提高一面两销定位精度

东风发动机⼚实习⼼得（2）东风发动机⼚实习⼼得 实习期间，我们主要以产品类型为分类进⾏参观，下⾯我们以发动机部件车⾝加⼯标准件加⼯和变速箱为单位进⾏加⼯⼯艺和⽅法的介绍。

1.发动机 发动机分为五⼤件：缸体、缸盖、曲轴、连杆和凸轮轴。

发动机的系列有EQ6100、EQ6105、EQ4H和dci11等。

不同系列的发动机机构略有不同。

(1).曲轴的⽣产及加⼯⼯艺1.曲轴材料：48MnV(合⾦钢)――锻件⽑坯 2.曲轴结构：⽪带轮――前沿锋――齿轮肩――七个主轴颈(3对)――六个连杆颈(三对)――后油封(连杆颈：有六个连杆颈，分成三对，每对连杆颈间互成120度夹⾓;上⾯有油孔，第六组⼩端⾯为轴向基准，1、7主轴颈为径向基准。

) 3.曲轴加⼯⼯艺流程： (⼀)粗加⼯⼯序 1、粗车第4主轴颈---双顶尖定位，3、5主轴颈夹紧 ---⼑具：带磨层的主速钢---加⼯机器：专⽤卧式车床，共有4块⼑⽚，前后各2块---粗车第4主轴颈⽰意图---加⼯时间：3～4分钟(机标4分三⼗秒)---⼯件重量：成品⼤概120kg 2、粗磨第4主轴颈---磨床结构：前⾯为砂轮，后⾯为砂轮修整装置，⽤卡规实现在线测量尺⼨ 3、其余主轴颈的加⼯--以第4主轴颈为基准 4、数控精车(实亦为粗车) 1)精车1、3、4、6主轴颈，齿轮轴颈 2) 精车2、5、7主轴颈 5、对零件进⾏打号、标志加⼯机器：后油封打标机(型号：491 QT-274) 6、铣销6个连杆颈(数控内铣) 采⽤过定位：⽤顶尖定位，1、7组主轴夹紧，第⼀组连杆颈肩部的⾓向定位⾯定⾓度 7、钻孔位置：后油封端⾯上定位：夹紧1、7主轴颈⾓度分度定位，波销作⽤⽓动吸屑 8、2-7主轴颈上钻直油孔第1、7主轴颈，第1⼯艺孔定位，第6主轴⼩端⾯轴向定位 9、在连杆颈外圆上钻斜油孔钻床：60度钻床，⽤导向套定位斜油孔特点：与相邻主轴颈油孔接通，以传递润滑油 10、⽤台式钻床对所有油孔倒⾓除去外观⽑刺，防⽌热处理时出现孔⼝裂纹 (⼆)表⾯热处理⼯序 1、零件表⾯清洗 2、⽤U型感应器对表⾯进⾏淬⽕(局部) 主轴颈淬⽕连杆颈淬⽕处理后：HRC(洛⽒硬度) 达到55以上，淬硬层深3～5mm 之间 3、零件整体回⽕温度在260 左右，不⾼于310 在曲轴回⽕炉中进⾏ 4、零件表⾯喷丸处理⽤钢砂清理表⾯，以去除氧化层 5、中⼼孔修正⽤中⼼孔修正机修理热处理后中⼼孔的变形 6、相位⾓检测 (三)精加⼯⼯序 1、半精磨1、7主轴颈采⽤中⼼孔定位 2、在后油封端⾯上钻第2⼯艺孔采⽤中⼼孔定位夹紧，⽤第1连杆颈⾓度定位 3、精车第6主轴颈端⾯(正推⾯) 在左油封外圆上倒⾓ 4、精磨6个连杆颈 *第1、7主轴颈夹紧定位(偏⼼式夹紧)，第2⼯艺孔为⾓度定位 *直径长度测量(⽓动直径长度测量仪) 5、精磨2、4、7主轴颈中⼼孔定位，中⼼架保证尺⼨精度精磨3、5主轴颈 6、精磨第1主轴颈，齿轮轴颈，前油封轴颈 *⽤斜砂轮，以减少径向冲击⼒ *砂轮进给，砂轮与⼯件同时旋转 7、精磨后油封外圆精车后油封端⾯：夹紧前油封和第7主轴颈，第6主轴颈端⾯轴向定位 8、精车⽪带轮轴颈及端⾯中⼼孔定位 9、所有油孔⼝、倒⾓去⽑刺抛光――⼿动砂轮机 10、钻前后油封端⾯的底孔以第1、7主轴颈，第1连杆颈定位 11、攻丝(攻螺纹) 以第1、7主轴颈，第1连杆颈定位 12、零件表⾯的荧光磁粉探伤，检查零件表⾯裂纹(抽样检测) *磁粉探伤的原理及其主要特点：有表⾯或近表⾯缺陷的⼯件被磁化后，当缺陷⽅向与磁场⽅向成⼀定⾓度时，由于缺陷处的磁导率的变化，磁⼒线逸出⼯件表⾯，产⽣漏磁场，吸附磁粉形成磁痕。

