用于船用柴油机气缸盖斜孔加工的组合工装及方法
阅读说明：本技术 用于船用柴油机气缸盖斜孔加工的组合工装及方法 (Combined tool and method for machining inclined hole of cylinder cover of marine diesel engine ) 是由 徐云天 金朝兵 刘健 范红健 于 2021-06-16 设计创作，主要内容包括：一种用于船用柴油机气缸盖斜孔加工的组合工装及方法,所述组合工装包括有底板、顶起装置、第一靠山、第二靠山、曲面T型槽块、曲面T型螺母、压板和双头螺柱；安装于底板上的顶起装置将气缸盖顶起,更换相应角度的靠山,以适应不同角度斜孔的加工,同时通过曲面T型槽块、曲面T型螺母、双头螺柱和压板将气缸盖压紧固定,使斜孔的轴线平行卧式镗床的主轴轴线,在±18°的范围内实现拉紧力自动垂直于气缸盖的端面。本发明在不占用行车的前提下,能够非常方便、有效的调整工装角度,对气缸盖上不同角度的斜孔进行加工,实现了拉紧力自动垂直于气缸盖的端面,保证了锁定的稳定性和可靠性,具有通用性强、工艺成本低、作业效率高、操作难度小的优点。(A combined tool and a method for processing inclined holes of a cylinder cover of a marine diesel engine are disclosed, wherein the combined tool comprises a bottom plate, a jacking device, a first backer, a second backer, a curved surface T-shaped groove block, a curved surface T-shaped nut, a pressing plate and a stud; the jacking device arranged on the bottom plate jacks up the cylinder cover, the backer with a corresponding angle is replaced to adapt to the processing of inclined holes with different angles, and meanwhile, the cylinder cover is pressed and fixed through the curved surface T-shaped groove block, the curved surface T-shaped nut, the stud and the pressing plate, so that the axis of the inclined hole is parallel to the axis of the spindle of the horizontal boring machine, and the automatic vertical of the tensioning force to the end face of the cylinder cover is realized within the range of +/-18 degrees. The invention can conveniently and effectively adjust the angle of the tool on the premise of not occupying the travelling crane, processes inclined holes with different angles on the cylinder cover, realizes that the tension force is automatically vertical to the end surface of the cylinder cover, ensures the stability and reliability of locking, and has the advantages of strong universality, low process cost, high operation efficiency and small operation difficulty.)
