轴承盖而受影响，满足柴油机长期可靠有效运行；

2、本方案中把工装机身的开档尺寸加工到比正常出产机身的开档尺寸大 2.4mm，根据主轴承盖和机身开档的实际尺寸单配垫片，保证目标主轴承盖合复制主轴承盖安装在工装机身上的装配过盈量，提高测量的准确性；另外，加工工装机身输出端和自由端的曲轴孔尺寸其使工装机身曲柄孔尺寸比正常出产机身曲柄孔尺寸大1mm，镗孔时可以起到让刀作用。

附图说明

图1为本发明中出厂机身安装结构示意图；

图2为本发明中工装机身的结构示意图；

图3为本发明中复制主轴承盖结构示意图；

图4为本发明中将目标主轴承盖安装在工装机身上的结构示意图；

图5为本发明中非圆三组尺寸的原理图；

图6为本发明在工装机身上确定目标主轴承盖曲轴中心孔坐标的原理图；

图7为本发明中专用检具的结构示意图；

图8为本发明中台阶对表零环的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图1-8描述本发明的实施例。

柴油机机身主轴承盖复制加工方法，本实施例以一为开档尺寸 360H6(₀ ^+0.036)、曲轴孔尺寸的出厂机身1配作复制主轴承盖4 为例进行说明，包括以下步骤，

1)工装机身3的加工：加工一件工装机身3，如图2所示，精铣工装机身3的开档301的A侧面，使A侧面到中心线的尺寸e1满足出产机身1开档 A侧面的图纸要求，即为180±0.05，保证平面度在0.01以内；精铣工装机身3的开档301的B侧面，保证开档301的B侧面到中心线尺寸e2比正常出产机身1B侧开档尺寸大2.4mm，尺寸e1和e2之和为工装机身3的开档301 尺寸其比正常出产机身1的开档尺寸也大2.4mm，即为362.4H6(₀ ^+0.036)；精镗工装机身3输出端和自由端的曲轴孔尺寸，使工装机身3曲柄孔尺寸比正常出产机身1曲柄孔尺寸大1mm，即加工至

2)配磨复制主轴承盖4宽度；将需要被复制的主轴承盖作为目标主轴承盖2，将目标主轴承盖2与复制主轴承盖4同时装夹在磨床工作台上，找正目标主轴承盖2两基准面，保证误差在0.005㎜以内，按照目标主轴承盖2的实际尺寸数据要求磨削复制主轴承盖4宽度E，要求误差控制在±0.005㎜内，如图3所示；

3)根据工装机身3的开档301的尺寸e和目标主轴承盖2、复制主轴承盖4的实际安装尺寸，配磨垫片Ⅰ5、垫片Ⅱ6，保证目标主轴承盖2、复制主轴承盖4通过垫片的夹紧安装在工装机身3的开档301中的过盈量符合目标主轴承盖2安装在出产机身1上的过盈量要求，保证过盈量在0.03～0.05mm；

4)目标主轴承盖2曲轴孔中心检测；按规定的压力和伸长量要求将目标主轴承盖2和垫片Ⅰ5、垫片Ⅱ6装在工装机身3上，如图4所示，使目标主轴承盖2上与工装机身3的开档301A侧面适配的面紧贴工装机身3的开档 301A侧面，使目标主轴承盖2上与工装机身3的开档301B侧面适配的面与工装机身3的开档301B侧面之间通过垫片Ⅰ5、垫片Ⅱ6夹紧，保证安装符合主轴承盖与机身安装过盈量要求；按技术要求进行目标主轴承盖2在工装机身3 上的多次装配和多次测量，测量出目标主轴承盖2的多组非圆三组尺寸a、b1、 b2，然后计算平均值a＇、b1＇、b2＇，按计算的平均值a＇、b1＇、b2＇，用计算机作图确定目标主轴承盖2的曲轴孔中心坐标201，如图6所示，目标主轴承盖2的曲轴孔中心坐标201位置相对于工装机身3的曲轴孔中心302位置的Y 向、Z向偏移量作为复制主轴承盖4加工和检验的依据；

