柴油机机体铸造毛坯位置度检测装置设计.pdf

第5 8 卷第5 期Vol.58No.5中国铸造装备与技术CHINAFOUNDRY MACHINERY&TECHNOLOGY2023年9 月Sep.2023柴油机机体铸造毛坏位置度检测装置设计张志强，温涛（潍柴重机股份有限公司，山东潍坊2 6 1 1 0 8）摘要：针对机体铸造毛坏位置度叫检测工序中出现的生产效率低、成本高和劳动强度大等问题，以轻便和准确为理念，设计了一套机体铸造毛坏位置度检测装置，并在装置设计和使用方面进行了详细论述。该装置一人就能手动装卸，操作方便，并在车间现场就能准确检测；而且降低了生产成本，提高了生产效率。关键词：位置度；设计基准；形位公差；生产效率520中图分类号：TG23D0I:10.3969/j.issn.1006-9658.2023.05.003近几年，柴油机行业竞争激烈，各大柴油机制造商不断采用先进的工艺装备，提高生产效率，降低成本，加大产品的竞争力。以下介绍某柴油机机体铸造毛坏位置度检测工艺和装备。该机体为直列6 缸结构，见图1，成品长、宽、高为1 42 0 mm520mm750mm，铸造毛坏孔和面均留5 mm加工余量，见图2。材料为灰铁，毛坏重9 8 0 kg。机体毛坏铸造完成后，需要检验各铸孔、面的位置精度是否合格，这是关键工序 2,每批需要进行首检、抽检和完工检,以确保铸件质量，文献标识码：B文章编号：1 0 0 6-9 6 5 8(2 0 2 3)0 5-0 0 1 1-0 4底面线油泵侧面线5瓦口面线165主轴孔线底面线观察窗侧面线凸轮轴孔065图2 机体后端面毛坏划线简图避免批量报废。传统的检验方法如下。（1)首先将机体划线部位涂上白粉，用行车吊起机体，观察窗侧面朝下，将机体放在划线平台上，用千斤顶找平机体，使主轴孔、上缸孔、凸轮轴孔、观察窗侧面和油泵侧面在两侧面方向加工余量均匀，然后分别划上述各孔、面的加工线。(2)吊起机体，翻转9 0，机体底面朝下，将机体吊放在划线平台上，用千斤顶和直角尺按上图1 机体铸造毛坏图收稿日期：2 0 2 3-0 5-2 0；修订日期：2 0 2 3-0 6-1 2作者简介：张志强（1 9 6 5 一），男，硕士，研究方向：机械制造工艺。E-mail:工步划线找直，使机体主轴孔、瓦口面、底面、顶面和凸轮轴孔的上下垂直方向加工余量均匀，然后分别划上述各孔、面的加工线。(3)吊起机体，翻转9 0，后端面朝下，再次-11 一第5 8 卷放在划线平台上，用千斤顶找平后端面，使机体后端面、前端面、上缸孔和主轴孔档宽在前后端方向上加工余量均匀，然后分别划上述各孔、面的加工线。（4)最后用游标卡尺检测划好的各孔、面的加工余量,如果在3 7 mm之间，就是合格产品。(5)该检测方法需要花费6 0 min。这种检测方法缺点是需要行车多次吊装、吊卸、翻转，还需要操作者多次找平、找正、对尺，准备多个高针划线，导致生产效率低、成本高、劳动强度大。为了解决这三个问题，我们设计了这套机体铸造毛坏位置度检测装置，并进行了多次试验，取得了良好效果，现与大家一起探讨。1检测装置的设计方法该装置的设计理念是轻便和准确。轻便是指装置的重量控制在一位工人能手动轻松装卸范围之内，操作简单方便，不用行车装卸，在车间现场就能检测；准确是指装置的各功能部件能准确反映机体毛坏状况，并且每一部分设计都有根据。(1)主轴孔是机体最重要的孔系，是机体的设计基准。所有的孔、面的位置精度都是以机体两端主轴孔的公共轴线为基准3设计的，如上下缸孔、凸轮轴孔和瓦口面、底面、顶面、两侧面、两端面。该装置设计也遵循了这一原则。(2)该装置外形为矩形框架结构，主体选用钢材焊接，装置长、宽、高为1 47 0 mm520mm540 mm,重约1 3 kg,见图3。（3)在机体底面上，用4个划线块支撑整个框架,这4个划线块上都有1 个微调螺栓，调整装置上下移动。