技术领域
本发明涉及船用柴油机气缸盖的加工工艺，特别涉及一种用于船用柴油机气缸盖斜孔加工的组合工装及方法，属于柴油机制造技术领域。
背景技术
随着双燃料船用柴油机产品的不断升级，相关管路的气压、油压额定压力的不断提升，柴油机关键零部件气缸盖外设管路的现有强度与密封已经不能满足现有压力的需要，因而将外设油管、气管的结构改为在气缸盖上直接钻孔。从而气缸盖上增加了大量不同角度的长径比超过80的小直径深孔，而各孔之间壁厚最薄处只有7mm，这给气缸盖的加工带来了不小的困难。
目前气缸盖上斜孔的传统加工用工装如图1所示，气缸盖4上设有斜孔3需要加工，加工用工装放置于工作台1上，包括靠山2、连接螺栓5、连接螺母6和压盖7，靠山2上设有斜角与斜孔3相同的斜面。加工时，先将靠山2固定于工作台1上，将气缸盖4置放于靠山 2的斜面上并紧贴定位面，使被加工的斜孔3的轴线处于水平位置，以便加工；将连接螺栓5 穿过压盖7的中心孔和气缸盖4的内孔，下端旋入靠山2斜面上的螺纹孔，上端与连接螺母 6连接，同时连接螺栓5必须与靠山2的斜面垂直；旋紧连接螺母6，即可通过压盖7将气缸盖4可靠地固定于靠山2，开始对斜孔3的加工。
倘若每次加工斜孔3的倾斜角度不同，则就需要将气缸盖4吊走，再更换具有不同角度斜面的靠山2，这样不仅操作中要长时间占用行车设备资源，而且为了满足气缸盖4上各种角度深孔的加工需要，就必须制作制备多个相应角度的靠山，从而导致工装成本的提高。
发明内容
本发明的目的在于，克服上述现有技术的不足，提供一种用于船用柴油机气缸盖斜孔加工的组合工装及方法，在不占用行车的前提下，能够非常方便、有效的调整工装角度，对气缸盖各斜孔进行加工，从而提高工装的通用性，降低加工的工艺成本。
为了达到上述目的，本发明的技术解决方案如下：
一种用于船用柴油机气缸盖斜孔加工的组合工装，安装在卧式镗床的工作台上，所述气缸盖上设有需要加工的与水平成一斜角的斜孔，其特征在于，所述的组合工装包括有：
底板，固定安装于所述工作台上，上平面开设有键槽和安装孔；
顶起装置，插入所述底板的安装孔内，用于顶升所述气缸盖；
第一靠山和第二靠山，分别嵌置于所述底板的键槽内，用于安置和定位所述气缸盖；
曲面T型槽块，固定连接于所述底板上；
曲面T型螺母，设置于所述曲面T型槽块之下并所述底板之上，紧贴于该曲面T型槽块的下面；
压板，设置于所述气缸盖之上；
双头螺柱，穿置于所述气缸盖的内孔中，下端连接所述曲面T型螺母，上端穿过所述压板且与螺母紧密连接，通过该压板将所述气缸盖压固并定位于所述第一靠山和第二靠山上。
进一步地，所述的第一靠山和第二靠山上设有定位面，该定位面紧贴所述气缸盖的底部，并且使该气缸盖上的斜孔处于水平位置且与所述卧式镗床的主轴轴线平行。
进一步地，所述的第一靠山和第二靠山根据需要加工的斜孔的不同斜角确定所述定位面的倾斜角度。
进一步地，所述的曲面T型槽块的下面为内球面，中央设有用以通过所述双头螺柱的通孔，所述曲面T型螺母为倒置的碗形，上部为外球面，与所述曲面T型槽块的内球面紧密贴合且相互滑动，该曲面T型螺母的中央设有连接所述双头螺柱的螺纹孔。
进一步地，与所述双头螺柱连接的曲面T型螺母沿所述曲面T型槽块的内球面滑移摆动，使所述双头螺柱的轴线在±18°范围内倾斜，自动将其倾斜角与所述斜孔的斜角相等。
进一步地，所述的第一靠山、第二靠山和弧形T型槽块通过内六角螺钉与所述底板连接且通过定位销与该底板定位。
进一步地，所述的顶起装置包括顶杆和顶杆套，该顶杆通过螺纹连接于所述顶杆套的上部且通过螺纹旋转调节整个顶起装置的高度。
进一步地，所述的顶杆的顶部为球面。
本发明的另一技术方案为：
一种采用上述组合工装实现的船用柴油机气缸盖斜孔的加工方法，包括以下步骤：
1)根据需要加工的斜孔的斜角选择相应的第一靠山和第二靠山，将所述顶起装置降至最低，插入所述底板的安装孔内，所述第一靠山和第二靠山分别嵌置于所述底板的键槽内，将所述曲面T型螺母连接于所述双头螺柱的下端，使该双头螺柱穿过所述曲面T型槽块，再将该曲面T型槽块通过内六角螺钉固定于所述底板上；
2)将在步骤1)中组装完毕的底板及其上面的构件安装在所述工作台上，将所述气缸盖吊运并放置于所述第一靠山和第二靠山上，使该气缸盖紧贴所述第一靠山和第二靠山，所述斜孔的轴线自动处于水平位置且与所述卧式镗床的主轴轴线平行；
