发动机箱体零件加工的定位与夹紧.docVIP

发动机箱体零件加工的定位与夹紧发动机缸体、缸盖等零件的加工中，其定位面、定位孔的选取，夹具定位销、支承面、夹紧点的设定等工艺非常重要，国外一些机床制造商在这方面已经有了很多新的突破与创新。 缸体、缸盖是发动机五大件中的重要零件，加工精度要求高、工艺复杂是其加工过程中的主要特点，而加工中的定位面、定位孔，夹具的定位销、支承面、夹紧点等则是整个零件在加工过程中的重要组成部分，它们在各自的位置上起着重要的作用。销孔的尺寸设定、支承面的形状确定、夹紧装置的设计等其合理与否对这些箱体零件的输送、到位、夹紧、离开及加工尺寸的Cpk值能力保证等都起着决定性的作用。 目前，国外机床制造商在设计箱体零件加工的工艺时，在设备选用和夹具的设计上与我们传统的工艺有所不同，在很多方面均有了新的突破与创新。 工件定位面 在切削加工中，箱体零件的定位面有两种：毛坯零件浇铸面、毛坯零件切削加工面。 箱体毛坯零件一般采用熔模或砂模浇铸而成，毛坯的初始定位基准到型腔之间的相互位置尺寸较稳定准确。以毛坯零件的浇铸面作为工件加工定位面，当夹具采用合适的定位支承面时，一般能满足产品零件图的相关位置尺寸对毛坯基准的尺寸要求。 采用毛坯来定位时，一般多采用六点限制其自由度。而毛坯经过初始切削后，一般采用“一面两销”来定位，其定位面由1个大平面或2 4个错落的小平面组成。毛坯切削加工面以错落小面组成夹紧定位面时，由于零件外形的局限性，定位面往往不能采用一个大平面（如缸体的两侧面），加工时只能采用夹具的对应支承面的高低变化来达到加工时的支承夹紧平衡，完成加工箱体零件其余五个面上的面、孔加工内容。 最理想的工件定位是以三点来确定一个面，但有时往往这三个支承点会形成一个直角三角形，很难达到等腰三角形的理想形状。零件加工时虽然有一个大平面，但大平面很难确定三点定位，如汽缸体的油底壳面，由于中间是轴承孔带，夹紧设计中很难建立理想的三点来支承一个面。 一般情况下，人们也许会认为加工面只要用一把平面铣刀加工后，其加工面就是一个平面，但实际上，由于加工中，铣刀的起始、结束位置在受力上的差异、主轴精度的高低、加工材料的弹性变形存在局部差异等，加工面的平面度及平面纵横直线度均会有一定的误差。如果以四点来定位一个面，往往会导致定位时，有其中一点是有间隙的，即“三点硬，一点浮”。在夹紧过程中，夹紧的浮点以对角形式出现，一会此点硬而对角点浮，一会此点浮而对角点硬，造成加工中的部分尺寸出现不同程度的变化。为此，国外机床制造商目前在缸体底平面（油底壳面）定位时，粗加工采用四点定位，因为加工尺寸的公差值相对大一些，一般易满足加工尺寸要求；而精加工则采用三点定位，表面看还是四点定位，实际上有两点是通过桥式的夹具结构确定另一点，达到油底壳面四点均无间隙，使检测压力达到要求。粗、精加工的另外一种定位方式也是四点定位，但是采用的方式是三点硬，一点采用辅助支撑来达到定位大平面的效果。 切削加工中，还是同一零件，在同一台设备上，用同一牌号的铣刀盘切削加工，如果大平面的平面度不好，往往加工中的每一个零件几乎都是同一种状态，即大平面的高点永远是高点，低点永远是低点，而当桥式结构与辅助支撑支承其底平面时，其余加工尺寸的趋势也就能达到同一趋势，保证加工尺寸的稳定性。 夹具定位支承面 定位支承面的设计合理与否，直接影响到零件的夹紧及测量数据的结果是否正确。目前国外机床制造商在设备的定位支承面上，由原先简单的定位块（麻将块）→定位块带气孔检测孔→定位块由气孔检测孔变成冷却液孔，根据流量与压力来达到检测与冲洗的双功能作用（图1）的改进过程，以此检测功能来验证零件是否已经到位。在加工过程中起到夹具夹紧前的防错作用及清除定位块上的切屑作用，保证加工零件相对定位面的尺寸准确稳定。 ? 在支承面的面积上目前由比较大（麻将块大小）的支承面渐渐趋向于12mm×12mm或直径12mm左右的尺寸，以此降低定位时在支承面上的切屑存在频度。 当以已加工面来定位时，定位支承面一般采用带有检测孔（气孔或冷却液孔）的定位平面来支承定位。但在以毛坯浇铸面定位时，夹具定位支承面宜选择无检测孔的大圆弧球面。用毛坯定位夹紧时的压力，将毛坯的粗糙表面凸点挤压持平，这样可减少CMM（三座标）测量中的误差。如果采用有气孔检测或冷却液孔的支承面，当毛坯定位面受到夹具夹紧时，支承面上的检测孔周围与毛坯面发生挤压，而检测孔位置的小直径平面还是原粗糙毛坯面。当CMM测量探头打点时，一旦难以打到支承面的挤压位置，很可能直接打到检测孔位置。这样往往最后导致CMM测量数据难以真实反映机床的实际加工尺寸能力。 在某排量的缸盖OP10设备预验收时，工件以毛坯面定位，由于夹具的支承面结构不同，导致测量结果的完全不同。带有检测孔支承面加工的零件，其加工内容与毛坯基准的相关尺寸难以满足加工产品