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柴油机机座主轴承螺纹孔加工工装及方法

阅读:932发布:2021-12-02

专利汇可以提供柴油机机座主轴承螺纹孔加工工装及方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种柴油机机座主 轴承 螺纹 孔加工工装及方法,加工工装包括通用机床附件、专用机床附件、加工刀具、 钻杆 内冷却装置和多个低 碳 钢 材质的辅助镶 块 ,加工刀具包括钻孔刀具和丝锥刀具,辅助镶块填平哈夫斜面形成的凹档,钻杆内冷却装置套设在带内冷可转位 钻头 的钻杆中部上。方法包括以下步骤:1)制作辅助镶块并将其分别固定在柴油机机座两侧内的哈夫斜面上,2) 铣削 辅助镶块的上平面,3)更换专用机床附件依次加工沉孔和螺纹底孔,以及螺纹底孔的攻丝。本发明的辅助镶块填平柴油机机座内侧的哈夫斜面形成的凹档以及后续的钻孔与攻丝的工装和方法使得加工成本更低、效率更高、 质量 更好。,下面是柴油机机座主轴承螺纹孔加工工装及方法专利的具体信息内容。

1.一种柴油机机座主轴承螺纹孔加工工装,包括通用机床附件、专用机床附件、加工刀具和钻杆内冷却装置,加工刀具上端与机床附件主轴相连,机床附件上端与机床主轴相连,加工刀具包括钻孔刀具和丝锥刀具,钻孔刀具包括分别用于钻削沉孔和螺纹底孔的莫氏5号带内冷可转位钻头,丝锥刀具包括莫氏5号丝锥刀柄、丝锥接长杆和丝锥;其特征在于,还包括多个低材质的辅助镶,所述辅助镶块为端面形状是直三角形的三棱柱,所述三棱柱的形状分别与柴油机机座两侧内下凹的哈夫斜面形状匹配,直角三角形斜边平朝上地固定在柴油机机座内侧的哈夫斜面上,从而填平哈夫斜面形成的凹档;钻杆内冷却装置套设在莫氏5号带内冷可转位钻头的钻杆中部上。
2.如权利要求1所述的柴油机机座主轴承螺纹孔加工工装,其特征在于,所述专用机床附件的纵向一侧下部向专用机床附件的中心轴线方向内凹,所述内凹的侧面与柴油机机座内侧的轴承座开档侧面相邻。
3.如权利要求1所述的柴油机机座主轴承螺纹孔加工工装,其特征在于,所述钻杆内冷却装置包括供水环机构、驱动杆、档杆和外冷却软管,所述供水环机构定位在加长钻头的钻杆中部上;档杆上端垂直固定在机床附件下端面上,驱动杆一端与供水环机构固定连接,驱动杆另一端支撑在档杆下端中并与外冷却软管一端固定连接,外冷却软管另一端通冷却水源。
4.如权利要求3所述的柴油机机座主轴承螺纹孔加工工装,其特征在于,供水环机构包括供水环和两个密封圈,供水环的上下端分别套有垫圈,所述垫圈外分别设有嵌入钻杆的卡簧挡圈,从而将供水环定位在钻杆中部上;供水环内孔与钻杆间隙配合,供水环中部设有直径大于钻杆外径的储水槽,所述储水槽通过钻杆横孔与钻杆垂直冷却水道相通,驱动杆为管形,钻杆横孔一端与驱动杆一端相通;在储水槽的上下端外的供水环内孔孔壁上分别设置密封圈安装槽,密封圈嵌入密封圈安装槽中密封储水槽。
5.如权利要求4所述的柴油机机座主轴承螺纹孔加工工装,其特征在于,所述密封圈为O形密封圈。
6.一种使用如权利要求1所述的柴油机机座主轴承螺纹孔加工工装的方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)制作辅助镶块并将其分别固定在柴油机机座两侧内的哈夫斜面上
采用低碳钢材质加工制作多块辅助镶块,所述辅助镶块为端面形状是直角三角形的三棱柱,然后将三棱柱端面的直角三角形斜边朝上地点焊固定在柴油机机座内的哈夫斜面上,使辅助镶块填平哈夫斜面形成的凹档;多块辅助镶块两两成对地分别点焊固定在柴油机机座两侧内的哈夫斜面上;
2)铣削辅助镶块的上平面
在加工机床上安装通用机床附件,在通用机床附件下端一侧安装玉米铣刀;开动加工机床,用玉米铣刀逐个铣削辅助镶块的上平面,找平钻孔加工的基准面;
更换专用机床附件依次加工沉孔和螺纹底孔
在加工机床上更换专用机床附件,将加工沉孔的莫氏5号带内冷可转位沉孔钻头的莫氏5号柄部与专用机床附件主轴连接后加工沉孔,在沉孔加工完毕后再换装莫氏5号带内冷可转位底孔钻头加工螺纹底孔;在加工沉孔和加工螺纹底孔前,在对应的莫氏5号带内冷可转位钻头的钻杆中部安装供水环机构,接着安装驱动杆,使驱动杆一端与供水环相连,驱动杆另一端连接外冷却软管;加工沉孔和螺纹底孔时,分别通过冷却软管输水内冷对应的钻头;
对螺纹底孔攻丝加工
沉孔和螺纹底孔加工完后更换丝锥刀具,先将莫氏5号丝锥刀柄上端安装进专用机床附件主轴内,然后将莫氏5号丝锥刀柄下端依次与接长杆、丝锥刀具连接;开动加工机床,丝锥刀具完成螺纹底孔的丝锥加工。

