CN117733473B - 一种凸轮轴法兰孔镜像镗修方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种凸轮轴法兰孔镜像镗修方法，本发明通过在把合固定后的两个凸轮轴节上划等高的水平找正线，在镗修加工前参考水平找正线确保两凸轮轴节法兰面在同一水平坐标系内，并且旋转角度、水平高度均一致，保障了两个凸轮轴节上法兰孔一一对应的一致性。使用镗铣床主轴的键槽铣刀以锪平面包容原孔的方式依次确定两个凸轮轴节成对法兰孔坐标，依据确定的互为镜像的法兰孔坐标对两个凸轮轴节的法兰孔依次成对进行镗加工，进一步保障了两个凸轮轴节上法兰孔一一对应的一致性，并且镗修定位准确，极大得提升了对凸轮轴节镗修的精度。

Description

一种凸轮轴法兰孔镜像镗修方法

技术领域

本发明涉及法兰孔修复技术领域，尤其涉及一种凸轮轴法兰孔镜像镗修方法。

背景技术

凸轮轴是柴油机的关键部件，一根凸轮轴是由各轴节组装而成，组装时必须对凸轮轴中的各凸轮轴节按凸轮相位角和安装轴颈跳动进行调整，然后再用螺栓销通过法兰孔把各节把合在一起形成整根凸轮轴。但由于内燃机车运行周期的不断加长，各轴节的法兰孔会出现不同程度地磨损，现有的镗修方式一般是对一个轴节的法兰孔逐个镗修后再对另一个轴节的法兰孔进行逐个镗修，镗修后各轴节的法兰孔与对应的其他轴节的法兰孔存在较大的定位误差，并且由于各轴节的对应法兰孔的镗修工作之间间隔多个法兰孔，会造成一定的定位误差积累。

现有的镗修方式一般是以原法兰孔的中心点为加工中心进行扩孔修复，因各法兰孔磨损方向不同，所需扩孔量将增大4～8mm，导致螺栓销尺寸增大后，螺母与螺栓销头出现安装干涉，无法装配。除此之外，对于轴节的各法兰孔的定位镗修一般是工作人员操作进行的，多轴节多法兰孔会存在较大的定位误差，进一步加大了各轴节法兰孔的差异，存在镗修后各轴节不能配合工作的情况，并且定位镗修工作效率较低。

发明内容

本发明的目的是提供一种凸轮轴法兰孔镜像镗修方法，提升了对凸轮轴法兰孔镗修的精度，保障了两个相配合的凸轮轴节上法兰孔一一对应的一致性。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种凸轮轴法兰孔镜像镗修方法，包括以下步骤：

步骤1、将凸轮轴中的两个凸轮轴节通过其法兰孔连接，并调正对接位置；

步骤2、在两个凸轮轴节上划设等高的水平找正线，水平找正线与凸轮轴节的轴向平行，每个凸轮轴节的两侧均划设有水平找正线，且水平高度相同；分别在两个凸轮轴节相配合的法兰孔上对应标注成对的标记；

步骤3、将两个凸轮轴节分开并放置在镗铣床上，两个凸轮轴节的法兰面均朝向镗铣床主轴，调整两个凸轮轴节的位置和旋转角度，使凸轮轴节上的水平找正线水平，并使同一凸轮轴节两侧的水平找正线以及两个凸轮轴节上的水平找正线处于同一水平高度，调整两个凸轮轴节的法兰面与镗铣床主轴距离一致，并与主轴垂直；

步骤4、将镗铣床数控系统的坐标系原点设定在两个凸轮轴节法兰中心连线的中点；

步骤5、在镗铣床主轴上安装尺寸大于法兰孔孔径的键槽铣刀，使用键槽铣刀以锪平面包容原孔的方式确定凸轮轴节上法兰孔的坐标，并使两个凸轮轴节上标记成对的两个法兰孔坐标互为镜像，依次确定两个凸轮轴节上各成对的法兰孔坐标点；