划线块用两定位销定位，并用螺栓固定在框架上这4个划线块确定底面、两侧面、两端面位置，两端划线块间距为1 440 mm，保证机体毛坏面与划线块单边有5 mm间隙,确保正常装卸，见图4。（4）机体毛主轴孔为155mm（成品中国铸造装备与技术第7 主轴孔样板0.20B焊接图3检测装置侧面视图焊接（4处）14200.15后端面线后端面线下缸孔样板，矩形框架档宽样板前端面线图4检测装置俯视图a165H7)的半圆孔，主轴孔样板设计为g145mm、厚度1 0 mm圆盘，在第1（前端）和第7(后端)主轴孔处各一,用g20mm钢管连接,这两个圆盘的公共轴线为整个装置的设计基准。(5)在主轴孔两侧，布置两个主轴孔划线块，用两定位销定位，并用螺栓固定在支架上，支架与框架连接，见图5。后端左侧划线块设计图见图6，这两个划线块确定主轴孔和瓦口面位置，前端和底面划线块微调螺栓（4个）(4个）中滑泵侧底面线5200.1面线支架主轴孔和瓦口面划线块（4个）瓦口面线焊接（3处）图5 检测装置后端面视图-12-14701440焊接D0.25(7处）4个划线块共面1440第1 主轴孔样板020钢管前端面线焊接(四周）14200.15观察窗侧面线1:0F091底面线瓦口面线1650.05主轴孔线张志强，等：柴油机机体铸造毛坏位置度检测装置设计43550.8152-05销孔（与支架配销孔）22-M81015图6 检测装置后端左侧划线块设计图后端各布置一对，两端划线块间距和上面(3)中描述一样,同样为1 440 mm。（6)机体毛坏下缸孔为g175mm(成品 1 8 5 H7)，下缸孔样板设计为g155mm、厚度3mm圆盘，在第1、3、5 缸分别布置1 个，用g10mm圆钢与框架连接。(7)第1、7 主轴孔档宽两侧需要加工,其余档宽不需加工。因此，在第2、3、5、6 档各布置1 个挡宽样板，宽度与毛坏一样均为5 0 mm，厚度3mm,用g10 mm圆钢与框架连接。(8)该装置制作完成后，需要放在精加工好的机体上校验，校验合格后才能投人使用。2检测装置尺寸公差和形位公差的选用因该装置是一个针对机体毛坏位置度的检测装置,并且采用矩形框架结构，考虑到经济效益和制造难易程度，在满足检测功能的前提下，选取最经济的公差，一般选9 1 0 级精度。(1)两主轴孔样板直径公差选取145mm0.05 mm,二者同轴度取g0.20 mm。(2)4个划线块组成平面的平面度选0.2 5mm,8个划线块的每个划线面对两主轴孔样板基准(A-B)的位置度均为0.2 0 mm,各个划线面间第5 期距公差为：主轴孔1 6 5 mm0.05mm,底面和瓦口面间距1 6 0 mm0.10mm，两侧面间距5 2 02湿0此面配磨0.05ABmm0.10mm，前后端面间距1 42 0 mm0.15mm,需要特别说明的是,每对划线面的间距需要?配磨划线块对应的划线面才能达到要求。15K83检测装置的使用方法（1)机体底面朝上，将机体划线部位涂上白粉，操作者手提装置，轻轻将其放在机体底面上，两端、两侧确定好位置，调整装置顶面上4个微调螺栓，使4个面与底面大体平行。(2)沿着前后端方向轻轻移动装置，观测1、3、5 缸孔样板位置：保证该方向样板与下缸孔的间距相等，再观测2、3、5、6 主轴孔档宽样板的位置，保证样板与档宽位置重合。(3)沿着两侧方向轻轻移动装置，观测1、3、5缸孔样板位置，保证该方向样板与下缸孔的间距相等。测量第1 和第7 主轴孔样板与机体主轴孔左、右间距,如果在3 7 mm之间,证明缸孔对主轴孔位置度合格，并做好记录。（4)轻轻调整装置顶面上4个微调螺栓，使该装置在上下垂直方向轻微移动，观测第1 和第7主轴孔样板，保证样板下部和主轴孔间距与左右方向上相等，即形成一个等宽的半圆环间隙。（5)划两端主轴孔线、瓦口面线、底面线、划两端两侧面线，划两侧两端面线。(6)轻轻起装置，将其放在专用架子上，测量各孔、面的加工余量，在3 7 mm为合格。