卧式双面钻、扩孔专用机床的设计作者：薛补亮谢强吴倩君来源：《科技探索》2013年第11期摘要：本文按照组合机床的一般设计规律，对机体的加工工序进行分析，拟定刀具方案，设计主机方案及夹具等关键部件。

本机床已完成预验收，应用于生产实际。

经用户厂使用验证完全达到机体加工精度的要求，并满足生产率要求。

本机床的设计制造成功为专用钻扩机床的研制积累了宝贵的经验。

关键词：组合机床自动化专业钻扩孔机床1.卧式双面钻、扩孔专用机床概述随着汽车发动机技术日新月异的发展，机体结构形式也在不断的创新和优化，其孔系的加工要求也随之提高。

机体的孔加工若采用加工中心机床等柔性设备加工，从一边加工，不能完成所有孔的加工，需多次装夹，影响效率；若一次装夹，两边加工，大可提高加工精度、加工效率。

因此就有了卧式双面钻扩专用机床，并成了机体关键工序加工的关键设备。

2.机床方案设计2.1机床配置（1）机床的布局本机床采用双面卧式的布局形式，这种布局的特点是：机床以工件几何中心为中心近似对称布置，工件的主定位基准平行于水平面，动力滑台仅做水平直线运动；机床的轮廓高度较低，机床的敞开性比较好，方便工件的装卸和机床的维护；主轴箱的重力垂直作用于滑台上，滑台驱动力仅需克服切削力和摩擦力，所以滑台的运行稳定可靠而且容易掌控。

（2）机床的主要部件机床由夹具、中间底座、主轴箱、数控滑台、刀具、工具、检具以及冷却润滑等部件和电气、液压控制系统构成，夹具将在第三部分介绍。

2.2机床的工作循环手动将工件推入输送装置，输送装置油缸将工件输送到夹具内→液压插销→液压夹紧→输送装置退回左头：→左机械滑台开始快进（左主轴电机启动）→工进→工进终点采用双行程开关保护，确保发信可靠（死挡铁停留）→快退（主轴电机停止转动）；右头（加工四缸）：→右主轴电机启动→右机械滑台开始攻进→快进→工进→快进→工进→快退（主轴电机停止转动）；右头（加工三缸）：→右机械滑台开始快进（右主轴电机启动）→工进→快（主轴电机停止转动）；左右滑台快退结束后→液压拔销→液压夹紧放松→输送装置油缸将工件拉出→进入下一个循环。

Equipment Manufactring Technology No.5, 2008收稿日期:2008-02-12作者简介:孔柱新 (1971— , 安徽省舒城县人, 常州机电职业技术学院教师, 研究方向为机械制造及其自动化。

一面两孔的定位分析与计算孔柱新(常州机电职业技术学院, 江苏常州 213164摘要:阐述了一面两孔的概念, 分析了定位元件所限制的自由度数, 以及处理过定位的方法, 介绍了两种一面两孔定位方式, 比较了两者的优缺点, 侧重分析了后一种定位方式, 并给出了计算实例。

关键词:一面两孔; 过定位; 圆柱销; 削边销; 定位误差中图分类号:TH12文献标识码:A文章编号:1672-545X (2008 05-0060-031自由度分析一面两孔定位是工件以一个平面和两个与平面垂直的孔作为定位基准的组合定位方式, 定位元件为一个平面和两个定位销,俗称一面两销定位, 是生产中典型而常用的定位方式。

如加工箱体、杠杆、盖板等。

工件以一面两孔定位, 必须正确处理过定位问题。

如图 1所示, 分析各定位元件所限制的自由度。

支撑板限制工件 !X 、!Y 、 !Z 三个自由度, 圆柱销 1限制工件的 X " 、 Y " 两个自由度, 圆柱销 2限制工件的 !Z 、 X " 两个自由度, 两个定位销重复限制了 X " 自由度, 出现过定位。

当两圆柱孔中心距在一定公差范围内变化时, 其中心距最大是 L+! L D ,最小是 L-! L D , 当这样一批工件以两孔定位装入夹具的定位销时, 最不利的就是出现如图 2所示那样, 工件根本无法装进的情况。

由于销心距和孔心距都在规定公差范围内变化, 因此只要改变销 2的尺寸偏差或结构形状, 就可补偿中心距的变动量, 消除因重复限制 X " 自由度所引起工件装不进的问题。

图 2自由度分析2以两个圆柱销及平面支撑定位当选用两个圆柱销作为定位元件时, 可以采用两种方案来解决工件可能放不进去的问题。

在确定工艺方案之前，合理地选择工件定位基准对保证加工中心的加工精度，提高加工中心的应用效率有着决定性的意义，所选基准应能保证工件定位准确，装卸方便、迅速，夹紧可靠，且夹具结构简单。