5)复制主轴承盖：将复制主轴承盖4和垫片Ⅰ5、垫片Ⅱ6装在工装机身 3对应位置上，使复制主轴承盖4上与工装机身3的开档301A侧面适配的面紧贴工装机身3的开档301A侧面，使复制主轴承盖4上与工装机身3的开档 301B侧面适配的面与工装机身3的开档301B侧面之间通过垫片Ⅰ5、垫片Ⅱ6 夹紧，保证安装符合主轴承盖与机身安装过盈量要求；按照步骤4中确定的目标主轴承盖2的曲轴孔中心坐标201找出复制主轴承盖4的曲柄孔中心坐标并加工曲轴孔；

6)判定合格：加工完成后测量复制主轴承盖4的a、b1、b2尺寸，将复制主轴承盖4和垫片Ⅰ5、垫片Ⅱ6装在工装机身3对应位置上，使复制主轴承盖4上与工装机身3的开档301A侧面适配的面紧贴工装机身3的开档301A 侧面，使复制主轴承盖4上与工装机身3的开档301B侧面适配的面与工装机身3的开档301B侧面之间通过垫片Ⅰ5、垫片Ⅱ6夹紧，保证安装符合主轴承盖与机身安装过盈量要求；按技术要求进行复制主轴承盖4在工装机身3上的多次装配和多次测量，测量出复制主轴承盖4的多组非圆三组尺寸a、b1、 b2，然后计算平均值a＇＇、b1＇＇、b2＇＇，与目标主轴承盖2的平均值a＇、b1＇、 b2＇尺寸对比，要求复制主轴承盖4与目标主轴承盖2非圆三组尺寸平均值误差控制在0.01㎜以内。

上述步骤4)和6)中，所述的非圆三组尺寸为：曲轴孔高度方尺尺寸a、曲轴孔一三象限5°方向尺寸b1、曲轴孔二四象限45°方向尺寸b2。

上述步骤4)和6)中的所述的用于测量非圆三组尺寸的测量工具专用检具7，如图7所示，在专用检具7上安装加长千分表，用台阶对表零环8校准后进行检测，保证了测量数据的准确可靠，如图8所示，本实施例中台阶对表零环8中的对表孔尺寸为和

本实施例按照上述步骤方法复制的2个复制主轴承盖4，三组非圆尺寸误差分别为-0.010、-0.008、-0.003；0、0.010、0.006，满足工艺方案要求。通过数据收敛性分析和评估，这种加工方法能够保证复制主轴承盖4更换到出产机身1上后，可以满足柴油机机身原技术状态，提高了复制主轴承盖4 加工精度，提高更换的可靠性，确保更换主轴承盖后，柴油机的各项技术指标不因更换主轴承盖而受影响，满足柴油机长期可靠有效运行。

上述实施例，只是本发明的较佳实施例，并非用来限制本发明实施范围，故凡以本发明权利要求所述内容所做的等效变化，均应包括在本发明权利要求范围之内。

Claims (4)

1.柴油机机身主轴承盖复制加工方法，其特征在于：包括以下步骤，

1)工装机身(3)的加工：加工一件工装机身(3)，加工工装机身(3)的开档(301)的A侧面且使其到中心线的尺寸e1满足出产机身(1)开档A侧面的图纸要求，加工工装机身(3)的开档(301)的B侧面，保证开档(301)的B侧面到中心线尺寸e2比正常出产机身(1)B侧开档尺寸大，尺寸e1和e2之和为工装机身(3)的开档(301)尺寸且其比正常出产机身(1)的开档尺寸大，加工工装机身(3)输出端和自由端的曲轴孔尺寸且使工装机身(3)曲柄孔尺寸比正常出产机身(1)曲柄孔尺寸大；

2)配磨复制主轴承盖(4)宽度；将需要被复制的主轴承盖作为目标主轴承盖(2)，将目标主轴承盖(2)与复制主轴承盖(4)同时装夹在磨床工作台上，找正目标主轴承盖(2)两基准面，按照目标主轴承盖(2)基准面的实际尺寸要求磨削复制主轴承盖(4)宽度E；

3)根据工装机身(3)的开档(301)尺寸及与目标主轴承盖(2)和复制主轴承盖(4)宽度的实际安装尺寸，配磨垫片Ⅰ(5)、垫片Ⅱ(6)，保证目标主轴承盖(2)和复制主轴承盖(4)通过垫片的夹紧安装在工装机身(3)的开档(301)中的过盈量符合目标主轴承盖(2)安装在出产机身(1)上的过盈量要求；

