CN113941877B - 一种镗床加工用气缸盖的定位支撑装置及装夹校调方法 - Google Patents

Abstract

一种镗床加工用气缸盖的定位支撑装置及装夹校调方法，定位支撑装置包括偏心轴、气缸盖定位芯轴和多个支撑组件，偏心轴用于调整定位气缸盖的中心，由轴线平行且不同心的定心轴和定位轴相接而成，该定心轴插入立式工作台的旋转中心孔，气缸盖定位芯轴固定于立式工作台上，用于在径向上定位气缸盖，该气缸盖定位芯轴的外圆分别与气缸盖的排气阀孔和燃烧室孔形成间隙配合，中心孔套置于偏心轴的定位轴上，支撑组件固定于立式工作台上，分别穿过安装孔，将该气缸盖夹固于立式工作台上，然后使用百分表获得气缸盖的跳动值，测量完成后镗床进行气缸盖上孔系的加工。本发明能够快速实现气缸盖的上下车和校调，操作方便，不受操作水平限制，满足了气缸盖高精度加工的要求。

Description

一种镗床加工用气缸盖的定位支撑装置及装夹校调方法

技术领域

本发明涉及大型低速柴油机零件的加工，具体涉及一种镗床加工用气缸盖的定位支撑装置及装夹校调方法，属于柴油机制造技术领域。

背景技术

气缸盖是大功率低速船用柴油机的重要零件之一。请参阅图1，图示为一大型船用柴油机的X92DF型气缸盖的结构简图，重量约5.5吨，该气缸盖的外形尺寸为：外形为圆形台阶型结构，最大直径为1700mm，高度580mm，其排气阀孔55直径530mm，燃烧室孔51直径901mm，位于该气缸盖的中心；外圆和端面上分别设有燃油阀孔54、起动阀孔56、示功阀孔、气阀孔、泄放孔、多个安装孔53、安全阀孔、冷却水孔52等。

气缸盖上需要加工的孔系多为斜孔，传统采用专用装置来进行加工制造，制造难度大，加工效率低，一致性差，加工质量参差不齐。为了解决这些问题，采用加工中心配置立式和卧式工作台及其他要素，形成五轴加工中心机床。

常规的夹具方案为使用芯轴与气缸盖排气阀孔55或燃烧室孔51配合，然后工件与支撑组件接触，再用压板压紧气缸盖，以完全限制自由度。该装夹方式在实际生产中运用较广，但也明显存在着下列不能匹配高精度加工的缺点与不足：

1)如果芯轴与排气阀孔55配合间隙小，需要气缸盖完全垂直起吊，然后垂直进入芯轴，从而造成工件吊装困难，浪费大量辅助时间，甚至有时带来安全隐患；

2)考虑安全因素，通常芯轴与排气阀孔55的配合间隙在0.4～0.5毫米之间，因为如果配合间隙过大，气缸盖找正定心就比较困难，需花费大量时间；

3)由于船用柴油机气缸盖的直径较大，在1000毫米以上，如果找正后误差大于0.2毫米，即气缸盖的中心与立式工作台的旋转中心存在较大误差，则最终将导致镗床各孔在圆周方向上存在较大的孔位误差。

4)每次气缸盖上车位置不固定，需要花费比较多的时间进行重新找正以及设置坐标系零位，因而大大增加了加工前准备时间，这不仅降低了生产效率、不利于大批量生产，而且耗费了大量工时、增加了生产成本。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种镗床加工用气缸盖的定位支撑装置及装夹校调方法，实现气缸盖在五轴镗床上的较高精度的有效自动定心，达到校调方便、夹紧方便、操作方便的目的。

基于上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种镗床加工用气缸盖的定位支撑装置，所述气缸盖的中心设有排气阀孔和燃烧室孔，端面设有多个对称分布的安装孔，所述镗床设有立式工作台，该立式工作台设有旋转中心孔，其特征在于：所述的定位支撑工装安装于镗床的立式工作台上，包括有：

