微进给镗削技术在活塞销孔加工中的应用
微进给镗削技术在活塞销孔加工中的应用 冷热工艺机车车辆工艺第6期2010年12月
文章编号:1007~034(2010)064)010-02 微进给镗削技术在活塞销孔加工中的应用
盛伟,乔云杰,彭春华,谭勇敢
(南车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司,江苏常州213164) 摘要:简要介绍了活塞异形销孔镗削技术的应用背景,将楔块微进给镗削技术应用于活塞异形
销孔生产中,通过轮廓度测量仪及新的测量方法对活塞销孔测量,并进行测量不确定度的分析.
关键词:活塞;异形销孔;镗削;测量
中图分类号:U260.64文献标识码:B
随着内燃机功率及转速的提高,活塞所承受的
燃气压力及惯性力也越来越高,作为支承部分的销
座所承受的机械负荷及热负荷显着增加.AE公司
的试验表明,采用传统的圆柱形活塞销孔时,销孔的
内侧应力是外侧应力的147倍.应力沿活塞销孔轴
线分布的极不平衡及活塞销孔内侧高度的应力集
中,加速了活塞的疲劳损伤,导致活塞破裂,严重影
响了内燃机的可靠性.为降低活塞销孔内侧上边缘
比压,防止该处应力集中,并增加销孔的贮油作用,
在材料性能受到限制的情况下,优化活塞销孔应力
分布是最有效的途径.
1活塞裙套异形销孔的加工
1.1加工可行性分析
以加工活塞裙销孔(孔径为110mm)为例.KX
一
105异形销孔镗床采用了PTC—V微进给数字控 制系统,高速精密静压主轴,高精密滚珠丝杠传动系 统,静压镗头.在异形销孔的加工过程中,采用了一 种机械式微进给装置(图1)来实现喇叭口销孔的加 工.该方法不同于以往靠压电元件,磁致伸缩棒,磁 悬浮主轴等在外界作用后产生变形,从而使镗杆沿 销孔径向产生微位移的基本思想,而是直接利用机 械传动.微进给实现起来较简单,不必依赖特殊材 料.该套微进给装置采用带有1:100锥度的一个楔 形滑块在直线导轨上往复滑动,促使挠性接头变形, 这时镗杆将会偏离轴向一个微小角度,从而在活塞 销孔的径向方向产生微位移.
由于挠性接头变形,镗杆将偏离销孔轴向,有微 小的位移,参见图2.镗刀径向半径增量与直线轴 收稿日期:2010—05—21
作者简介:盛伟(1985一),男,助理工程师,本科. 10
承的部分参数间存在一定的函数关系. 套简楔形滑块挠性接头
图1楔块式微进给装置
图2镗刀杆偏离加工不恿
由挠性接头的变形原理和镗杆形变量分析可 得:机械式微进给装置中楔形滑块的轴向位移能使 挠性接头和镗杆产生足够的变形量,且其轴向位移 量与镗杆形变之间具有稳定可控的关系,可达到加 工异形销孔的目的.
1.2异形销孔的测量
对于加工出来的异形销孔,需要验证其是否符 合
设计
领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计
要求.为此设计了多种测量
方案
气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载
:(1)将角
度换算成单位长度上的直径差值,测量销孑L素线; (2)设计工装,找正销孔后,使用圆柱度测量仪直接 测量销孔的素线,通过
记录
混凝土 养护记录下载土方回填监理旁站记录免费下载集备记录下载集备记录下载集备记录下载
下来的数值计算异形部 分的角度值;(3)在三坐标测量仪上测锥形孔部分 相应截面的直径值.
经过对测量结果的研究,发现试验数据与图纸 微进给镗削技术在活塞销孔加工中的应用 要求相差较大,且测量重复性不好.对于方案(1), 活塞的定位误差大,造成测量结果的不确定度偏大, 直径值测量误差也偏大;对于方案(2),需要设计专 用工装,测量效率太低,不便于在线
检测
工程第三方检测合同工程防雷检测合同植筋拉拔检测方案传感器技术课后答案检测机构通用要求培训
;对于方案 (3),需要以销孔的圆柱段和活塞开档为基准建立 模型,活塞销孔的精度对测量结果影响很大,测量结 果重复性差.
