16RK270型船用柴油机传动箱划线创新.pdf

年 月第 期中国重型装备 .型船用柴油机传动箱划线创新陈仁平(中车大连机车车辆有限公司辽宁 大连)摘要:传动箱是 型船用柴油机传动机构的零部件其形体较大铸造过程中产生的偏差会造成待加工孔系的加工余量不足和毛坯形体的改变 而不规范的划线操作加工后的成品传动箱将使箱体内的零件无法顺利装配 本文对 型船用柴油机传动箱划线工艺设计和划线创新操作法进行详解并用预后理论来规避产生废品的风险 关键词:型船用柴油机传动箱划线创新先进操作法立体划线预后理论 中图分类号:文献标志码:.:收稿日期:作者简介:陈仁平()男高级技师内训讲师主要从事各种柴油机零部件的划线及加工工艺工作 型船用柴油机是一种增压、中冷、高功率、四冲程技术先进的中速柴油机功率覆盖面达.市场需求大 传动机构是将一部分曲轴动能通过齿轮传递给保证柴油机正常工作所必须的附件 传动箱作为传动机构的零部件(见图)将发动机的输出扭矩传输到船舶的轴系上面而使船舶前进 传动箱可以起到减少振动、降低噪音、保护船舶结构以及提高船舶安全性的作用 传动箱体积不能过大过大的传动箱既增加了整机的重量又增大了整机的体积 为了减小传动箱的体积和重量箱体内部的空间不能太大各种零件装配后剩余的空间已经很小了 因此划线创新及其操作法是保证成品传动箱质量的关键 传动箱主要技术参数 型船用柴油机传动箱为铸铁材质整体铸造件用于安装油泵、水泵、检查孔盖、输出轴、密封结构等 安装孔分布在箱体的顶面上各孔的尺寸精度和形位精度要求很高 传动箱检查孔孔径的尺寸公差为 .孔的形位公差是孔的加工表面与设计的基准平面即箱体的顶面垂直度为.表面粗糙度为.两个安装主动齿轮孔径的尺寸公差为轴孔公差.两个安装从动齿轮的孔径尺寸公差为轴孔公差.上述 个安装孔的形位公差是孔径的加工表面到基准平面的垂直度为.表面粗糙度.底面形位公 差 是 到 顶 面 的 平 行 度 公 差为.表面粗糙度为.图 型船用柴油机传动箱装配图 划线难点分析()型船用柴油机传动箱形体较大铸造过程中产生的尺寸偏差和形状偏差也相对较大造成待加工孔系的加工余量不足给划线中国重型装备陈仁平:型船用柴油机传动箱划线创新 年第 期带来了一定的困难 ()传动箱的长、宽、高三个方向尺寸相差不大 在立体划线即空间划线翻转箱体时合理地选择第一划线粗基准是划线的关键 传动箱体积较大且外形特异找正箱体需要调整千斤顶 选择安全可靠的支承点是完成划线作业、规避作业安全风险的保证 ()划出第一个方向的基准线翻转箱体进行第二个、第三个方向找正时由于基准线不在垂直于基准平面即划线平台的立面上用直角尺找正视觉误差的大小决定着划线的误差程度 因此合理的选择划线基准、规范的选择借料的大小和方向是保证箱体内各种零部件顺利装配的关键 划线创新 根据图样分析、生产安排及设备使用情况划线工艺设计为一次划线完成划线工序.方向的尺寸确定 将传动箱用三个可调千斤顶支持在划线平台上为了保证合理的装配空间选择箱体顶面的内表面为第一划线粗基准 选择粗基准的原则是:()以不加工表面作为粗基准时应以与加工面的位置精度要求较高的表面作粗基准 ()如工件需保证其重要表面的加工余量均匀时则应以该表面为粗基准 ()已能使用精基准定位时不再重复使用粗基准 ()已确定使用的粗基准应力求定位准确、夹紧可靠 夹具结构应简单、操作方便 因此把划线盘通过顶面.的观察孔放到作为基准平面的划线平台上 把自制的弯头弧面划针锁在划线盘上用划针的弧面磨取箱体顶面的内表面使其处在一个平面内 取出划线盘后对准测高尺零线确定零点 用另一个锁有直杆尖头划针的划线盘向上 .划出传动箱顶面的加工界限检验.凸台尺寸是否满足零件的结构要求 检验坐标尺寸为.处直径为.安装机油溢流阀的 个螺纹孔是否在加工平面的合理的位置上 最后划出传动箱底面的设计尺寸.的尺寸界限.