说明书全文

柴油机机座主轴承螺纹孔加工工装及方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种大型焊接结构件中心凹档底部的螺纹孔加工装置,尤其是一种柴油机机座中心凹档底部的主轴承螺纹孔的加工工装及方法,属于金属切削加工技术领域。

背景技术

[0002] 柴油机机座(以下简称机座)是大型船用低速柴油机的重要部件,采用船用钢板与轴承座铸件焊接而成。机座位于大型船用低速柴油机的底部,其上部与机架固定连接,其底部固定在船舶内的安装座上。沿机座纵向中心线设置数个间隔相等且与机座纵向中心线垂直的主轴承座,用于支撑曲轴。主轴承盖两端分别通过拧入主轴承座螺纹孔中的数根连接螺钉与主轴承座固定连接。柴油机产生的动通过曲轴的旋转带动飞轮的旋转,来驱动工作机运转,完成柴油机动力的转移。因此,机座主轴承座螺纹孔的加工质量是关系到机座加工质量的关键工序。如图1所示,某系列船用低速柴油机的主轴承盖的安装面采用向下倾斜的直结构,主轴承螺纹孔200位于与平面倾斜25°的斜面上,机座100的哈夫斜面101位于机座上平面A以下1000mm左右的位置。主轴承螺纹孔200自上而下包括沉孔201、螺纹段202和底孔203,主轴承螺纹孔200的加工必须在不干涉机座上平面A和轴承座开档侧面B的前提下进行。由于主轴承螺纹孔200轴线与倾斜的哈夫斜面101成65°夹角,因此,在哈夫斜面101进行钻孔十分困难。目前常规的加工方法是在摇臂钻上通过钻模和莫氏接长杆加麻花钻头的方式加工,这种方式存在着以下缺陷
由于需要采用长径比超过20倍以上加长钻头钻孔,刀具刚性差、切削阻力大、转速慢、进给量小,严重影响加工效率。还需要安装多钻模板对加长钻头定位导向,增大了加工成本。加工步骤多、换刀频繁、劳动强度大。为了改善断屑及排屑效果,必须手动或程序控制断屑及排屑,进一步影响了加工效率。大长径比刀具钻孔时,刀具桡度加大严重影响底孔的孔壁质量,难以达到图纸要求。