受方案(2)的启发,再结合粗糙度测量仪的检 测原理,设计了使用轮廓度仪的测量方案.具体操 作为:测量时,将专用工装安装在轮廓度仪的工作台 上,轮廓度仪探针穿人销孑L使针尖触到销孑L下表面, 见图3.让工作台前后移动,使得探针的针尖在销 孔的最低点,然后启动轮廓度仪探针沿销孔母线方 向移动测量,记录测得的轮廓并由计算机算出异形 销孔的喇叭口角度.
,;
l一轮廓度仪工作台;2一定位块;3一心轴;4一待测活基; 5一轮廓度仪探头
图3异性销孔测撼工装
2测量不确定度的分析
现以活塞裙为例分析测量结果的不确定度,见 图4,被测销孔角度0.22.,0.52.,异形长度7.85
mm,取测量长度6mm,测得轮廓线l和2,得夹角 0,180.一0为异性销孔角度.设被测活塞异形销孔 角度为,根据以上测量得到的角度为0,无读数误 差和修正值O/=180.0.
文火
图4活塞裙异形销孔
2.1
标准
excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载
不确定度估计
(1)轮廓度测量仪的长度测量示值误差所引起 的不确定度..由校准证书可知轮廓度测量仪的 长度测量示值误差为:0.8+L/140Ixm,取测量长度 为6mm,经作图计算其角度误差最大为0.3.通常 取=2时,则M.=0.3"/2=0.15",其自由度,=1. (2)测量时被测要素形状误差而产生的不确定 度/Z,.由加工工艺和实际测量可知销孔表面被测量 线轮廓度形状误差不大于0.002mm(销孔长度31.5 mm),测量长度为6mm时,角度最大偏差为26.1",服 从均匀分布.则",=26.1"/4-3=15",其自由度,=1. (3)工件定位不正引起的不确定度u.测量时 工件放好后,可通过工作台的前后微动找到被测销 孑L的最低点,但是销孔轴线与测量杆的轴线可能不 平行,目测找正误差最大可达0.1mm,当销孔长度 为31.5mm,异形角度为22时,经作图计算得角度 误差为2.5,符合均匀分布.则"=2.5"3= 1.44",其自由度=1.
(4)重复测量标准不确定度z.相同的定位 方式重复测量10次,计算标准偏差,结果平均值为 2352.8".经计算标准偏差S=245.15",其中n= 】0,贝4H=s/n=77.5",其自由度=n一1=9. 2.2其他相关计算
由于以上各个不确定度相互独立,经计算,合成 标准不确定度约为79";等效自由度约为9;活塞异 形销孑L的总不确定度为144.57".而结果报告:轮廓 度测量仪测量活塞裙套异形销孔角度的总不确定度 "=144.57".此结果基于自由度为9,置信水平P= 0.90时t分布临界值所得的覆盖因子K=1.83而 得.又异形销孔角度的公差为0.3.=1080,则不 确定度影响系数为s=竿13%.
3结论
(1)均化应力分布是提高活塞销座承载能力的 有效途径,也是活塞异形销孔设计的出发点.就不 同类别异形销孔的使用性能分析,得知锥形类销孔 要优于椭圆类销孔.
(2)在对各种活塞异形销孑L成形原理及现有异形 销孔加工方法分析的基础上,将一种利用楔块微进给 的加工方法应用于异形销孔的镗削中,并完成验证. (3)经过理论分析和实际测量,利用轮廓度仪 测量活塞异形销孔的角度准确,效率高.
(4)实验所测得的数据均在公差范围内,说明 公司生产的活塞裙套异形销孔满足图纸要求.? (编辑:杨向明)
11
浙公网安备 33021202002483