方向坐标尺寸的确定 将传动箱直立支持在三个可调千斤顶上因为不共线的三个点确定一个平面是平面几何领域一条不需要证明的公理无论怎样调整千斤顶最终只能确定一个平面所以采用“三点调整法”具有可靠的稳定性 用直角尺对齐 方向划出的基准线调整千斤顶找正箱体相对于作为基准平面的划线平台滑动平面 用自制的弯头弧面划针弧面向下磨取相应面积的平面使各点处在一个平面内 向上.对准测高尺确定坐标零点并检验上端半圆弧面即半径为.尺寸内表面的误差程度 如果误差较大再做调整使各处误差尺寸满足零件要求的装配空间 划出 方向的基准零线并延长到四个毛坯表面以此线为箱体的 轴 划出传动箱上部安装油管的加工表面即尺寸为.的加工线按照图样的坐标尺寸检验相关各待加工孔在 方向的尺寸坐标(见表)和加工面的位置误差表 型船用柴油机传动箱各加工孔圆心坐标及孔径尺寸()()序号孔径.沉孔 与.沉孔 与.沉孔 与.沉孔 与.沉孔 与.沉孔 与.沉孔 与.沉孔 与.沉孔 与.沉孔 与.沉孔 与.沉孔 与.沉孔 与.沉孔 与.沉孔 与.沉孔 与.沉孔 与.沉孔 与.沉孔 与.方向坐标尺寸的确定 将传动箱空间翻转侧立用直角尺找正 方向、方向相对于作为基准平面的划线平台滑动平面 用两个划线盘上锁紧的弯头弧面划针磨 年第 期中国重型装备取箱体底部即半径为.的毛坯圆弧上、下两个内表面平分两点的尺寸确定零线作为零点坐标 划出基准线并延伸到毛坯的四个表面作为坐标 轴 以 轴、轴的交点为坐标原点(见图)在 轴、轴方向分别划出正、负各 的四条尺寸线 由此四条尺寸线合围成的边长为 的正方形作为平面粗基准以备数控立车车削顶面安装检查孔盖的.孔时找正定位使用 而、轴在四个表面的延伸线作为五面体加工中心装夹找正、调整旋转方向时使用 按图样的坐标尺寸检验各待加工孔在 方向的坐标尺寸(见表)以及加工面的加工余量图 型船用柴油机传动箱坐标及尺寸图 在确定、方向尺寸基准线时以箱体底部的内表面为粗基准同时要检查顶部内表面的空间结构以规避因顶部尺寸偏差过大造成顶部内表面的空间不足而产生装配干涉导致影响箱体内的零件无法顺利装配 划线过程中应该考虑预后情况由于铸造工艺产生的偏差导致零件的形状与尺寸发生改变对于划线完成后可能产生的结果有个正确的预判 能够使划线作业少走弯路或不走弯路以减少重新划线带来的空间翻转箱体所造成工时的浪费 划线过程的定位支承 稳定的支持点是划线质量和作业安全的保证 型船用柴油机传动箱毛坯外形表面形状较复杂没有一个稳定的平面提供给划线作业作为可靠支承 有的支持点需要把可调千斤顶放置在垫铁上增高更加剧了支点的不稳定性极易发生由于千斤顶底面滑动而使箱体的支承结构倒塌形成安全漏点发生安全事故 因此划线作业时必须有吊车辅助牵引支持面下方垫二块枕木以最大限度地消除安全隐患保证人员的安全和毛坯的质量 划线基准的选择 基准的选择非常重要如果基准选择不当加工完成后的成品传动箱会造成零件无法装配问题的发生 作为典型的箱体类零件划、方向尺寸界限时如果仅仅选择箱体底部的内表面为粗基准而怱略了对箱体顶部内表面空间的尺寸检验会造成安装的零件在顶部发生装配干涉无法顺利装配 如果以箱体顶部内表面为划线基准箱体中心平面的误差反映到箱体的底面箱内零件装配到顶部合箱后顶部的零件同样与内表面发生干涉无法顺利装配 并且箱体底面的安装孔伴随着尺寸偏差一边的安装孔由于偏差过大而导致孔壁过薄减弱了安装孔的强度 而相对的一边相应的在锪平安装孔时刮削到箱体的外表面同样影响箱体的外观质量和强度 因此在选择划线基准时不能仅仅只考虑箱体的底部空间同时也要保证箱体的顶部有足够的安装空间 在翻转箱体进行立体划线时由于铸造过程中产生的偏差在确定底面的加工界限后并使用该方向的线条作为粗基准翻转箱体会存在顶部和底部中心平面不重合问题的发生 因此在确定划线粗基准进行第一个方向的划线时凭借积累的经验通过预后要对箱体的结果有一个准确的预判 尽量避免划线工序进行到最后时采用借料划线来弥补铸造过程产生的偏差所带来的铸件加工余量的不足和结构的改变提高划线效率 划线在机械加工中的使用 车削传动箱顶面和顶面检查孔由数控立车完成 