4102柴油機車止推孔刀具的改進

和文云

摘 要：柴油發動機止推孔主要作用是調整曲軸軸向間隙，是影響發動機性能的尺寸之一。原昆明云內動力股份有限公司機體加工車間車削止推孔使用光軸刀桿，加工精度靠反復調整兩把車刀位置實現，切削力靠端面螺母壓緊保證，安裝刀具耗時長，勞動強度大。通過把光軸刀桿改為花鍵刀桿，切削力通過花鍵承載，兩把車刀之間用定尺寸隔套，刀具安裝簡便，加工精度穩定。

關鍵詞：車直推孔； 加工精度； 刀具； 花鍵

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.10.075

1 原車止推孔光軸刀桿加工精度不穩定

4102系列柴油機是昆明云內動力股份有限公司主要產品，年產10萬臺以上，發動機機體生產節拍快。止推孔位于發動機機體第五檔主軸孔，主要作用是控制曲軸軸向間隙，精度關系到發動機能否正常運轉，是發動機機體加工的重要工序，工序圖見圖1。

車止推孔工序機體通過一面兩銷定位，車削加工通過液壓滑臺把主軸和刀具伸到機體第五檔主軸孔固定位置，用液壓油缸推動旋轉的主軸實現車刀偏心完成車削。分析發動曲軸裝配要求和機體止推孔加工工序要求，第五檔主軸孔兩端面之間尺寸是加工工序的重要尺寸，為了保證加工精度，原光軸刀桿上兩把車刀之間通過隔套反復調整才能達到加工要求；而原設計車刀副后角不足，操作人員為了加工要求，需要手工修磨車刀副后角，一旦刃磨車刀，重新安裝后兩把車刀之間的隔套就需要重新調整，調整耗時費力。為了保證孔Φ0.35的同軸度，兩把車刀刀尖要同處于一個同心圓上，由于刀桿屬于光軸，無法實現車刀刀尖的準確定位，刀尖的位置用簡易工具反復對比車刀前刀面處于同一個平面來保證；兩把車刀的切削力靠刀桿端面螺母壓緊產生摩擦力來保證，加工過程中刀具容易松動影響加工精度。總體原車刀安裝需要反復調整，刀具安裝調整耗時長，勞動強度大，車削加工精度不穩定，試車加工容易造成廢品，刀具需要改進。車止推光軸刀桿刀具安裝示意圖見圖2。

2 車止推孔刀具改進

為了車削止推孔車刀安裝省時省力，根據花鍵的定心、導向性好，可以分度，承載能力大等優點，將光桿刀桿改為矩形花鍵刀桿，刀具內孔也改為花鍵，將原刀具2°的副后角加增至4°，不需要再進行手工刃磨，在車刀設計中除了刀具角度等尺寸外，重點要求車刀厚度尺寸精度，實現每次安裝刀尖位置準確，車刀和刀桿改進詳見圖3、圖4。

2.1 花鍵刀桿的設計

止推孔位于第五檔主軸承孔，第五檔主軸承孔厚度40mm，車止推孔后尺寸為37.5mm，余量1.25mm，結合機體材料HT250、切削要素及刀具參數，通過切削力公式計算得Fc=264N，切削力較小，對刀桿強度和結構沒有特殊要求；為了滿足車刀的快速安裝調整，配合4刃車刀安裝后不用調整，花鍵刀桿和車刀內孔設計為4齒矩形花鍵，由于花鍵軸屬于非標矩形花鍵，為了加工方便，外花鍵和內花鍵采用大徑定心，大徑配合公差選用H8/h7間隙配合，為了提高刀桿耐磨性，增加刀桿的強度，刀桿需進行熱處理，硬度為HRC45。車止推孔花鍵刀桿設計見圖3。

2.2 車刀的改進

根據刀桿的改進，車刀內孔由原來的光孔改為內花鍵，尺寸設計根據花鍵刀桿尺寸完成設計。為了不再刃磨車刀副后角，將原2°的副后增至4°；為保證每次安裝完成后不用調整兩把車刀刀尖位置，刀尖的寬度和花鍵凸臺的寬度設計為10±0.015，以保證的加工尺寸。車刀設計詳見圖4。

3 結語

車止推孔刀具經過改進設計（改進后的刀具安裝示意見圖5），經過改進后實際應用，每次更換刀具只需直接將車刀安裝，不需要重復調整，大大節約了加工輔助時間，也降低了操作者的勞動強度，加工尺寸也很穩定；車刀切削刃也不用手工修磨，提高刀具壽命，降低了刀具成本。

參考文獻：

[1]王文斌，林忠欽，李奇等.機械設計手冊[M].北京：機械工業出版社，2004.

[2]陸劍中，孫家寧.金屬切削原理與刀具[M].北京：機械工業出版社，2015.