摘要：文章介绍柴油机汽缸盖多品种单件、中小批量生产中，喷油孔数控加工夹具的设计和坐标计算，以及检验方法。

图1所示N485Q涡流式柴油机的喷油孔，在空间有两个夹角U和V确定其方位，且夹角度数随着柴油机的品种不同而不同，同一位置上所需的加工刀具也较多，这对于试制及中小批量生产，用立式加工中心加工，显然比设计多种多台相适应的专机完成要划算得多。但这样就必须设计专用夹具，解决繁琐而复杂的坐标计算和检测方法。本文就此作详细说明。

(a)

(b)

(c)
图1

1 夹具设计制造及喷油孔数控加工坐标计算

图2是夹具原理图。为了使汽缸盖喷油孔的轴心线与机床主轴平行，夹具的工件装夹平面(以下称主平面)与其底面成(90°-U)夹角，汽缸中心连线在夹具主平面内逆时针方向转V角度。加工程序的工件坐标原点(X，Y)设定在第一个喷油孔轴心线与夹具主平面的交点上，在此处开有环表找零点的工艺孔。Z方向的零点设在夹具顶面，夹具顶面与第一个喷油孔孔口面平齐，既可简化Z坐标计算，又便于机上对刀确定刀具长度。一只圆柱定位销固定不动，几只菱形定位销分别浮动，根据汽缸孔数量，确定使用哪一只菱形定位销。夹具主平面和其上所有孔，在具有分度工作台的卧式加工中心上一次装夹加工完毕，以保证加工精度。确定工件零点和定位销相对位置尺寸的x₁₃、x₁₃分别计算如下：

x₁₁=e₂/sin(90°-U)=e₁₁/cosU

x₁₁=(d+g+x₁₁)ctgU

x₁₂=e₁-x₁₁

x₁₂=x₁₂cosV

x₁₃=b-x₁₂x₁₃=x₁₂sin V

喷油孔数控加工坐标计算：

x₁=0 z₁=0 y₁=0x₂=acosV z₂=asinVcosU y₂=asinVsinUx₃=2x₂ z₃=2z₂ y₃=2y₂x₃=3x₂ z₄=3z₂ y₄=3y₂

压板螺孔对各自喷油孔的坐标增量：

x=LcosW/2 y=sinW/2 z=0

图2

2 检验方法

从喷油孔的结构看，直接用常规量具无法检验其位置精度和孔深，连目前厂内的三坐标测量机也无法直接测量，生产现场难以控制产品质量，我们用投资少的专用量具解决了问题。测量喷油孔， 的深度-.时，将如图3a所示的专用球头量柱插入清理干净的喷油孔内，在检验平台上用带表高度尺找球头的最高点，即为测量高度y₁₅，h₁与y₁₅的关系计算如下(图3b)：

y₁₄=h₁+(f3-d₁/2)sin U

y₁₅=y₁₄+d₁/2

(a)
(b)
(c)图3

喷油孔D₁的深度f₁用如图3c所示的专用定长检套和深度尺测量。专用定长检套插入清理干净的喷油孔D₁内，用深度尺测量C面至专用定长检套端面间的距离，深度尺的读数F₅应为

F₅=f₄+f₁

喷油孔的位置检验，用两只定位插销穿过检验模板在导管孔内定位，另一只检验插销逐个插检喷油孔的位置，如图4所示。喷油孔的位置精度和坐标尺寸均为自由尺寸要求，在加工中心上加工能适当提高坐标精度，把被提高部分的坐标精度和自由位置精度一并考虑，利用补偿原则确定检验插销的合适直径。检验模板上孔的坐标尺寸计算为

x₁₆=h₂cosU

x₁₇=(x₁₆+x₁₂)sinV y₁₇=(x₁₆+x₁₂)cosV

x₅=x₁₇-(n-c) y5=y₁₇+(m-b)

x₆=a+x₅

x₇=2a+x₅

x₈=3a+x₅

图4

把繁琐的计算交给计算机来完成，保证不会出错，还能打印出所需的计算结果(具体编制的*BAS计算程序略)。

3 结束语

本文提供的工艺方法，只要修改相应的必要参数，就不仅能适用于多缸柴油机，也能适用于单缸柴油机，还能适用于直喷柴油机。迄今为止，用这种工艺方法已经解决了几十种柴油机试制和中小批量生产的喷油孔工艺及加工问题，取得了可观的技术经济效益。