步骤6、在镗铣床主轴上安装镗刀，按照确定的坐标依次完成两个凸轮轴节上成对的法兰孔的镗修加工。

优选的，步骤1中按凸轮轴的凸轮相位角和安装轴颈跳动量，将两个凸轮轴节调正对接位置。

优选的，步骤1中使用小于原法兰孔尺寸的螺栓销将两凸轮轴节把合在一起，通过紧固螺栓销对两凸轮轴节固定。

优选的，步骤2中使用等高尺在两凸轮轴节上划设等高的水平找正线。

优选的，步骤3中在镗铣床的工作台上放置等高V型块，将两凸轮轴节法兰面朝向镗铣床主轴，放置于等高V型块上。

优选的，步骤3中使用百分表找正两凸轮轴节各安装轴颈中心高度，高度差在0.01mm内。

优选的，步骤4中使用巡边仪测定两个凸轮轴节法兰中心点坐标。

优选的，步骤5中使用键槽铣刀确定法兰孔坐标时，键槽铣刀旋转直径包容凸轮轴法兰孔原孔位置。

优选的，步骤5中确定的两个凸轮轴节上成对的法兰孔互为镜像的坐标，使键槽铣刀按照该坐标旋转加工的锪平面能够覆盖法兰孔原孔位置并留有加工余量。

本发明的有益效果是：

本镗修方法使用镗铣床主轴的键槽铣刀依次确定两个凸轮轴节成对法兰孔坐标，依据确定的互为镜像的法兰孔坐标对两个凸轮轴节上的法兰孔依次成对进行镗加工，对各轴节的法兰孔与对应的其他轴节的法兰孔的加工，对于机床来说仅仅进行水平方向的移动，保障了两个相配合的凸轮轴节上法兰孔一一对应的一致性，极大程度得提升了法兰孔镗修工作的定位精度以及降低定位误差累计，保障了凸轮轴节镗修的精度。通过在把合固定后的两个凸轮轴节上划等高的水平找正线，在镗修加工前参考水平找正线确保两凸轮轴节法兰面在同一水平坐标系内，并且旋转角度、水平高度均一致，进一步保障了两个凸轮轴节上法兰孔一一对应的一致性。

本镗修方法使用镗铣床主轴的键槽铣刀以锪平面包容原孔的方式，以法兰孔的磨损情况确定各对法兰孔的镗修中心，不再以原法兰孔的中心点为加工中心进行扩孔修复，使得各法兰孔的扩大值最小，保障修复后法兰孔的工作强度，以及避免螺栓销尺寸增大后，螺母与螺栓销头出现安装干涉。

附图说明

图1为本发明两个凸轮轴节连接后划设水平找正线的示意图。

图2为本发明图1中左凸轮轴节上法兰孔编号标注示意图。

图3为本发明图1中右凸轮轴节上法兰孔编号标注示意图。

图4为本发明左右两个凸轮轴节加工坐标系设定示意图。

图5为本发明键槽铣刀以锪平面包容原孔的示意图。

图6为本发明法兰孔修复前后对比示意图。

图中，1、左凸轮轴节，2、右凸轮轴节，3、水平找正线，4、左凸轮轴节法兰面，5、右凸轮轴节法兰面，6、左凸轮轴节法兰中心点，7、右凸轮轴节法兰中心点，8、法兰孔，9、左凸轮轴节法兰中心点坐标点，10、左凸轮轴节法兰孔坐标点，11、坐标系原点，12、右凸轮轴节法兰孔坐标点，13、右凸轮轴节法兰中心点坐标点，14、键槽铣刀锪平台，15、原法兰孔，16、待修复法兰孔，17、键槽铣刀锪平台中心，18、待修复法兰孔中心，19、修复后法兰孔。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。

同时，需要说明的是：除非另做定义，本文所使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明专利申请说明书以及权利要求书中所使用的“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前端”、“后端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

下面结合实施例并参照附图对本发明作进一步详细描述。

本发明公开一种凸轮轴法兰孔镜像镗修方法。以某一型号的凸轮轴原法兰孔尺寸为φ13+0.0270mm为例，在日常检修时发现左凸轮轴节1和右凸轮轴节2连接螺栓销松动，拆解后确定失效原因为法兰孔磨损严重，导致螺栓销安装间隙过大，因法兰孔磨损严重已无法铰孔修复。采用本镜像镗修方法对凸轮轴的法兰孔8进行镗削修复，具体步骤如下：