3)将所述双头螺柱的上端穿过所述压板并连接所述螺母，拧紧该螺母通过所述压板将所述气缸盖压紧固定；随着所述螺母的拧紧和拉紧力的增大，所述曲面T型螺母在所述曲面T 型槽块内滑移，所述双头螺柱的轴线自动与所述气缸盖的内孔的轴线重合，实现拉紧力自动垂直于该气缸盖的端面；
4)对所述斜孔进行加工，完成后开始对所述气缸盖上下一斜孔的加工准备工作；
5)松开所述螺母，使所述压板脱离所述气缸盖，旋转所述顶起装置，将所述气缸盖顶起并脱离所述第一靠山和第二靠山；
6)根据需要加工的另一斜孔的斜角选择相应的新第一靠山和新第二靠山，将该新第一靠山和新第二靠山替换原有的第一靠山和第二靠山；
7)旋转所述顶起装置，使所述气缸盖下降直至该气缸盖的下部完全与所述新第一靠山和新第二靠山贴合，然后拧紧所述螺母并通过所述压板将所述气缸盖压紧固定；
8)对所述下一斜孔进行加工；
9)重复步骤5)至步骤8)，直至完成所有斜孔的加工。
进一步地，所述的步骤3)中，所述双头螺柱在±18°范围内摆动。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1)通用性强；所述工装能够只使用同一个底板，通过更换不同角度斜面的靠山，来适应于同一气缸盖上不同角度斜孔的加工，以及类似机型不同气缸盖上斜孔的加工，无需更换整体的靠山而准备多个专用工装，从而降低了气缸盖加工的工艺成本。
2)所述组合工装设有顶起装置，更换靠山时可以自顶起气缸盖，实现快速更换靠山，无需占用车间行车，降低了操作难度，提高了作业效率。
3)所述曲面T型槽块与曲面T型螺母的摆动配合，能够实现双头螺柱在±18°范围内任意角度方向的拉紧，使双头螺柱的轴线自动与气缸盖的内孔轴线重合，实现拉紧力自动垂直于该气缸盖的端面，从而保证了气缸盖锁定的稳定性和可靠性。
附图说明
图1是传统工装的示意图。
图2是本发明的俯视图。
图3是图2的A-A剖视图。
图4是图2的B-B剖视图。
图5是图3的C部放大图。
图6是双头螺柱的摆动范围示意图。
图7是本发明的工作状态图。
图中，
1—工作台，2—靠山，3—斜孔，4—气缸盖，5—连接螺栓，6—连接螺母，7—压盖，9—底板，10—顶起装置，11—曲面T型槽块，12—曲面T型螺母，13—双头螺柱，15—压板，16—螺母，17—第一靠山，18—第二靠山。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的阐述，但下述的实施例并非用来限定本发明的实施范围，凡依据本说明书的内容所做的等同替换和修改，都应属于本发明要求保护的技术范围。
本发明所述组合工装安装在卧式镗床的工作台上，用于对船用柴油机气缸盖上的斜孔进行加工，所述气缸盖上设有需要加工的与水平成不同斜角的多个斜孔，该气缸盖装夹于所述组合工装上后，被加工的斜孔的轴线自动与所述卧式镗床的主轴轴线平行。
请结合参阅图2、图3、图4和图5，所述组合工装包括有底板9、顶起装置10、第一靠山17、第二靠山18、曲面T型槽块11、曲面T型螺母12、压板15和双头螺柱13。
所述底板9固定安装于所述卧式镗床的水平旋转工作台上，该底板9的上平面开设有安装所述第一靠山17和第二靠山18的键槽以及安装所述顶起装置10的安装孔。
所述顶起装置10插入所述底板9的安装孔内，其数量有三个，其中，二个布置于该底板 9的前部，一个布置于该底板9的后部，用于顶升所述气缸盖4。所述的顶起装置10包括顶杆和顶杆套，该顶杆通过螺纹连接于所述顶杆套的上部，通过螺纹旋转实现顶杆的上升和下降，从而调节整个顶起装置10的高度。所述顶杆的顶部为球面，与所述气缸盖4的下端面接触，该顶杆通过旋转起到顶起或降下所述气缸盖4的作用。
所述第一靠山17和第二靠山18用于安置和定位所述气缸盖4，分别嵌置于所述底板9 的键槽内，通过内六角螺钉与所述底板9固定连接，并且通过定位销与该底板9定位。所述第一靠山17和第二靠山18上设有定位面，该定位面紧贴所述气缸盖4的底部；该第一靠山17和第二靠山18的定位面的倾斜角度根据需要加工的斜孔3的不同斜角来确定，确定后的定位面的斜角能够使所述气缸盖4上的斜孔3的轴线自动处于水平位置，与所述卧式镗床的主轴轴线平行。
请参阅图5，所述曲面T型槽块11通过内六角螺钉与所述底板9连接，并且通过定位销与该底板9定位。所述曲面T型槽块11的下面为内球面，中央设有用以通过所述双头螺柱13的通孔。
