改型后280摇臂轴座的加工工艺改进

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　　【摘 要】解决280柴油机的摇臂轴座因改型和材质更换而引起的加工、工艺难题，应用加工中心编程系统简化加工过程。
　　【关键词】摇臂轴座；加工中心；程序
　　引言
　　柴油机由连杆、曲轴、缸头三大部分组成，而这三部分的协调一致运行，则是通过配气机构。柴油机配气机构的任务是保证柴油机的换气过程按配气正时的需求，准确无误的进行；作为配气机构中传动机构的重要部件，摇臂轴座为摇臂的运动提供一个必要的支点，使摇臂按固定的回转中心合理的运动轨迹摇动。这样摇臂在摇动的过程中带动气往复运动，完成新鲜空气的引入以及燃烧产物的排出，以保证工作循环的不断进行，使柴油机顺利工作。
　　摇臂轴座作为运动支点，要求有较高的强度。原来以合金铸铁为材质的摇臂轴座已不能适应要求，为了增加强度，改善配气机构的运动性能，将摇臂轴座的材质由原来的合金铸铁改为42CrMo，原来的铸造加工也改为模锻加工，同时为了方便锻造，摇臂轴座由原来的双筋板结构改为现在的单筋板结构。
　　解决加工中问题的具体步骤如下：
　　1.定位面的选择
　　改型前摇臂轴座有两个筋板，且在两筋板之间形成宽32mm的凹
　　槽，摇臂的底座的精加工完成后作为本道工序的定位精基准，利用两筋板之间形成的凹槽，在凹槽下面加工两个支撑针作为辅助支撑，利用夹具底板的两个钩形压板和夹具上边的移动压板夹紧工件；由于铸造工件安装摇臂轴的轴孔两侧的毛坯厚度为75㎜，余量大，利用此种装夹方式可以保证工件的加工要求。而改型为锻件后，摇臂轴座是一个筋板且筋板的外形是圆轮廓形成的凸边，摇臂轴孔的两边侧面毛坯厚度仅为66㎜，比原铸造件小9㎜，如果利用原来的装夹定位方式就会造成工件定位不准确，严重时出现一边不够加工的现象。
　　根据现有情况，分别添加在筋板下边的底座处和螺栓孔的一角铣出平面这一工序，利用精铣后的部位作为定位精基准，这样可以实现工件在夹具中精确定位，相应在原来的夹具上去掉一个支撑针，增加一个定位块，以及在夹具底板上增加定位挡块，这样装夹工件迅速可靠并实现精确定位，能在加工中保证工件的对称度，准确达到加工要求，避免因工件放置偏差造成加工余量不足而出现废品。
　　2.针对材质导致的硬度变化，加工工艺的改变
　　安装摇臂轴的轴孔两边侧面部分尺寸为60h8（0-0.046）且相对工件的对称轴线有对称度要求，加工时要充分考虑尺寸精度和对称度要求；这时利用加工中心数控回转工作台回转定位精度高这一特点，采用先加工一面留0.2㎜精铣余量，然后将工作台回转180°，加工余下一面同样留0.2㎜精铣余量，再将工作台回转180°，将先加工一面所留加工余量去除，余下一面加工方法同理。这样就可以有足够的时间消除因加工量大和材质硬度高所造成的应力集中所引起的变形，使加工出的工件完全符合工艺要求，保证加工质量。
　　3.φ70㎜孔的加工过程
　　在加工摇臂轴的轴孔时由于是从毛坯孔开始加工所以切削量大，改形前的毛坯孔为φ60㎜需两把扩刀，扩孔至φ69.7㎜直径尺寸，然后用单刃镗刀加工；而改形后安装摇臂轴的轴孔最小部位直径仅为φ55㎜，且硬度高，用两把扩刀根本达不到φ69.7㎜的直径尺寸，如果增加扩刀只能增加加工时间且耗费刀具，占用刀库容量。根据以往的加工经验，并借鉴普通镗床的工作方法，决定利用14×14×66㎜的高速钢刀块进行加工，在刀块两端分别磨出切削刃、两切削刃在切削方向前后排列，相距约2～3㎜，然后将刀块安装在普通镗刀杆上，将切削刃在后边的那端尺寸调至φ69.7㎜；这样，切削刃在前的那边加工后的尺寸为φ62.5㎜左右，后面的切削刃又将这一尺寸扩至φ69.7㎜，在使用一把刀的情况下就可以完成半精镗加工，既节省了加工时间、减少了刀具的消耗，也简化了程序的编制。
　　4.φ22㎜螺栓深孔加工
　　摇臂轴座3个φ22㎜螺栓孔其中一个长度是170±0.5㎜属于深孔加工，虽然钻孔前也通过中心钻钻出定位孔，但因材质硬且孔较深所以个别钻通后会出现斜孔，对安装造成影响。为了避免出现这种情况，准备采用从两边进行钻孔的方法进行加工。在安装夹具时考虑到加工、编程和坐标选用等要求，将夹具安装在数控工作台的回转中心，将工作台的回转中心设在X轴的中点，既正对主轴所处的Y轴，这样在工作台回转时00和1800面的X轴方向坐标就同为一个值，减少因坐标的误差造成的两孔对接出现偏差的可能性。
　　5.φ26㎜、φ38㎜孔加工
　　在加工φ26㎜孔时也采用φ22㎜孔的加工方法，先加工φ26㎜孔再加工φ38㎜孔，因為φ26㎜孔的加工需从φ38㎜孔通过，如果φ38㎜孔加工好了，φ26㎜孔直接从φ70㎜孔孔壁开始加工就会出现让刀，所以不先加工φ38㎜孔的好处就是用φ26㎜钻头从φ38㎜孔钻孔通过，然后以这个孔当作定位套就不会出现让刀，同时再加工φ38孔加工余量也小些，不会出现因加工直径大而出现崩刀的现象。
　　总结
　　改形后280摇臂轴座的加工很好的利用了加工中心加工精度高、自动化程度高、工序集中等特点，不仅保证工件尺寸要求和形位公差，还节约了工时，对生产效率是一个很大的提高。
　　但280摇臂轴座的加工仅只利用了加工中心的一部分功能，离加工中心的充分利用还有很大的差距，仍有很多性能在这里没有得到很好的应用；在以后工艺的不断探索过程中，加工方法将会有更大的改善，将加工中心的各项功能在生产中充分发挥，数控加工必然会取代各式机床成为生产中的主体。
　　参考文献：
　　[1]12V280ZJ型柴油机摇臂轴座加工工艺
　　[2]?数控加工工艺及设备? 高等教育出版社
　　[3]?机械加工工艺设计手册? 航空工业出版社
　　（作者单位：中车大连机车车辆有限公司
　　柴油机公司机械加工车间）
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