[資料]淺談柴油機(jī)排氣搖臂鉆模設(shè)計

1、淺談柴油機(jī)排氣搖臂鉆模設(shè)計許亞南（常州鐵道高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校機(jī)械工程系江蘇常州213011）摘 要：內(nèi)燃機(jī)車柴油機(jī)排氣搖臂零件上二孔的鉆、擴(kuò)、錢加工，為提高勞動生產(chǎn) 率，保證加工質(zhì)量，利用鉆模來進(jìn)行加工，主要闡述了鉆模的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案和使用中應(yīng) 注意的要點。關(guān)鍵詞：排氣搖臂；鉆模；結(jié)構(gòu)設(shè)計；使用1 前言隨著鐵路的大提速，線路上運行的高速機(jī)車及相應(yīng)鐵路配件的數(shù)量急劇 上升，我校實習(xí)工廠所承接的內(nèi)燃機(jī)柴油機(jī)配件排氣搖臂（如圖1所示，該 零件的作用是用來控制柴油機(jī)進(jìn)氣和排氣的。）生產(chǎn)批量也由原來的小批生 產(chǎn)轉(zhuǎn)向中批量生產(chǎn)，原來零件加工是釆用鉗工劃線以后在機(jī)床上根據(jù)鉗工所 劃線來找止加工，工件加工精度的保

2、證依靠工人的技術(shù)水平和工人勞動的認(rèn) 真程度，因此產(chǎn)品時常會出現(xiàn)質(zhì)量問題，并且工件在機(jī)床上裝夾調(diào)整困難， 工人勞動強度大，勞動生產(chǎn)率不能有效提高，其已不能適應(yīng)現(xiàn)在的生產(chǎn)規(guī)模。 為適應(yīng)生產(chǎn)需要，對零件的工藝規(guī)程進(jìn)行修訂，零件在機(jī)床上采用專用夾具 來加工，本文主要論述該零件上2個018的孔的鉆、擴(kuò)、較加工工序所用專 用夾具的設(shè)計過程。圖1柴油機(jī)排氣搖臂零件圖2零件的結(jié)構(gòu)分析通過對零件圖的工藝結(jié)構(gòu)分析可知，在本工序z前已完成了對。60孔及 該孔兩端面的加工，在銃床上完成了三面的加工，而該工序同時要完成兩端 2個018孔鉆、擴(kuò)、較加工，加工部位的加工要求主要有：(1) 2孔本身的精度。(2) 左邊的螺紋

3、底孔軸線與060孔前邊的端面距離為15. 5mm,與060 孔的中心距尺寸為116.50(3) 右邊的oisr25孔軸線與060孔的另一個端面距離為15. 5mm,與 60孔的中心距尺寸為153.5評o(4) 2孔中心與下平面的垂直度要求。對上述要求分析得到，中心距公差等級為it10級，垂直度公差為未注 公差，同時左邊孔為螺紋底孔，要求不高，右邊孔的公差等級為tt8級，因 此精度要求不高。工序基準(zhǔn)為060孑l、060孔的兩端面、兩端的下平面。 由于零件的結(jié)構(gòu)決定了兩端加工部位伸出長度較長，剛性差，加工時容易產(chǎn) 生變形和振動，影響加工精度，因此在夾具設(shè)計時要解決之。通過上述分析, 設(shè)計制作了如圖

4、2所示的鉆模，通過一次裝夾完成2個孔的鉆、擴(kuò)、較的加 工。3確定夾具定位方案3.1確定需要限制的自由度從加工耍求考慮，在工件上鉆通孔，在孔的長度方向上的移動自由度可 以不限制，其余的5個自由度是要限制的。但是為了承受切削力、簡化定位 裝置的結(jié)構(gòu)等方面的考慮，確定采用限制工件6個口由度，實現(xiàn)完全定位。3.2選擇定位基面和定位元件在選擇定位基面布置支承點限制自由度時，我們設(shè)計了 2種方案。第1 種以工件加工過的內(nèi)孔60畀彳設(shè)置2個支承點和在端面設(shè)置3個支承點定 位，在左端設(shè)置1個定位支承點限制1個自由度，這樣共限制工件6個自由 度，實現(xiàn)完全定位。第2種方案是利用082的外圓定位限制4個自由度，利