第一步，为便于调整，使用小于原法兰孔尺寸的螺栓销将凸轮轴中的两个凸轮轴节通过其法兰孔把合在一起，使用相应工装与量具（包括但不限于凸轮轴测量仪），按凸轮轴的凸轮相位角和安装轴颈跳动量，将两个凸轮轴节调正对接位置，紧固螺栓销对两个凸轮轴节固定。

第二步，如图1所示，利用等高尺在两个凸轮轴节上划设等高的水平找正线3，水平找正线3与凸轮轴节的轴向平行，每个凸轮轴节的两侧均划设有水平找正线3，且水平高度相同。拆卸下螺栓销，如图2、3所示，根据两个凸轮轴节相配合的法兰孔的对应关系标注成对的标记A-a，B-b,C-c,D-d,E-e,F-f,G-g,H-h；之后送至镗铣床数控系统进入加工工序。

第三步，在镗铣床工作台上放置等高V型块，将左凸轮轴节法兰面4和右凸轮轴节法兰面5朝向镗铣床主轴，放置于等高V型块上，调整两个凸轮轴节的位置和旋转角度，使凸轮轴节上的水平找正线3水平，并使同一凸轮轴节两侧的水平找正线3以及两个凸轮轴节上的水平找正线3处于同一水平高度，调整两个凸轮轴节的法兰面与镗铣床主轴距离一致，并与主轴垂直。使用百分表找正两凸轮轴节各安装轴颈中心高度，使高度差限制在0.01mm内，并保证两凸轮轴节的法兰安装平面与主轴垂直度在0.02mm内，装夹后复查上述找正要求。

第四步，在镗铣床上安装高精度巡边仪，按两凸轮轴节的法兰面安装台与安装孔，设定两凸轮轴节的中心坐标，并复查两中心点Y坐标值的找正误差是否在0.01mm内。如图4所示，将镗铣床数控系统的坐标系原点11设定在两个凸轮轴节法兰中心连线的中点，左右凸轮轴节法兰中心点距离坐标系原点11的距离均为q，则左凸轮轴节法兰中心点坐标点9为（-q,0），右凸轮轴节法兰中心点坐标点13为（q,0）。

第五步，在镗铣床主轴上安装φ15mm键槽铣刀，键槽铣刀的直径大于原法兰孔2mm。如图5、6所示，使用键槽铣刀以锪平面包容原孔的方式确定凸轮轴节上法兰孔的坐标，键槽铣刀锪平面包容原孔是以键槽铣刀的锪平直径范围能够包容待修复的法兰孔原孔及磨损量的包容方式。

具体过程为：启动主轴使键槽铣刀慢速旋转，在左凸轮轴节上法兰孔8的A孔位，通过键槽铣刀X轴Y轴坐标值的调整，使键槽铣刀旋转直径可以包容A孔位原孔。键槽铣刀锪平台14可以包容待修复法兰孔16，以此确定键槽铣刀锪平台中心17，此时键槽铣刀锪平台中心17坐标将代替依据原法兰孔15确定的待修复法兰孔中心18，形成新的法兰孔镗修坐标。值得注意的是，经后续镗修工作后得到的修复后法兰孔19与键槽铣刀锪平台14大小一致。再通过坐标镜像关系，将键槽铣刀移动至右凸轮轴节上法兰孔8的a孔位，保证刀具旋转直径也可以包容a孔位原孔，即可得到左凸轮轴节法兰孔坐标点10的坐标为A（-m，0），右凸轮轴节法兰孔坐标点12的坐标为a（m，0）。当法兰孔8的Y轴坐标不为0时，凸轮轴节法兰孔坐标点A-a坐标设定为A（-m，n）、a（m，n）。

按照此过程依次完成两个凸轮轴节上成对法兰孔B-b,C-c,D-d,E-e,F-f,G-g,H-h的孔位坐标设置。如果部分镗铣床数控系统中有坐标系镜像功能，可将左凸轮轴节法兰中心点6设置为G54，将右凸轮轴节法兰中心点7设置为G55，在完成左凸轮轴节1的坐标系中（A，B,C,D,E,F,G,H）点坐标设置后，直接镜像形成右凸轮轴节2坐标系中（a，b,c,d,e,f,g,h）点坐标。

