| 摘要：针对曲轴钻抖油孔工装设计中工艺参数计算比较繁琐、容易出错等问题，总结了一套实用计算公式，实践证明，收效良好。 |
图1 |
图2 |
1 前言
曲轴斜油孔是曲轴机加工的重要工序之一。由于斜油孔相对于公共平面呈斜交状态，给技术人员的设计与计算增添了一定难度。特别是当今新产品开发相当多，这就要求技术人员的设计速度加快。不同型号的曲轴轴颈档宽、间距、回转半径和轴颈尺寸不相等，这都给斜油孔的加工工艺参数带来变化，计算比较繁琐容易出错。基于上述问题，笔者结合长期的设计实践，总结出一套通用计算公式，供读者参考。 2 曲轴斜油孔加工工艺参数
- 工艺参数 如图1所示，曲轴斜油孔加工一般采用卧式布置，钻头处于水平位置。曲轴的定位是以曲轴两端主轴颈为基准，放到两个等高V形块上，连杆颈放到定位块上，夹紧后就可加工。需要确定的各工艺参数为斜油孔中心线处于水平位置时的工艺垫高H；钻斜油孔用钻头铀心线的工艺高度尺寸h；钻头轴心线与曲轴公共轴线之间的夹角b1，b2等；用以确定钻头长度和行程长度的斜油孔实长S1，S2等；用以确定钻头轴心线实际高度h实和工艺实际垫高H实的定位高度T。
- 基本参数 如图2所示工艺提供了有关斜油孔的已知参数。
- 在第Ⅰ部分有：主轴颈工序直径D，连杆颈工序直径d；连杆颈轴线回转半径R；斜油孔两孔中心在曲轴公共轴线方向的距离L。
- 在第Ⅱ部分有：斜油孔两孔口中心有关参数：角度g、距离a。
3 工艺参数计算公式的推导
如图2所示，Ⅱ是Ⅰ的右视图．Ⅲ是Ⅱ的变换投影俯视图。Ⅱ、Ⅲ两部分为简略画法。在图2Ⅱ中，O为连杆颈中心，O为主轴颈中心。对比图1与图2Ⅱ，可知H=KM，h=OF。BC为斜油孔中心线，是一条空间直线。图2Ⅲ中，AC是BC的投影线，为斜油孔的实际轨迹线。钻头与曲轴公共轴线的夹角b。 在RtABC中 | tga=tg∠ABC= | R+a+b | = | R+a+dcosg/2 | = | 2R+2a+dcosg |
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| AB | (D2/4-a2)½+dsing/2 | (D2-4a2)½+dsing |
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| a=arctg | 2R+2a+dcosg |
|
| (D2-4a2)½+dsing |
(1) | |
| BC= | AC | = | R+a+dcosg/2 | = | R+a+dcosg |
| | |
| sing | sing | 2sing |
(2) | 在RtOOM中 | H=KM=OO·cos∠OOM-d/2=Rcosa-d/2 | (3) |
在RtCOF中 ∠OCF=∠DCF-∠OCD=a-arcsin(2a/D) | h=OF=OC·sin∠OCF=Dsin[a-arcsin(2a/D)]/2 | (4) |
在RtABC中 | b= | AB | = | R+a+dcosg/2 | = | 2R+2a+dcosg |
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| BC | Lsina | 2Lsina |
|
| b=arctg | 2R+2a+dcosg |
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| 2Lsina |
(5) | | 实长S=AC=L/cosb | (6) |
图3 |
定位高度丁的计算公式推导如图3所示，已知：D为曲轴主轴颈工序直径尺寸；av为V形块两限位基面间夹角；H为V形块的高度；N为V形块的开口尺寸。 T=Hv+OC=Hv+(OE-CE) 在RtOEB中 | OE=OB/sin | av | =D/(2sin | av | ) |
| |
| 2 | 2 |
在RtCAE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) |
工艺实际垫高为 |
| H实=H+T=H+Hv+ | 1 | (D/sin | av | -N/tg | av | ) |
| | |
| 2 | 2 | 2 |
(8) | 钻头轴心线实际高度 |
| h实=T±h=Hv+ | 1 | (D/sin | av | -N/tg | av | )±h |
| | |
| 2 | 2 | 2 |
(9) | 式(9)中“+”号用于连杆斜油孔口中心高于公共轴线的清况，“-”号用于连杆斜油孔口中心低于公共轴线的情况。 4 实例计算
以柳发4105Q曲轴为例(本例属一般情况)。己知：D=Ø75.5 mm(工序尺寸)；d=Ø65.7mm(工序尺寸)；g=50°；a=15mm；L1=L2=L3=L4=66mm(四个斜油孔)。V形块的设计尺寸：av=90°，Hv=110mm，N=80mm。 - 求中间量a和T 由式(1)得
| a=arctg | 2×60+2×15+65.7cos50° | =58.1087° |
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| (75.52-4×152)½+65.7sin50° |
- 由式(7)得
| T=110+ | 1 | (75.5/sin | 90° | -80/tg | 90° | )=123.39mm |
| | |
| 2 | 2 | 2 |
- 求工艺实际垫高H实 由式(3)得
- 60×cos58.1087°-65.7/2=-1.15mm
- 因此由式(8)得
- H实=-1.15+123.39=122.24mm
- 求钻头轴心线实际高度h实 由式(4)得
| 75.5sin(58.1087-arcsin | 2×15 | /2=21.49mm |
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| 75.5 |
- 因此由式(9)得
- h实=(123.39±21.49)mm
- 求钻头轴心线与曲轴公共轴线的夹角b 由式(5)得
| b1=b2=b3=b4=arctg | 2×60+2×15+65.7cos50° | =59°4525" |
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| 2×66×sin58.1087° |
- 求斜油孔实长 由式(6)得
| S1=S2=S3=S4= | 66 | =131.04mm |
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| cos59°4525" |
5 结束语
应用本文公式计算所得的工艺参数，应用干我公司YT4102QI和柳发4105Q曲轴的斜油孔加工结果完全符台图纸要求。 应用该公式还可对老产品工艺进行验证。