发明内容

[0003] 本发明的目的是提供一种柴油机机座主轴承螺纹孔加工工装,以达到减少加工工步、简化操作步骤、提升加工效率和稳定加工质量的效果。
[0004] 本发明通过以下技术方案予以实现:一种柴油机机座主轴承螺纹孔加工工装,包括通用机床附件、专用机床附件、加工刀具、钻杆内冷却装置和多个低钢材质的辅助镶块,加工刀具上端与机床附件主轴相连,机床附件上端与机床主轴相连,加工刀具包括钻孔刀具和丝锥刀具,钻孔刀具包括分别用于钻削沉孔和螺纹底孔的莫氏5号带内冷可转位钻头,丝锥刀具包括莫氏5号丝锥刀柄、丝锥接长杆和丝锥;所述辅助镶块为端面形状是直角三角形的三棱柱,所述三棱柱的形状分别与柴油机机座两侧内下凹的哈夫斜面形状匹配,直角三角形斜边水平朝上地固定在柴油机机座内侧的哈夫斜面上,从而填平哈夫斜面形成的凹档;钻杆内冷却装置套设在莫氏5号带内冷可转位钻头的钻杆中部上。
[0005] 本发明的目的还可以通过以下技术措施来进一步实现。
[0006] 进一步的,所述专用机床附件的纵向一侧下部向专用机床附件的中心轴线方向内凹,所述内凹的侧面与柴油机机座内侧的轴承座开档侧面相邻。
[0007] 进一步的,所述钻杆内冷却装置包括供水环机构、驱动杆、档杆和外冷却软管,所述供水环机构定位在加长钻头的钻杆中部上;档杆上端垂直固定在机床附件下端面上,驱动杆一端与供水环机构固定连接,驱动杆另一端支撑在档杆下端中并与外冷却软管一端固定连接,外冷却软管另一端通冷却水源。
[0008] 进一步的,供水环机构包括供水环和两个密封圈,供水环的上下端分别套有垫圈,所述垫圈外分别设有嵌入钻杆的卡簧挡圈,从而将供水环定位在钻杆中部上;供水环内孔与钻杆间隙配合,供水环中部设有直径大于钻杆外径的储水槽,所述储水槽通过钻杆横孔与钻杆垂直冷却水道相通,驱动杆为管形,钻杆横孔一端与驱动杆一端相通;在储水槽的上下端外的供水环内孔孔壁上分别设置密封圈安装槽,密封圈嵌入密封圈安装槽中密封储水槽。所述密封圈为O形密封圈。
[0009] 一种使用柴油机机座主轴承螺纹孔加工工装的方法,包括以下步骤:1)制作辅助镶块并将其分别固定在柴油机机座两侧内的哈夫斜面上
采用低碳钢材质加工制作多块辅助镶块,所述辅助镶块为端面形状是直角三角形的三棱柱,然后将三棱柱端面的直角三角形斜边朝上地点焊固定在柴油机机座内的哈夫斜面上,使辅助镶块填平哈夫斜面形成的凹档;多块辅助镶块两两成对地分别点焊固定在柴油机机座两侧内的哈夫斜面上;
2)铣削辅助镶块的上平面
在加工机床上安装通用机床附件,在通用机床附件下端一侧安装玉米铣刀;开动加工机床,用玉米铣刀逐个铣削辅助镶块的上平面,找平钻孔加工的基准面;
3)更换专用机床附件依次加工沉孔和螺纹底孔
在加工机床上更换专用机床附件,将加工沉孔的莫氏5号带内冷可转位沉孔钻头的莫氏5号柄部与专用机床附件主轴连接后加工沉孔,在沉孔加工完毕后再换装莫氏5号带内冷可转位底孔钻头加工螺纹底孔;在加工沉孔和加工螺纹底孔前,在对应的莫氏5号带内冷可转位钻头的钻杆中部安装供水环机构,接着安装驱动杆,使驱动杆一端与供水环相连,驱动杆另一端连接外冷却软管;加工沉孔和螺纹底孔时,分别通过冷却软管输水内冷对应的钻头;
4)对螺纹底孔攻丝加工
沉孔和螺纹底孔加工完后更换丝锥刀具,先将莫氏5号丝锥刀柄上端安装进专用机床附件主轴内,然后将莫氏5号丝锥刀柄下端依次与接长杆、丝锥刀具连接;开动加工机床,丝锥刀具完成螺纹底孔的丝锥加工。
[0010] 本发明采用直角三角形端面的三棱柱形辅助镶块填平柴油机机座内侧的哈夫斜面形成的凹档,不需要采用先在哈夫斜面上铣削平面,再用加长杆钻头进行钻孔和攻丝的方法,从而使得加工成本更低、效率更高、质量更好。本发明使用的专用机床附件的纵向一侧下部向其中心轴线方向内凹的结构,使得专用机床附件的主轴能伸进机座的中心凹档内,从而避免了在哈夫斜面上进行主轴承螺纹孔加工时钻头受到机座两侧开档的干涉,因而不需加长钻头,提高了钻孔刀具的刚度,因而提高了孔壁钻削质量,且保证了有限空间内的钻孔和攻丝加工。本发明使用的钻杆内冷却装置,可将冷却水通过驱动杆输入到钻头中心的垂直冷却水道实现钻头的内冷,延长了钻孔刀具的使用寿命,提高了钻孔刀具的加工效率。
[0011] 本发明的优点和特点,将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释,这些实施例,是参照附图仅作为例子给出的。

附图说明

[0012] 图1是某系列船用低速柴油机机座的结构示意图;图2是本发明方法步骤2)的示意图;
图3是本发明方法步骤3)的示意图;
图4是本发明方法步骤4)的示意图;
图5是本发明钻杆内冷却装置的放大结构示意图。