5、用端面定位限制1個自由度，在左端設(shè)置1個定位支承點限制1個自由度， 共限制6個自由度，實現(xiàn)完全定位。通過對上述這2種定位方案的分析比較 得出，第2種方案中采用的是毛坯表面作為主要定位表面，對保證加工精度 不利，并且夾緊機(jī)構(gòu)也不好設(shè)計。而第1種定位方案是利用加工過的表血作 為主要定位表面，對保證加工精度有利，并且也有利于夾緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計。綜 合考慮確定采用第1種定位方案。具體定位元件采用1臺階銷和一可調(diào)支承 來實現(xiàn)。臺階銷與夾具體利用定位銷、螺釘聯(lián)接。4確定夾具夾緊方案在確定夾具的夾緊方案時，根據(jù)工件的生產(chǎn)類型確定采用手動夾緊。根 據(jù)夾緊力的確定原則和夾緊機(jī)構(gòu)力求結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、便于制造和維修

6、, 確定工件的夾緊利用螺旋機(jī)構(gòu)來實現(xiàn)，在臺階銷軸的一端加工一螺栓，用螺 母、螺栓擰緊夾緊工件，為了便于快速裝卸工件，使用開口墊圈。由于右邊 的加工部位遠(yuǎn)離夾緊點，并且零件的剛性差，在加工過程中容易產(chǎn)生變形和 振動，影響零件的加工精度。所以，在右側(cè)設(shè)置一輔助支承，以提高剛性。 5確定夾具其他元件5.1確定夾具體夾具上的各種裝置和元件是通過夾具體連接成一個整體的，因此夾具體必須具有適當(dāng)?shù)木群统叽绶€(wěn)定性；有足夠的強度和剛度；有良好的結(jié)構(gòu)工 藝性；排屑方便；在機(jī)床上安裝穩(wěn)定可靠等性能。為此確定選用工藝性好， 具有較好的抗壓強度、剛度和抗振性的鑄造夾具體，材料為常用的ht200o 5.2確定鉆模板鉆模

7、板是用于安裝鉆套，并確定鉆套在鉆模上的正確位置。為此確定選 用結(jié)構(gòu)簡單、鉆孔精度高的固定式鉆模板。為使鉆模板在裝配時可調(diào)整位置, 鉆模板與夾具體采用螺釘和銷釘聯(lián)接。因為兩邊要加工，因此采用一塊整體 式鉆模板。5.3確定鉆套鉆套是用來引導(dǎo)刀具加工，以保證被加工孔的位置精度和提高工藝系統(tǒng) 的剛度。而本工序需完成對工件的鉆、擴(kuò)、較的加工，為了能在加工過程中 快速更換不同孔徑的鉆套，確定采用快換鉆套。鉆套導(dǎo)向孔的基本尺寸取刀 具的最大極限尺寸，鉆孔時其公差取f8,擴(kuò)孔時其公差取f7,較孔時其公 差取g7。鉆套的高度尺寸由于三者的孔徑尺寸沒有多大的變化，故取一樣的 尺寸，為20 mm。鉆套底部與工件表面

8、間的距離，為了排屑的方便和刀具的 剛度和孔的加工精度，確定為8 mm。綜上所述，確定了夾具的總體結(jié)構(gòu)，具體結(jié)構(gòu)如圖2所示。圖2柴油機(jī)排氣搖臂鉆模結(jié)構(gòu)圖1一夾具體 2可調(diào)支承 3鉆模板 4、6快換鉆套5定位芯軸 7輔助支承6夾具的使用方法(1) 在加工一批零件的第一個工件的時候，左邊可調(diào)支承要調(diào)整一次,調(diào)整時先擰松鎖緊螺母，調(diào)節(jié)可調(diào)支承的位置，使加工孔的下端面調(diào)到水平 為止，具體用百分表及表座進(jìn)行。調(diào)整完畢后，擰緊鎖緊螺母，在一批零件 的加工中，可調(diào)支承就作為固定支承用。(2) 右邊的輔助支承在加工每個零件時祁要調(diào)整一次，具體的調(diào)整過程為：零件加工完畢后，擰松的鎖緊螺母，并調(diào)節(jié)輔助支承向下使之與工件 脫開一定的距離，待加工好的工件卸下，裝上新工件并定位夾緊后，再調(diào)節(jié) 輔助支承向上與工件接觸，然后擰緊鎖緊螺母，起到提高剛性的作用后加工 工件。(3) 在加工工件時，鉆套的使用一定要準(zhǔn)確，鉆孔時要用鉆孔用的鉆套，擴(kuò)孔時要用