将箱体吊装到数控立车卡盘的三个可调千斤顶上底面向下调整千斤顶用划线盘按底面周边所保留的加工界限的线条来找正该平面使其与作为基准平面的卡盘表面平行 在找正顶面所划的作为平面粗基准的 正方形四个顶点后用 个卡盘爪夹紧 使用压板在安放三个可调千斤顶位置的上方压紧使作用力与反作用力作用在一条直线上可减轻夹紧变形减小内应力使装夹更加牢固 由于箱体顶面结构不是圆形表面形状不规中国重型装备陈仁平:型船用柴油机传动箱划线创新 年第 期则会造成断续切削的发生 传动箱为整体铸铁件切削性能好抗振性强对刀具的磨损较低因此对刀具的材料没有特殊要求 但是为了保证顶面加工后表面的粗糙度使用数控立车进行插补程序加工 设定程序调整车削的切削用量完成数控立车对传动箱的车削加工 将完成车削工序的传动箱顶面向下把顶面安装检查孔盖的.的孔作为工艺定位孔安放在五面体加工中心工作台的定位盘上 以、轴在 个毛坯表面的延长线为装夹基准调整传动箱的旋转方向找正箱体装夹牢固后设定定位盘的圆心为零点编制加工程序进行五面体加工中心工序的加工 划线与智能制造结合.智能划线仪 本文所述的传动箱划线工艺采用传统的划线手段在划线平台进行划线作业 随着智能技术的广泛应用可以采用智能划线仪进行操作 将传动箱支持在划线仪的工作台上调整三个可调千斤顶以箱体顶面的内表面为 方向的粗基准并以箱体的底部内表面为、方向的粗基准同时检验顶部内表面的结构尺寸后设定三维坐标零点 把图样上的有关坐标尺寸注入三维划线仪的系统中按照坐标尺寸注入系统显示在显示屏上 用划线仪滑头的卡锁锁紧的划针完成三个坐标方向的划线操作 该操作可减少箱体在、两个方向的翻转次数仅在一个方向即 方向就完成箱体的划线工序使立体划线变为平面划线消除因翻转箱体带来的安全隐患使划线变得简单节省划线工时提高划线效率.智能划线的误差消除 由于三维坐标划线仪的划针在锁紧后需要与卡锁有相对的旋转运动来完成划针的移动以达到在工件毛坯表面上留下工件尺寸界线的线条和基准线线条的操作 因此如果卡锁锁过紧就会造成间隙小摩擦力大划针旋转就困难如果卡锁锁过松就会造成摩擦力小间隙大划线的误差就大 所以为了消除锁紧间隙带来的划线误差在划线操作中划针应向卡锁的同一个方向靠着使用以消除卡锁与划针的装配间隙在划线操作过程中产生的不重合误差使划线更加准确.建立柔性生产线 建立柔性生产性是追求工艺流程的合理性、生产管理的有序性、生产效率的高效性能够快速灵活地生产适应各种需要的高质量产品的工艺技术、生产技术和管理技术使工艺更加流畅生产更加有序减少一个工序到下一个工序之间的时间浪费缩短产品品种的转换关系达到降低作业工时的目的 由于工艺布局的不合理使得产线操作人员毫无价值的移动从而降低生产效益不能达到连续作业的流程 企业动迁搬入新厂区后重新进行工艺调整由划线平台、数控立车、五面体加工中心组成柔性生产线 采用拉式生产方式由库房根据 指令将毛坯投送划线平台 经划线平台数控立车最后由五面体加工中心产出 经钳工打磨清洁检查验收列单入库出库组装 准时化生产全员参与改善全力打造具有典型柴油机制造特征的智能制造工厂 结语 通过对 型船用柴油机传动箱的结构和原理进行分析并对划线工艺设计和划线先进操作法进行详解用预后来规避产生废品的风险 逐步完善的柔性生产线极大地提高了生产管理和工艺执行水平参考文献 周龙保.内燃机学.北京:机械工业出版社.孙建新.内燃机构造与原理.北京:人民交通出版社.刘瑞林.柴油机先进技术.北京:电力工业出版社.王德伦 马雅丽.机械设计.北京:机械工业出版社.陶福春 云志新 粱庭柱等.硬质合金刀具断续切削切出破损原因的探讨.哈尔滨理工大学学报():.陈榕林 陈野 王利欣.机械制造难加工技术.北京:机械工业出版社.宋放之 童华强 宋小春.数控机床多轴加工技术实用教程.北京:清华大学出版社.吴迪.精益生产.北京:清华大学出版社.吴秀丽 孙琳.智能制造系统基于数据驱动的车间实时调度.控制与决策 ():.新益为.精益经营与目标管理实战.北京:人民邮电出版社.编辑:温露