具体实施方式

[0013] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
[0014] 如图2~图4所示,本实施例的柴油机机座主轴承螺纹孔加工工装包括通用机床附件1、专用机床附件2、加工刀具、钻杆内冷却装置3和多个低碳钢材质的辅助镶块4,加工刀具上端与机床附件主轴相连,机床附件上端与机床主轴相连,加工刀具包括钻孔刀具51和丝锥刀具52,钻孔刀具51包括分别用于钻削沉孔莫氏5号带内冷可转位钻头511,丝锥刀具52包括莫氏5号丝锥刀柄521、丝锥接长杆522和丝锥523。辅助镶块4为端面形状是直角三角形的三棱柱,三棱柱的形状分别与柴油机机座两侧内下凹的哈夫斜面101形状匹配,直角三角形斜边水平朝上地固定在柴油机机座内侧的哈夫斜面101上,从而填平哈夫斜面101形成的凹档。
[0015] 如图3所示,专用机床附件2的纵向一侧下部向其中心轴线方向内凹,内凹的侧面与柴油机机座1内侧的轴承座开档侧面B相邻。这样的结构使专用机床附件主轴21低于机座水平面A,从而可缩短带内冷可转位底孔钻头511和丝锥刀具52的长度,提高其刚度,进而提高主轴承螺纹孔200的钻孔和攻丝质量。
[0016] 如图5所示,钻杆内冷却装置3套设在莫氏5号带内冷可转位钻头511的钻杆中部上,包括供水环机构31、驱动杆32、档杆33和外冷却软管34。供水环机构31定位在莫氏5号带内冷可转位钻头511的钻杆5111中部上,包括供水环311和两个O形密封圈312,供水环311的上下端分别套有垫圈313,垫圈313外分别设有嵌入钻杆的卡簧挡圈314,从而将供水环311定位在钻杆5111中部上。供水环内孔3111与钻杆5111间隙配合,供水环311中部设有直径大于钻杆5111外径的储水槽3112,储水槽3112通过钻杆横孔5112与钻杆垂直冷却水道5113相通,驱动杆32为管形,钻杆横孔5112右端与驱动杆32左端相通。在储水槽3112的上下端外的供水环内孔3111孔壁上分别设置密封圈安装槽,O形密封圈312嵌入密封圈安装槽中密封储水槽3112,防止冷却水从储水槽3112的上下端泄漏
[0017] 档杆33上端垂直固定在机床附件下端面上,驱动杆32右端支撑在档杆33下端中并与外冷却软管34左端固定连接,外冷却软管34右端通冷却水源。钻孔时,冷却水依次通过外冷却软管34、驱动杆32、钻杆横孔5112进入钻杆5112的垂直冷却水道5113中内冷莫氏5号带内冷可转位钻头511,改善钻孔效果, 延长钻头的使用寿命。
[0018] 一种使用柴油机机座主轴承螺纹孔加工工装的方法,包括以下步骤:1)制作辅助镶块4并将其分别点焊固定在柴油机机座两侧内的哈夫斜面101上采用低碳钢材质加工制作多块辅助镶块4,辅助镶块4为端面形状是直角三角形的三棱柱,然后将三棱柱端面的直角三角形斜边朝上地点焊固定在柴油机机座内的哈夫斜面101上,使辅助镶块4填平哈夫斜面101形成的凹档;多块辅助镶块4两两成对地分别点焊固定在柴油机机座两侧内的哈夫斜面101上。
[0019] 2)铣削辅助镶块4的上平面如图2所示,在加工机床上安装通用机床附件1,在通用机床附件1下端左侧安装玉米铣刀5;开动加工机床,用玉米铣刀5逐个铣削辅助镶块4的上平面,找平钻孔加工的基准面。由于玉米铣刀5粗而短且用侧刃切削,刚度好,切削精度高,从而可以提高主轴承螺纹孔200的钻孔精度。
[0020] 3)更换专用机床附件依次加工沉孔和螺纹底孔如图3所示,在加工机床上更换专用机床附件,将加工沉孔201的莫氏5号带内冷可转位沉孔钻头的莫氏5号柄部与专用机床附件主轴21连接后加工沉孔201,在沉孔201加工完毕后再换装莫氏5号带内冷可转位底孔钻头511加工螺纹底孔203。在加工沉孔201和加工螺纹底孔203前,在对应的莫氏5号带内冷可转位钻头511的钻杆5111中部安装供水环机构31,接着安装驱动杆32,使驱动杆左端与供水环311相连,驱动杆32右端连接外冷却软管34。加工沉孔201和螺纹底孔203时,分别通过冷却软管34输水内冷对应的钻头。
[0021] 4)对螺纹底孔203攻丝加工如图4所示,沉孔201和螺纹底孔203加工完后更换丝锥刀具52,先将莫氏5号丝锥刀柄
521上端安装进专用机床附件主轴21内,然后将莫氏5号丝锥刀柄521下端依次与接长杆
522、丝锥刀具523连接;开动加工机床,丝锥刀具52完成螺纹底孔203的攻丝加工。
[0022] 除上述实施例外,本发明还可以有其他实施方式,凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案,均落在本发明要求的保护范围内。
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