一种大功率柴油机缸盖的加工方法和装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于一种大功率柴油机缸盖的加工方法和装置。
[0002]
【背景技术】
[0003]中高速大功率柴油机缸盖，俗称为柴油机的“心脏”，它是典型的加工要素密集型零件。它上有喷油器孔，起动阀孔，安全阀孔，进、排气阀座孔，气阀导管孔，阀桥导杆孔，进气通道和排气通道等，还有各种形式的冷却水孔、高压油管孔以及与缸体连接时起定位和连接的销孔、螺纹孔、螺栓孔等。缸盖要求所有的定位面、接触面和各类孔系完全加工，其中喷油器孔，起动阀孔，安全阀孔，进、排气阀座孔，气阀导管孔，阀桥导杆孔等尺寸精度在6级、表面粗糙度0.63 μπι?0.8 μm、孔系间的同轴度在0.02mm?0.04mm,形位公差以及表面质量要求都很高，冷却水孔、高压油管孔都有精度要求。这就造成了缸盖加工周期长、效率低、加工难度大的技术特点。
[0004]传统的缸盖加工工艺流程:粗车上下面(立车)一划上下面中心十字线(划线平台)—钻铰下平面定位孔(钻床、钻模)一精车上平面，钻铰上平面孔(车床)一钻铰上平面辅助孔(钻床、钻模)一精车下平面及钻铰下平面孔(车床)一铣四周面和进气面、钻铰四周孔一装阀座、导管、螺塞，水压试验。
[0005]传统的缸盖加工依靠多台普通机床加工，起吊、装夹、找正等辅助时间长，且由于多次变更定位基准导致缸盖上的阀座孔、导管孔的形位公差精度低，其加工方法是:先以粗车的上平面为基准加工下平面定位孔，加工上平面弹簧座圈孔和导管孔，再以下平面为基准加工上平面辅助孔，加工下平面阀座孔。4个孔系的加工就需要倒4回基准，累积误差大，且每次加工工人都必需吊装缸盖，重新定位、装夹和对刀。劳动强度大，操作复杂，生产辅助时间长，生产效率低下。而且精加工后的部位在多次吊装中容易发生磕碰，造成无法挽回的损失。
【发明内容】
[0006]本发明所要解决的技术问题是提供一种大功率柴油机缸盖的加工装置和方法，以解决现有的装置存在的问题。
[0007]本发明解决上述技术问题所采取的技术方案如下:
一种大功率柴油机缸盖的加工装置，包括:圆柱销(1)、支承块(2)、第一定位块(3)、第二定位块(4)、顶紧块(5)、夹紧块(6)和键(7)，其中，圆柱销一端与夹具过盈连接，另一端与机床工作台小间隙配合，以保证夹具体的中心与机床工作台中心重合；
支承块设置为四个，且靠螺钉固定在夹具体上，四个支承块安装好后形成零件的定位基准面，所述第一定位块(3)有两件、第二定位块(4)有一件，安装在夹具体上后限制零件的旋转自由度，且第一定位块(3)参与定位的基准面连线应与夹具的制造基准相平行与支承块形成的支承基准相垂直，第二定位块(4)的基准面应与支承块形成的支承基准相垂直。
[0008]进一步地，优选的结构是，所述顶紧块将零件顶紧在定位块上，以保证零件的位置精度，提高零件与夹具体和机床工作台的同轴度，减少因零件与机床工作台不同轴时产生的旋转误差；所述夹紧块与连接螺栓、螺母共同作用，以保证零件在加工中位置的可靠性和稳固性，减少因零件在加工中由于切削震动等因素引起的加工风险。
[0009]进一步地，优选的结构是，所述键固定在夹具体上，与圆柱销共同限制夹具体自身的旋转自由度。
[0010]进一步地，优选的结构是，定位块不干涉零件加工。
[0011]进一步地，优选的结构是，四个支承块形成的平面有较高的平面度在0.02_内。
[0012]一种大功率柴油机缸盖的加工方法，基于以上加工装置，其中，包括以下加工步骤:
步骤1:先将夹具体通过定位销和键与机床工作台定位连接，夹具中心与机床工作台中心同轴，后将缸盖的侧基准放置在夹具体的支承块上并保证缸盖的下平面、侧面分别与定位块贴合，在顶紧块的作用下使缸盖下平面与定位块间无间隙，此时缸盖相对机床主轴位置固定，在夹紧块、连接螺栓、螺母的共同作用下，将缸盖牢固、可靠地固定在夹具体上，之后通过数控程序来控制机床主轴位移和刀具替换，实现缸盖上平面的弹簧座圈孔、导管孔、阀桥导管孔、定位销孔的加工，加工完毕，刀具复位；
步骤2:缸盖连同夹具体随机床工作台旋转180°，在数控程序的控制下加工缸盖下平面的阀座孔、定位销孔，这样在一次装夹下，利用同一基准完成了对缸盖上、下面孔系的精加工，保证了零件上各孔系间的位置精度和形位公差，加工内容高度集中。
[0013]本发明采取了以上方案以后，能够提高缸盖加工工艺的稳定性和生产效率，提高缸盖产品质量，该加工方法适合大型、加工要素密集的箱体类零件的加工，其结构简单、使用范围广、操作方便、便于推广使用。
[0014]本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
【附图说明】
[0015]下面结合附图对本发明进行详细的描述，以使得本发明的上述优点更加明确。其中，
图1a-1c是本发明大功率柴油机缸盖的加工装置中夹具体的结构示意图；
图2是本发明大功率柴油机缸盖的加工装置中圆柱销的结构示意图；
图3a_3c是本发明大功率柴油机缸盖的加工装置中第一定位块的结构示意图；
图4a_4b是本发明大功率柴油机缸盖的加工装置中第二定位块的结构示意图。
[0016]
【具体实施方式】
[0017]以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。
[0018]具体来说，本发明的目的在于克服上述技术中的不足，为卧式加工中心设计专用定位夹具，在卧式加工中心上实现一次装夹同时实施阀座孔、导管孔、阀桥导管孔、定位销孔的精加工，减少定位、找正、装夹误差，提高缸盖加工工艺的稳定性和生产效率，提高缸盖产品质量。本加工方法适合大型、加工要素密集的箱体类零件的加工，其结构简单、使用范围广、操作方便、便于推广使用。
[0019]其中，在一个实施例中，所使用的卧式加工中心DMC125H，机床工作台尺寸800mmX 1000mm,最大工件回转直径1250mm，工作台最大承重1500 kg。该机床为德国本土制造，机床具有良好的动态、静态、热态刚性和稳定性，能在一次装夹下完成钻、扩、?父、键、刚性攻丝、铣削等加工。数控系统为SIEMENS840D，伺服驱动装置性能可靠。机床X、Y、Z轴定位精度为0.008mm，B轴回转精度为7"，X、Y、Z轴重复定位精度< 0.005mm，B轴重复回转精度为<4"，主轴锥孔端部300mm处的径向跳动< 0.01mm，机床工作台旋转精度为0.001°，刀库容量为60把，最大刀具长度650mm。该设备工序高度集中，一次装夹，可以完成缸盖重要孔系的精加工，可以节省工艺装备、缩短生产准备周期，保证零件加工质量，提高生产效率。
[0020]卧式加工中心配有专用夹具，专用夹具外形尺寸为520mmX850mmX720mm，有Z向等高支承板和X、Y向定位块，使零件的6个自由度完全定义。夹具结构见图1。
[0021]其中，如图la、lb、lc、2、3a、3b、3c、4a和4b所示，一种大功率柴油机缸盖的加工装置，包括:圆柱销(1)、支承块(2)、第一定位块(3)、第二定位块(4)、顶紧块(5)、夹紧块(6)和键(7)，其中，圆柱销一端与夹具过盈连接，另一端与机床工作台小间隙配合，以保证夹具体的中心与机床工作台中心重合；
支承块设置为四个，且靠螺钉固定在夹具体上，四个支承块安装好后形成零件的定位基准面，所述第一定位块(3)有两件、第二定位块(4)有一件，安装在夹具体上后限制零件的旋转自由度，且第一定位块(3)参与定位的基准面连线应与夹具的制造基准相平行与支承块形成的支承基准相垂直，第二定位块(4)的基