偏心轴，用于调整定位所述气缸盖的中心在所述立式工作台上的位置，由轴线平行且不同心的定心轴和定位轴相接而成，该定心轴插入所述立式工作台的旋转中心孔且与该旋转中心孔同轴心；

气缸盖定位芯轴，固定于所述立式工作台上，用于在径向上定位所述气缸盖，该气缸盖定位芯轴为两段台阶轴结构，该两段台阶轴的外圆分别与所述气缸盖的排气阀孔和燃烧室孔形成间隙配合，该气缸盖定位芯轴设有中心孔，该中心孔套置于所述偏心轴的定位轴上；

多个支撑组件，固定于所述立式工作台上，分别穿过所述气缸盖的安装孔，一端与所述立式工作台连接，另一端与所述气缸盖的端面连接，将该气缸盖夹固于所述立式工作台上。

进一步地，所述的支撑组件包括支撑底座、螺杆、压板和螺母，所述支撑底座的底端固定连接所述立式工作台的台面，所述压板设置于所述气缸盖的安装孔的孔口，所述螺杆穿过该安装孔，一端连接所述支撑底座的顶端，另一端连接所述螺母，该螺母旋紧且通过所述压板将所述气缸盖固定于所述立式工作台上。

进一步地，所述的压板为下沉式圆形压板。

进一步地，所述的气缸盖定位芯轴与所述气缸盖的排气阀孔或燃烧室孔的配合间隙为0.5～1.0mm。

进一步地，所述的偏心轴的定心轴与定位轴之间的偏心量比所述配合间隙的1/2小0.01～0.02mm。

进一步地，所述气缸盖定位芯轴与所述排气阀孔的配合长度以及该气缸盖定位芯轴与所述燃烧室孔的配合长度大于20～30mm。

本发明的另一技术方案如下：

一种采用上述定位支撑装置实现的镗床加工用气缸盖的装夹校调方法，包括以下具体步骤：

1)将所述镗床的立式工作台旋转至机床中心原点，将所述偏心轴的定心轴插入该立式工作台的旋转中心孔且与该旋转中心孔同轴心，确认所述偏心轴的偏心方向垂直于立式工作台的旋转中心孔；

2)将所述气缸盖定位芯轴套入所述偏心轴的定位轴上，然后固定在所述立式工作台上；

3)按所述气缸盖选用适合高度的支撑底座，按照所述安装孔的位置将多个支撑底座固定在所述立式工作台的台面上；

4)垂直起吊所述气缸盖，将该气缸盖的排气阀孔和燃烧室孔配合套入所述气缸盖定位芯轴，所述气缸盖的端面落在所述支撑底座上，所述螺杆穿出对应的安装孔，所述压板套入该安装孔中且连接所述螺母，逐个旋固各螺母将所述气缸盖夹紧在所述立式工作台上；

5)将百分表固定在所述镗床的主轴上，使用该百分表的表头点触所述气缸盖的排气阀孔孔壁或燃烧室孔孔壁的任意位置，旋转一周并观察所述百分表的示值范围，获得所述气缸盖的跳动值；

6)测量完成后，在所述镗床上进行所述气缸盖上孔系的加工。

本发明的有益效果是：

本发明实现了气缸盖的快速上下车、快速校调，操作方便，不受人员操作水平的限制，充分满足了气缸盖的高精度加工的要求。

附图说明

图1是气缸盖的结构简图。

图2是图1的俯视图。

图3是本发明的结构简图。

图4是本发明的使用状态图。

图中：

1-立式工作台，2-支撑组件，21-支撑底座，22-螺杆，23-压板，24-螺母，3-偏心轴，4-气缸盖定位芯轴，5-气缸盖，51-燃烧室孔，52-冷却水孔，53-安装孔，54-燃油阀孔，55-排气阀孔，56-起动阀孔。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进进一步的详细说明，但不能以此限制本发明的保护范围。