第六步，整备粗精镗刀，粗镗刀调至φ14.5mm，精镗刀调至φ15+0.0270mm，按A-a，B-b,C-c,D-d,E-e,F-f,G-g,H-h的镗削顺序编制粗镗、精镗程序。首先安装粗镗刀，运行粗镗程序，按粗镗A孔后镗a孔的顺序，依次完成A-a，B-b,C-c,D-d,E-e,F-f,G-g,H-h孔的粗镗工序。然后安装精镗刀按精镗A孔后镗a孔的顺序，依次完成A-a，B-b,C-c,D-d,E-e,F-f,G-g,H-h孔的精镗工序。

第七步，完成检查后，拆卸工装，两个凸轮轴节送组装工序，并按镗孔尺寸定制螺栓销用于装配安装。

步骤5中确定的两个凸轮轴节上成对的法兰孔互为镜像的坐标，使键槽铣刀按照该坐标旋转加工的锪平面能够覆盖法兰孔8原孔位置并留有加工余量。

需要说明的是，上述实施例中未详细描述的部分均为现有技术。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而己，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明己以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种凸轮轴法兰孔镜像镗修方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1、将凸轮轴中的两个凸轮轴节通过其法兰孔连接，并调正对接位置；

步骤2、在两个凸轮轴节上划设等高的水平找正线（3），水平找正线（3）与凸轮轴节的轴向平行，每个凸轮轴节的两侧均划设有水平找正线（3），且水平高度相同；分别在两个凸轮轴节相配合的法兰孔上对应标注成对的标记；

步骤3、将两个凸轮轴节分开并放置在镗铣床上，两个凸轮轴节的法兰面均朝向镗铣床主轴，调整两个凸轮轴节的位置和旋转角度，使凸轮轴节上的水平找正线（3）水平，并使同一凸轮轴节两侧的水平找正线（3）以及两个凸轮轴节上的水平找正线（3）处于同一水平高度，调整两个凸轮轴节的法兰面与镗铣床主轴距离一致，并与主轴垂直；

步骤4、将镗铣床数控系统的坐标系原点设定在两个凸轮轴节法兰中心连线的中点；

步骤5、在镗铣床主轴上安装尺寸大于法兰孔（8）孔径的键槽铣刀，使用键槽铣刀以锪平面包容原孔的方式确定凸轮轴节上法兰孔的坐标，键槽铣刀旋转直径包容凸轮轴法兰孔（8）原孔位置，并使两个凸轮轴节上标记成对的两个法兰孔坐标互为镜像，依次确定两个凸轮轴节上各成对的法兰孔坐标点；

步骤6、在镗铣床主轴上安装镗刀，按照确定的坐标依次完成两个凸轮轴节上成对的法兰孔的镗修加工。

2.根据权利要求1所述的一种凸轮轴法兰孔镜像镗修方法，其特征在于：步骤1中按凸轮轴的凸轮相位角和安装轴颈跳动量，将两个凸轮轴节调正对接位置。

3.根据权利要求1所述的一种凸轮轴法兰孔镜像镗修方法，其特征在于：步骤1中使用小于原法兰孔尺寸的螺栓销将两凸轮轴节把合在一起，通过紧固螺栓销对两凸轮轴节固定。

4.根据权利要求1所述的一种凸轮轴法兰孔镜像镗修方法，其特征在于：步骤2中使用等高尺在两凸轮轴节上划设等高的水平找正线（3）。

5.根据权利要求1所述的一种凸轮轴法兰孔镜像镗修方法，其特征在于：步骤3中在镗铣床的工作台上放置等高V型块，将两凸轮轴节法兰面朝向镗铣床主轴，放置于等高V型块上。

6.根据权利要求1所述的一种凸轮轴法兰孔镜像镗修方法，其特征在于：步骤3中使用百分表找正两凸轮轴节各安装轴颈中心高度，高度差在0.01mm内。

7.根据权利要求1所述的一种凸轮轴法兰孔镜像镗修方法，其特征在于：步骤4中使用巡边仪测定两个凸轮轴节法兰中心点坐标。

8.根据权利要求1所述的一种凸轮轴法兰孔镜像镗修方法，其特征在于：步骤5中确定的两个凸轮轴节上成对的法兰孔互为镜像的坐标，使键槽铣刀按照该坐标旋转加工的锪平面能够覆盖法兰孔（8）原孔位置并留有加工余量。