在研究工件在夹具中的定位时，容易产生两种错误的理解一种错误的理解认为：工件在夹具中被夹紧了，也就没有自由度而言，因此，工件也就定了位。

这种把定位和夹紧混为一谈，是概念上的错误。

我们所说的工件的定位是指所有加工工件在夹紧前要在夹具中按加工要求占有一致的正确位置，而夹紧是在任何位置均可夹紧，不能保证各个工件在夹具中处于同一位置。

另一种错误的理解认为工件定位后，仍具有沿定位支承相反的方向移动的自由度，这种理解显然也是错误的。

因为工件的定位是以工件的定位基准面与定位元件相接触为前提条件，如果工件离开了定位元件也就不成为其定位，也就谈不上限制其自由度了。

至于工件在外力的作用下，有可能离开定位元件，那是由夹紧来解决的问题。

那么在实际操作中，加工中心工件定位技巧有哪些呢？技巧一：当在加工中心上无法同时完成包括设计基准在内的工位加工时，应尽量使定位基准与设计基准重合。

同时还要考虑用该基准定位后，一次装夹就能够完成全部关键精度部位的加工。

一般将加工中心上完成的工序安排在最后。

技巧二：当在加工中心上既加工基准又完成各工位的加工时，其定位基准的选择需考虑完成尽可能多的加工内容。

为此，要考虑便于各个表面都被加工的定位方式，如对于箱体，最好采用一面两销的定位方式，以便刀具对其他表面的加工。

技巧三：工件坐标系原点即“编程零点”与零件定位基准不一定非要重合，但两者之间必须要有确定的几何关系。

工件坐标系原点的选择主要考虑便于编程和测量。

对于各项尺寸精度要求较高的零件，确定定位基准时，应考虑坐标原点能否通过定位基准得到准确的测量，同时兼顾测量方法。

技巧四：尽量选择零件上的设计基准作为定位基准。

即加工中心上使用的各个定位基准应在前面普通机床或加工中心工序中加工完成，这样容易保证各个工位加工表面相互之间的精度关系，而且，当某些表面还要靠多次装夹或其他机床完成时，选择与设计基准相同的基准定位，不仅可以避免因基准不重合而引起的定位误差，保证加工精度，且可简化程序编制。

3.2粗、精铣φ32上平面夹具设计本夹具主要用来粗、精铣上平面。

由于加工本道工序的工序简图可知。

粗、精铣上平面时，粗糙度要求 6.3a R m μ=，上平面与下平面有平行度要求,并与工艺孔轴线分别垂直度的要求，本道工序是对传动箱上平面进行粗精加工。

因此在本道工序加工时，主要应考虑提高劳动生产率，降低劳动强度。

同时应保证加工尺寸精度和表面质量。

3.2.1定位基准的选择由零件图可知工艺孔的轴线所在平面有垂直度的要求，从定位和夹紧的角度来看，本工序中，定位基准是下平面，设计基准也是要求保证上、下两平面的平行度要求，定位基准与设计基准重合，不需要重新计算上下平面的平行度，便可保证平行度的要求。

在本工序只需保证下平面放平就行，保证下平面与两定位板正确贴合就行了。

为了提高加工效率，现决定用两把铣刀的上平面同时进行粗精铣加工。

同时进行采用手动夹紧。

3.2.2定位元件的设计本工序选用的定位基准为一面两销定位，所以相应的夹具上的定位元件应是一面两销。

因此进行定位元件的设计主要是对固定挡销和带大端面的短圆柱销进行设计。

根据参考文献[11]带大端面的短圆柱销的结构尺寸参数如图所示。

带大端面的短圆柱销根据参考文献[11]固定挡销的结构如图所示。

固定挡销3.2.3定位误差分析本夹具选用的定位元件为一面两销定位。

其定位误差主要为：销与孔的配合0.05mm，铣/钻模与销的误差0.02mm，铣/钻套与衬套0.029mm 由公式e=(H/2+h+b)×△max/H△max=(0.052+0.022+0.0292)1/2=0.06mme=0.06×30/32=0.05625可见这种定位方案是可行的。

3.2.4铣削力与夹紧力计算本夹具是在铣床上使用的，用于定位螺钉的不但起到定位用，还用于夹紧，为了保证工件在加工工程中不产生振动，由计算公式F j=F s L/(d0tg(α+ψ1’)/2+r’tgψ2) 式（3.2）F j－沿螺旋轴线作用的夹紧力F s－作用在六角螺母L－作用力的力臂(mm)d0－螺纹中径(mm)α－螺纹升角(゜)ψ1－螺纹副的当量摩擦(゜)ψ2－螺杆(或螺母)端部与工件(或压块)的摩擦角(゜)r’－螺杆(或螺母)端部与工件(或压块)的当量摩擦半径(゜)根据参考文献[6]其回归方程为F j＝k t T s其中F j－螺栓夹紧力(N)；k t－力矩系数(cm－1)T s－作用在螺母上的力矩(N.cm)；F j =5×2000=10000N3.2.5夹具体槽形与对刀装置设计定向键安装在夹具底面的纵向槽中，一般使用两个。