改型后280搖臂軸座的加工工藝改進

高云巍 王永敏 常峰瑜

【摘 要】解決280柴油機的搖臂軸座因改型和材質(zhì)更換而引起的加工、工藝難題，應(yīng)用加工中心編程系統(tǒng)簡化加工過程。

【關(guān)鍵詞】搖臂軸座；加工中心；程序

引言

柴油機由連桿、曲軸、缸頭三大部分組成，而這三部分的協(xié)調(diào)一致運行，則是通過配氣機構(gòu)。柴油機配氣機構(gòu)的任務(wù)是保證柴油機的換氣過程按配氣正時的需求，準確無誤的進行；作為配氣機構(gòu)中傳動機構(gòu)的重要部件，搖臂軸座為搖臂的運動提供一個必要的支點，使搖臂按固定的回轉(zhuǎn)中心合理的運動軌跡搖動。這樣搖臂在搖動的過程中帶動氣往復(fù)運動，完成新鮮空氣的引入以及燃燒產(chǎn)物的排出，以保證工作循環(huán)的不斷進行，使柴油機順利工作。

搖臂軸座作為運動支點，要求有較高的強度。原來以合金鑄鐵為材質(zhì)的搖臂軸座已不能適應(yīng)要求，為了增加強度，改善配氣機構(gòu)的運動性能，將搖臂軸座的材質(zhì)由原來的合金鑄鐵改為42CrMo，原來的鑄造加工也改為模鍛加工，同時為了方便鍛造，搖臂軸座由原來的雙筋板結(jié)構(gòu)改為現(xiàn)在的單筋板結(jié)構(gòu)。

解決加工中問題的具體步驟如下：

1.定位面的選擇

改型前搖臂軸座有兩個筋板，且在兩筋板之間形成寬32mm的凹

槽，搖臂的底座的精加工完成后作為本道工序的定位精基準，利用兩筋板之間形成的凹槽，在凹槽下面加工兩個支撐針作為輔助支撐，利用夾具底板的兩個鉤形壓板和夾具上邊的移動壓板夾緊工件；由于鑄造工件安裝搖臂軸的軸孔兩側(cè)的毛坯厚度為75㎜，余量大，利用此種裝夾方式可以保證工件的加工要求。而改型為鍛件后，搖臂軸座是一個筋板且筋板的外形是圓輪廓形成的凸邊，搖臂軸孔的兩邊側(cè)面毛坯厚度僅為66㎜，比原鑄造件小9㎜，如果利用原來的裝夾定位方式就會造成工件定位不準確，嚴重時出現(xiàn)一邊不夠加工的現(xiàn)象。

根據(jù)現(xiàn)有情況，分別添加在筋板下邊的底座處和螺栓孔的一角銑出平面這一工序，利用精銑后的部位作為定位精基準，這樣可以實現(xiàn)工件在夾具中精確定位，相應(yīng)在原來的夾具上去掉一個支撐針，增加一個定位塊，以及在夾具底板上增加定位擋塊，這樣裝夾工件迅速可靠并實現(xiàn)精確定位，能在加工中保證工件的對稱度，準確達到加工要求，避免因工件放置偏差造成加工余量不足而出現(xiàn)廢品。

2.針對材質(zhì)導(dǎo)致的硬度變化，加工工藝的改變

安裝搖臂軸的軸孔兩邊側(cè)面部分尺寸為60h8（0-0.046）且相對工件的對稱軸線有對稱度要求，加工時要充分考慮尺寸精度和對稱度要求；這時利用加工中心數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺回轉(zhuǎn)定位精度高這一特點，采用先加工一面留0.2㎜精銑余量，然后將工作臺回轉(zhuǎn)180°，加工余下一面同樣留0.2㎜精銑余量，再將工作臺回轉(zhuǎn)180°，將先加工一面所留加工余量去除，余下一面加工方法同理。這樣就可以有足夠的時間消除因加工量大和材質(zhì)硬度高所造成的應(yīng)力集中所引起的變形，使加工出的工件完全符合工藝要求，保證加工質(zhì)量。