测量瓦口面线与凸轮轴孔垂直距离，在2 9 0 mm2mm范围为合格，测量瓦口面线与顶面垂直距离，在5 9 5 mm2mm(含顶面5 mm加工余量)范围为合格。(7)在检测中,如果满足多孔、面合理的加工余量时出现困难，需要相互借用，根据各孔、面功能的重要性，优先满足的顺序是：主轴孔一瓦口面一下缸孔底面凸轮轴孔两端面两侧-13-第5 8 卷面档宽一顶面。如果借用也不能满足要求,就可能出现不合格品，应立即分析、查找原因并改正。(8)该检测方法需要花费1 5 min。4经济效益计算该装置制造费用为2 6 0 0 元，费用按3年折旧完成，每年按2 5 1 个工作日、每天两班1 4h工作制计算，该装置的点值为P：P=2600/(3251 14)=0.25(元/h)。(1)用传统的方法检测需要工时6 0 min/件，点值为5 1 元h，单件生产成本为Ci：Ci=5160/60=51(元);(2)用该装置检测需要工时1 5 min/件，因不用行车装卸，点值变为45 元h，单件生产成本为C2:C2=(45+0.25)15/60=11.31(元);a=100 (Ci-C2)/Ci=77.8%;b=100 (60-15)/60=75%。即生产成本降低了7 7.8%，生产效率提高了75%。Design of position detection device for diesel engine block casting blanks(Weichai Heavy Machinery Co.,Ltd.,Weifang 261108,Shandong China)Abstract:Aiming at the problems of low production efficiency,high cost,and high labor intensity inthe detection process of block casting blank position,a set of block casting blank position detection de-vice has been designed on the basis of the concept of portability and accuracy,while the device designand use have been discussed in detail.This device can be manually loaded and unloaded by one per-son,making it easy to operate,which can be accurately detected on site in the workshop.The produc-tion cost has been reduced and production efficiency has been improved.Key words:Positional degree;Design basis;Geometric tolerances;Production efficiency中国铸造装备与技术5结语机体毛坏位置度检测工序，是铸造工艺重要的环节,要求我们工艺师不断地完善工艺，采用先进的工艺装备，提高生产率，降低成本。从上面的计算可以看出，使用装置检测机体，每件仅仅增加了0.2 5 元的成本，但生产效率提高了7 5%，生产成本降低了7 7.8%，可见使用先进工艺装备的重要性。该装置可以推广到机体的冷加工工艺,在划线工序中使用。参考文献：1廖念钊.互换性与测量技术基础 M.北京：中国计量出版社，1988.2】宾鸿赞，曾庆福.机械制造工艺学 M北京：机械工业出版社，1990.3 孟少农.机械加工工艺手册 M.北京：机械工业出版社，1 9 8 7.4袁哲俊.金属切削刀具 M.上海：上海科学技术出版社，1 9 8 4.ZHANG Zhiqiang,WEN Tao一1 4一