所述曲面T型螺母12设置于所述曲面T型槽块11之下并所述底板9之上，并且紧贴于该曲面T型槽块11的下面。所述曲面T型螺母12为倒置的碗形，上部为外球面，该外球面与所述曲面T型槽块11下面的内球面紧密贴合，并且相互之间可以滑动；所述曲面T型螺母12的中央设有连接所述双头螺柱13的螺纹孔。
请参阅图3，所述压板15设置于所述气缸盖4之上，用于从上端面压固所述气缸盖4，中央设有用以通过所述双头螺柱13的通孔。
所述双头螺柱13穿置于所述气缸盖4的内孔中，下端连接所述曲面T型螺母12，上端穿过所述压板15且与螺母16紧密连接；通过该压板15将所述气缸盖4压固并定位于所述第一靠山17和第二靠山18上。
请参阅图6，随着所述螺母16的拧紧，拉紧力的增大，与所述双头螺柱13连接的曲面T 型螺母12沿所述曲面T型槽块11的内球面滑移摆动，使所述双头螺柱13的轴线在±18°范围内倾斜任意角度，其倾斜角自动与所述斜孔3的斜角相等，从而所述双头螺柱13的轴线自动与所述气缸盖4的内孔的轴线重合，与第一靠山17和第二靠山18的定位面垂直，实现拉紧力自动垂直于所述气缸盖4的端面，从而保证了所述气缸盖4锁定的稳定性和可靠性。因此，本发明所述组合工装同时可以用于所加工孔轴线与机床主轴不平行的气缸盖的装夹。
使用本发明所述组合工装的船用柴油机气缸盖斜孔的加工方法具体步骤如下：
1)首先根据需要加工的斜孔3的斜角选择相应的第一靠山17和第二靠山18，即该第一靠山17和第二靠山18能够使置于其上的气缸盖4的斜孔3的轴线平行卧式镗床的主轴轴线。
旋转顶杆将3个所述顶起装置10的高度降至最低，然后分别插入所述底板9上相应的安装孔内，其中，二个置于该底板9的前部，一个置于后部。
将所述第一靠山17和第二靠山18分别嵌置于所述底板9上相应的键槽内，同时通过内六角螺钉与所述底板9固定连接，通过定位销与该底板9定位。
先将所述曲面T型螺母12连接于所述双头螺柱13的下端，使该双头螺柱13穿过所述曲面T型槽块11中央的通孔，再将该曲面T型槽块11通过内六角螺钉固定于所述底板9上且通过定位销进行定位，从而使所述曲面T型螺母12置于所述曲面T型槽块11之下并所述底板9之上。
2)将在步骤1)中组装完毕的底板9及其上面的构件安装在所述工作台上；将所述气缸盖4吊运并放置于所述第一靠山17和第二靠山18上，使该气缸盖4的底部紧贴所述第一靠山17和第二靠山18的定位面，从而所述斜孔3的轴线自动处于水平位置且与所述卧式镗床的主轴轴线平行。
3)将所述双头螺柱13的上端穿过所述压板15中央的通孔，并且连接所述螺母16，使用气动扳手拧紧该螺母16，通过所述压板15将所述气缸盖4压紧固定；随着所述螺母16的拧紧和拉紧力的增大，所述曲面T型螺母12在所述曲面T型槽块11的内球面上滑移，使所述双头螺柱13在±18°范围内任意摆动，其轴线自动与所述气缸盖4的内孔的轴线重合，垂直于所述第一靠山17和第二靠山18的定位面，实现拉紧力自动垂直于该气缸盖4的端面，状态如图3和图4所示。
4)所述卧式镗床对所述斜孔3进行加工，加工完成后开始对所述气缸盖4的下一斜孔的加工作准备工作。
5)松开所述螺母16，使所述压板15脱离所述气缸盖4；旋转后部一个顶起装置10的顶杆，将所述气缸盖4顶至水平，再同步旋转前后部三处顶起装置10的顶杆，将所述气缸盖4水平地顶起，并脱离所述第一靠山17和第二靠山18的定位面，状态如图7所示。
6)根据需要加工的另一斜孔的斜角，选择相应的新第一靠山和新第二靠山，将该新第一靠山和新第二靠山替换原有的第一靠山17和第二靠山18。
7)同步旋转三处顶起装置10的顶杆，使所述气缸盖4水平地降下，当该气缸盖4的下部接触前部的二个顶起装置10后，单独降下后部的顶起装置10，直至所述气缸盖4的下部完全与所述新第一靠山和新第二靠山贴合，然后使用气动扳手拧紧所述螺母16，并且通过所述压板15将所述气缸盖4压紧固定。
8)对所述下一斜孔进行加工。
9)重复步骤5)至步骤8)，直至完成所有斜孔的加工。
本发明适用于气缸盖的多个不同角度斜孔的加工，所述组合工装实现了对工件倾斜范围在±18°内的拉紧；顶起装置实现了同一气缸盖一次上车，通过顶起装置顶起气缸盖来更换靠山，避免了占用车间行车。
上述仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的范围，即凡依本发明的内容所作的等效变化与修饰，都应为本发明的技术范畴。
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