3.φ70㎜孔的加工過程

在加工搖臂軸的軸孔時由于是從毛坯孔開始加工所以切削量大，改形前的毛坯孔為φ60㎜需兩把擴刀，擴孔至φ69.7㎜直徑尺寸，然后用單刃鏜刀加工；而改形后安裝搖臂軸的軸孔最小部位直徑僅為φ55㎜，且硬度高，用兩把擴刀根本達不到φ69.7㎜的直徑尺寸，如果增加擴刀只能增加加工時間且耗費刀具，占用刀庫容量。根據(jù)以往的加工經(jīng)驗，并借鑒普通鏜床的工作方法，決定利用14×14×66㎜的高速鋼刀塊進行加工，在刀塊兩端分別磨出切削刃、兩切削刃在切削方向前后排列，相距約2～3㎜，然后將刀塊安裝在普通鏜刀桿上，將切削刃在后邊的那端尺寸調(diào)至φ69.7㎜；這樣，切削刃在前的那邊加工后的尺寸為φ62.5㎜左右，后面的切削刃又將這一尺寸擴至φ69.7㎜，在使用一把刀的情況下就可以完成半精鏜加工，既節(jié)省了加工時間、減少了刀具的消耗，也簡化了程序的編制。

4.φ22㎜螺栓深孔加工

搖臂軸座3個φ22㎜螺栓孔其中一個長度是170±0.5㎜屬于深孔加工，雖然鉆孔前也通過中心鉆鉆出定位孔，但因材質(zhì)硬且孔較深所以個別鉆通后會出現(xiàn)斜孔，對安裝造成影響。為了避免出現(xiàn)這種情況，準備采用從兩邊進行鉆孔的方法進行加工。在安裝夾具時考慮到加工、編程和坐標選用等要求，將夾具安裝在數(shù)控工作臺的回轉(zhuǎn)中心，將工作臺的回轉(zhuǎn)中心設(shè)在X軸的中點，既正對主軸所處的Y軸，這樣在工作臺回轉(zhuǎn)時00和1800面的X軸方向坐標就同為一個值，減少因坐標的誤差造成的兩孔對接出現(xiàn)偏差的可能性。

5.φ26㎜、φ38㎜孔加工

在加工φ26㎜孔時也采用φ22㎜孔的加工方法，先加工φ26㎜孔再加工φ38㎜孔，因為φ26㎜孔的加工需從φ38㎜孔通過，如果φ38㎜孔加工好了，φ26㎜孔直接從φ70㎜孔孔壁開始加工就會出現(xiàn)讓刀，所以不先加工φ38㎜孔的好處就是用φ26㎜鉆頭從φ38㎜孔鉆孔通過，然后以這個孔當(dāng)作定位套就不會出現(xiàn)讓刀，同時再加工φ38孔加工余量也小些，不會出現(xiàn)因加工直徑大而出現(xiàn)崩刀的現(xiàn)象。

總結(jié)

改形后280搖臂軸座的加工很好的利用了加工中心加工精度高、自動化程度高、工序集中等特點，不僅保證工件尺寸要求和形位公差，還節(jié)約了工時，對生產(chǎn)效率是一個很大的提高。

但280搖臂軸座的加工僅只利用了加工中心的一部分功能，離加工中心的充分利用還有很大的差距，仍有很多性能在這里沒有得到很好的應(yīng)用；在以后工藝的不斷探索過程中，加工方法將會有更大的改善，將加工中心的各項功能在生產(chǎn)中充分發(fā)揮，數(shù)控加工必然會取代各式機床成為生產(chǎn)中的主體。

參考文獻：

[1]12V280ZJ型柴油機搖臂軸座加工工藝

[2]?數(shù)控加工工藝及設(shè)備? 高等教育出版社

[3]?機械加工工藝設(shè)計手冊? 航空工業(yè)出版社

（作者單位：中車大連機車車輛有限公司

柴油機公司機械加工車間）