4)目标主轴承盖(2)曲轴孔中心检测；按规定的压力和伸长量要求将目标主轴承盖(2)和垫片Ⅰ(5)、垫片Ⅱ(6)装在工装机身(3)上，使目标主轴承盖(2)上与工装机身(3)的开档(301)A侧面适配的面紧贴工装机身(3)的开档(301)A侧面，使目标主轴承盖(2)上与工装机身(3)的开档(301)B侧面适配的面与工装机身(3)的开档(301)B侧面之间通过垫片Ⅰ(5)、垫片Ⅱ(6)夹紧，保证安装符合主轴承盖与机身安装过盈量要求；按技术要求进行目标主轴承盖(2)在工装机身(3)上的多次装配和多次测量，测量出目标主轴承盖(2)的多组非圆三组尺寸a、b1、b2，然后计算平均值a＇、b1＇、b2＇，按计算的平均值a＇、b1＇、b2＇确定目标主轴承盖(2)的曲轴孔中心坐标(201)，目标主轴承盖(2)的曲轴孔中心坐标(201)位置相对于工装机身(3)的曲轴孔中心(302)位置的Y向、Z向偏移量作为复制主轴承盖(4)加工和检验的依据；

5)复制主轴承盖：将复制主轴承盖(4)和垫片Ⅰ(5)、垫片Ⅱ(6)装在工装机身(3)对应位置上，使复制主轴承盖(4)上与工装机身(3)的开档(301)A侧面适配的面紧贴工装机身(3)的开档(301)A侧面，使复制主轴承盖(4)上与工装机身(3)的开档(301)B侧面适配的面与工装机身(3)的开档(301)B侧面之间通过垫片Ⅰ(5)、垫片Ⅱ(6)夹紧，保证安装符合主轴承盖与机身安装过盈量要求；按照步骤4)中确定的目标主轴承盖(2)的曲轴孔中心坐标(201)找出复制主轴承盖(4)的曲柄孔中心坐标并加工曲轴孔；

6)判定合格：加工完成后测量复制主轴承盖(4)的a、b1、b2尺寸，将复制主轴承盖(4)和垫片Ⅰ(5)、垫片Ⅱ(6)装在工装机身(3)对应位置上，使复制主轴承盖(4)上与工装机身(3)的开档(301)A侧面适配的面紧贴工装机身(3)的开档(301)A侧面，使复制主轴承盖(4)上与工装机身(3)的开档(301)B侧面适配的面与工装机身(3)的开档(301)B侧面之间通过垫片Ⅰ(5)、垫片Ⅱ(6)夹紧，保证安装符合主轴承盖与机身安装过盈量要求；按技术要求进行复制主轴承盖(4)在工装机身(3)上的多次装配和多次测量，测量出复制主轴承盖(4)的多组非圆三组尺寸a、b1、b2，然后计算平均值a＇＇、b1＇＇、b2＇＇，与目标主轴承盖(2)的平均值a＇、b1＇、b2＇尺寸对比，要求复制主轴承盖(4)与目标主轴承盖(2)非圆三组尺寸平均值误差控制在0.01㎜以内。

2.根据权利要求1所述的柴油机机身主轴承盖复制加工方法，其特征在于：上述步骤1)中，所述工装机身(3)的开档(301)的B侧面到中心线尺寸e2比正常出产机身(1)B侧开档尺寸大2.4～3mm，尺寸e1和e2之和为工装机身(3)的开档(301)尺寸且其比正常出产机身(1)的开档尺寸也大2.4～3mm，所述工装机身(3)输出端和自由端的曲轴孔尺寸比正常出产机身(1)曲柄孔尺寸大1～1.5mm。

3.根据权利要求1所述的柴油机机身主轴承盖复制加工方法，其特征在于：上述步骤4)和6)中，所述的非圆三组尺寸为：曲轴孔高度方向尺寸a、曲轴孔一三象限45°方向尺寸b1、曲轴孔二四象限45°方向尺寸b2。

4.根据权利要求1所述的柴油机机身主轴承盖复制加工方法，其特征在于：上述步骤4)和6)中所述的用于测量非圆三组尺寸的测量工具为专用检具(7)，在专用检具(7)上安装加长千分表，并用台阶对表零环(8)校准后进行检测。