本发明用于在镗床上加工气缸盖，请参阅图1，所述气缸盖为圆柱体结构，中心设有排气阀孔55和燃烧室孔51，端面设有多个对称分布的安装孔53。所述镗床设有立式工作台，该立式工作台设有旋转中心孔。该立式工作台安装于镗床卧式工作台上，用于对船用柴油机的气缸盖上进行定位支撑。

请参阅图3，所述镗床加工用气缸盖的定位支撑装置安装于所述镗床的立式工作台上，包括偏心轴3、气缸盖定位芯轴4和多个支撑组件2。

所述偏心轴3用于调整定位所述气缸盖5的中心在所述立式工作台1上的位置。请参阅图4，该偏心轴3由轴线平行且不同心的定心轴和定位轴相接而成，该定心轴插入所述立式工作台1的旋转中心孔且与该旋转中心孔同轴心，使偏心方向垂直于所述立式工作台1的旋转机械中心原点。

所述气缸盖定位芯轴4固定于所述立式工作台1上，用于在径向上定位所述气缸盖5。请参阅图4，该气缸盖定位芯轴4为两段台阶轴结构，该两段台阶轴的外圆分别与所述气缸盖5的排气阀孔55和/或燃烧室孔51形成间隙配合，配合间隙相等，该气缸盖定位芯轴4设有中心孔，该中心孔套置于所述偏心轴3的定位轴上。

所述气缸盖定位芯轴4与所述排气阀孔55的配合长度以及该气缸盖定位芯轴4与所述燃烧室孔51的配合长度大于20～30mm，可根据机型不同选择高度。所述的气缸盖定位芯轴4与所述气缸盖5的排气阀孔55和/或燃烧室孔51的配合间隙为0.5～1.0mm。所述的偏心轴3的定心轴与定位轴之间的偏心量等于所述气缸盖5上的燃烧室孔51或排气阀孔55与该气缸盖定位芯轴4的单边配合间隙减去0.01～0.02毫米。

请参阅图4，多个所述支撑组件2按照所述安装孔53的位置固定于所述立式工作台1的台面上，分别穿过所述气缸盖5的安装孔53，一端与所述立式工作台1连接，另一端与所述气缸盖5的端面连接，将该气缸盖5夹固于所述立式工作台1上。

请参阅图4，所述的支撑组件2包括支撑底座21、螺杆22、压板23和螺母24。所述支撑底座21的底端固定连接所述立式工作台1的台面；所述压板23设置于所述气缸盖5的安装孔53的孔口，为下沉式圆形压板，能避免常规压板在加工所述气缸盖5的冷却水孔52时遇到的干涉问题；所述螺杆22穿过该安装孔53，一端通过螺纹连接所述支撑底座21的顶端，另一端连接所述螺母24；该螺母24旋紧后通过所述压板23将所述气缸盖5固定于所述立式工作台1上。

以下以X92DF型气缸盖为例，具体说明所述镗床加工用气缸盖的装夹校调方法。所述装夹校调方法包括如下步骤：

1)将镗床的立式工作台1旋转至机械中心原点，检查偏心轴3的偏心方向，确保其垂直于立式工作台1的旋转机械中心原点；

2)将X92DF型的气缸盖定位芯轴4套入偏心轴3另一端上，最后固定在立式工作台1上；

3)按X92DF气缸盖5的加工位置，选用合适高度的支撑底座21，支撑组件2按气缸盖5安装孔53的位置固定在立式工作台1端面上；

4)X92DF气缸盖5按指定孔进行基本垂直起吊，将气缸盖5上的排气阀孔55或燃烧室孔51与气缸盖定位芯轴4相配合，然后工件一侧端面落在装置上的支撑底座21上，螺杆22从对应安装孔53中穿出，压板23套入对应的安装孔53中，用螺母24逐个固定，气缸盖5被夹紧在立式工作台1上；

5)再将百分表通过磁性表座固定在所述镗床主轴的任意位置上，该百分表的表头点触所述气缸盖5排气阀孔55或燃烧室孔51的任意位置，旋转一周，观察所述百分表的示值范围，获得所述气缸盖5的定位误差；

