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曲軸斜油孔加工工藝參數的計算與應用

作者： 2013年07月22日 來源： 瀏覽量：
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圖1圖21前言曲軸斜油孔是曲軸機加工的重要工序之一。由于斜油孔相對于公共平面呈斜交狀態，給技術人員的設計與計算增添了一定難度。特別是當今新產品開發相當多，這就要求技術人員的設計速度加快。不同型號的曲軸軸
   

圖1

圖2

1 前言

曲軸斜油孔是曲軸機加工的重要工序之一。由于斜油孔相對于公共平面呈斜交狀態，給技術人員的設計與計算增添了一定難度。特別是當今新產品開發相當多，這就要求技術人員的設計速度加快。不同型號的曲軸軸頸檔寬、間距、回轉半徑和軸頸尺寸不相等，這都給斜油孔的加工工藝參數帶來變化，計算比較繁瑣容易出錯。基于上述問題，筆者結合長期的設計實踐，總結出一套通用計算公式，供讀者參考。

2 曲軸斜油孔加工工藝參數

  1. 工藝參數 如圖1所示，曲軸斜油孔加工一般采用臥式布置，鉆頭處于水平位置。曲軸的定位是以曲軸兩端主軸頸為基準，放到兩個等高V形塊上，連桿頸放到定位塊上，夾緊后就可加工。需要確定的各工藝參數為斜油孔中心線處于水平位置時的工藝墊高H；鉆斜油孔用鉆頭鈾心線的工藝高度尺寸h；鉆頭軸心線與曲軸公共軸線之間的夾角b1，b2等；用以確定鉆頭長度和行程長度的斜油孔實長S1，S2等；用以確定鉆頭軸心線實際高度h實和工藝實際墊高H實的定位高度T。
  2. 基本參數 如圖2所示工藝提供了有關斜油孔的已知參數。
    在第Ⅰ部分有：主軸頸工序直徑D，連桿頸工序直徑d；連桿頸軸線回轉半徑R；斜油孔兩孔中心在曲軸公共軸線方向的距離L。
    在第Ⅱ部分有：斜油孔兩孔口中心有關參數：角度g、距離a。

3 工藝參數計算公式的推導

如圖2所示，Ⅱ是Ⅰ的右視圖．Ⅲ是Ⅱ的變換投影俯視圖。Ⅱ、Ⅲ兩部分為簡略畫法。在圖2Ⅱ中，O\'為連桿頸中心，O為主軸頸中心。對比圖1與圖2Ⅱ，可知H=KM，h=OF。BC為斜油孔中心線，是一條空間直線。圖2Ⅲ中，A\'C\'是BC的投影線，為斜油孔的實際軌跡線。鉆頭與曲軸公共軸線的夾角b。
在Rt?ABC中
tga=tg∠ABC= R+a+b = R+a+dcosg/2 = 2R+2a+dcosg
AB (D2/4-a2)?+dsing/2 (D2-4a2)?+dsing
a=arctg 2R+2a+dcosg
(D2-4a2)?+dsing
 (1)
BC= AC = R+a+dcosg/2 = R+a+dcosg
sing sing 2sing
 (2)
在Rt?OO\'M中
H=KM=OO\'·cos∠OO\'M-d/2=Rcosa-d/2 (3)
在Rt?COF中
∠OCF=∠DCF-∠OCD=a-arcsin(2a/D)
h=OF=OC·sin∠OCF=Dsin[a-arcsin(2a/D)]/2 (4)
在Rt?A\'B\'C\'中
b= A\'B\' = R+a+dcosg/2 = 2R+2a+dcosg
B\'C\' Lsina 2Lsina
b=arctg 2R+2a+dcosg
2Lsina
 (5)
實長S=A\'C\'=L/cosb (6)


圖3
定位高度丁的計算公式推導如圖3所示，已知：D為曲軸主軸頸工序直徑尺寸；av為V形塊兩限位基面間夾角；H為V形塊的高度；N為V形塊的開口尺寸。
T=Hv+OC=Hv+(OE-CE)
在Rt?OEB中
OE=OB/sin av =D/(2sin av )
2 2
在Rt?CAE中
CE=AC/tg av =N/(2tg av )
2 2
因此，T=Hv+ 1 (D/sin av -N/tg av )
2 2 2
 (7)
工藝實際墊高為
H實=H+T=H+Hv+ 1 (D/sin av -N/tg av )
2 2 2
 (8)
鉆頭軸心線實際高度
h實=T±h=Hv+ 1 (D/sin av -N/tg av )±h
2 2 2
 (9)
式(9)中“+”號用于連桿斜油孔口中心高于公共軸線的清況，“-”號用于連桿斜油孔口中心低于公共軸線的情況。

4 實例計算

以柳發4105Q曲軸為例(本例屬一般情況)。己知：D=?75.5 mm(工序尺寸)；d=?65.7mm(工序尺寸)；g=50°；a=15mm；L1=L2=L3=L4=66mm(四個斜油孔)。V形塊的設計尺寸：av=90°，Hv=110mm，N=80mm。
  1. 求中間量a和T 由式(1)得
    a=arctg 2×60+2×15+65.7cos50° =58.1087°
    (75.52-4×152)?+65.7sin50°
    由式(7)得
    T=110+ 1 (75.5/sin 90° -80/tg 90° )=123.39mm
    2 2 2
  2. 求工藝實際墊高H實 由式(3)得
    60×cos58.1087°-65.7/2=-1.15mm
    因此由式(8)得
    H實=-1.15+123.39=122.24mm
  3. 求鉆頭軸心線實際高度h實 由式(4)得
    75.5sin(58.1087-arcsin 2×15 /2=21.49mm
    75.5
    因此由式(9)得
    h實=(123.39±21.49)mm
  4. 求鉆頭軸心線與曲軸公共軸線的夾角b 由式(5)得
    b1=b2=b3=b4=arctg 2×60+2×15+65.7cos50° =59°45\'25"
    2×66×sin58.1087°
  5. 求斜油孔實長 由式(6)得
    S1=S2=S3=S4= 66 =131.04mm
    cos59°45\'25"

5 結束語

應用本文公式計算所得的工藝參數，應用干我公司YT4102QI和柳發4105Q曲軸的斜油孔加工結果完全符臺圖紙要求。
應用該公式還可對老產品工藝進行驗證。
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