6)测量完成后，在镗床上进行所述气缸盖5孔系的加工。

以上内容是结合具体的优选实施例对本发明所作的详细说明，不能认定本发明具体实施只局限于上述这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种镗床加工用气缸盖的定位支撑装置，所述气缸盖的中心设有排气阀孔和燃烧室孔，端面设有多个对称分布的安装孔，所述镗床设有立式工作台，该立式工作台设有旋转中心孔，其特征在于：所述的定位支撑装置安装于镗床的立式工作台上，包括有：

偏心轴，用于调整定位所述气缸盖的中心在所述立式工作台上的位置，由轴线平行且不同心的定心轴和定位轴相接而成，该定心轴插入所述立式工作台的旋转中心孔且与该旋转中心孔同轴心；

气缸盖定位芯轴，固定于所述立式工作台上，用于在径向上定位所述气缸盖，该气缸盖定位芯轴为两段台阶轴结构，该两段台阶轴的外圆分别与所述气缸盖的排气阀孔和燃烧室孔形成间隙配合，该气缸盖定位芯轴设有中心孔，该中心孔套置于所述偏心轴的定位轴上；

多个支撑组件，固定于所述立式工作台上，分别穿过所述气缸盖的安装孔，一端与所述立式工作台连接，另一端与所述气缸盖的端面连接，将该气缸盖夹固于所述立式工作台上。

2.根据权利要求1所述的镗床加工用气缸盖的定位支撑装置，其特征在于：所述的支撑组件包括支撑底座、螺杆、压板和螺母，所述支撑底座的底端固定连接所述立式工作台的台面，所述压板设置于所述气缸盖的安装孔的孔口，所述螺杆穿过该安装孔，一端连接所述支撑底座的顶端，另一端连接所述螺母，该螺母旋紧且通过所述压板将所述气缸盖固定于所述立式工作台上。

3.根据权利要求2所述的镗床加工用气缸盖的定位支撑装置，其特征在于：所述的压板为下沉式圆形压板。

4.根据权利要求1所述的镗床加工用气缸盖的定位支撑装置，其特征在于：所述的气缸盖定位芯轴与所述气缸盖的排气阀孔或燃烧室孔的配合间隙为0.5～1.0mm。

5.根据权利要求1或4所述的镗床加工用气缸盖的定位支撑装置，其特征在于：所述的偏心轴的定心轴与定位轴之间的偏心量比所述配合间隙的1/2小0.01～0.02mm。

6.根据权利要求1所述的镗床加工用气缸盖的定位支撑装置，其特征在于：所述气缸盖定位芯轴与所述排气阀孔的配合长度以及该气缸盖定位芯轴与所述燃烧室孔的配合长度大于20～30mm。

7.一种采用权利要求2所述定位支撑装置实现的镗床加工用气缸盖的装夹校调方法，包括以下具体步骤：

1)将所述镗床的立式工作台旋转至机床中心原点，将所述偏心轴的定心轴插入该立式工作台的旋转中心孔且与该旋转中心孔同轴心，确认所述偏心轴的偏心方向垂直于立式工作台的旋转中心孔；

2)将所述气缸盖定位芯轴套入所述偏心轴的定位轴上，然后固定在所述立式工作台上；

3)按所述气缸盖选用适合高度的支撑底座，按照所述安装孔的位置将多个支撑底座固定在所述立式工作台的台面上；

4)垂直起吊所述气缸盖，将该气缸盖的排气阀孔和燃烧室孔配合套入所述气缸盖定位芯轴，所述气缸盖的端面落在所述支撑底座上，所述螺杆穿出对应的安装孔，所述压板套入该安装孔中且连接所述螺母，逐个旋固各螺母将所述气缸盖夹紧在所述立式工作台上；

5)将百分表固定在所述镗床的主轴上，使用该百分表的表头点触所述气缸盖的排气阀孔孔壁或燃烧室孔孔壁的任意位置，旋转一周并观察所述百分表的示值范围，获得所述气缸盖的跳动值；

6)测量完成后，在所述镗床上进行所述气缸盖上孔系的加工。