張志強，溫 濤

（濰柴重機股份有限公司,山東濰坊 261108）

近幾年，柴油機行業(yè)競爭激烈，各大柴油機制造商不斷采用先進的工藝裝備，提高生產(chǎn)效率，降低成本，加大產(chǎn)品的競爭力。以下介紹某柴油機機體鑄造毛坯位置度檢測工藝和裝備。

該機體為直列6 缸結(jié)構(gòu)，見圖1，成品長、寬、高為1420 mm×520 mm×750 mm，鑄造毛坯孔和面均留5 mm 加工余量，見圖2。材料為灰鐵，毛坯重980 kg。機體毛坯鑄造完成后，需要檢驗各鑄孔、面的位置精度是否合格，這是關(guān)鍵工序[2]，每批需要進行首檢、抽檢和完工檢,以確保鑄件質(zhì)量，避免批量報廢。傳統(tǒng)的檢驗方法如下。

圖1 機體鑄造毛坯圖

圖2 機體后端面毛坯劃線簡圖

（1）首先將機體劃線部位涂上白粉，用行車吊起機體，觀察窗側(cè)面朝下，將機體放在劃線平臺上，用千斤頂找平機體，使主軸孔、上缸孔、凸輪軸孔、觀察窗側(cè)面和油泵側(cè)面在兩側(cè)面方向加工余量均勻，然后分別劃上述各孔、面的加工線。

（2）吊起機體，翻轉(zhuǎn)90°，機體底面朝下，將機體吊放在劃線平臺上，用千斤頂和直角尺按上工步劃線找直，使機體主軸孔、瓦口面、底面、頂面和凸輪軸孔的上下垂直方向加工余量均勻，然后分別劃上述各孔、面的加工線。

（3）吊起機體，翻轉(zhuǎn)90°，后端面朝下，再次放在劃線平臺上，用千斤頂找平后端面，使機體后端面、前端面、上缸孔和主軸孔檔寬在前后端方向上加工余量均勻，然后分別劃上述各孔、面的加工線。

（4）最后用游標卡尺檢測劃好的各孔、面的加工余量，如果在3～7 mm 之間，就是合格產(chǎn)品。

（5）該檢測方法需要花費60 min。

這種檢測方法缺點是需要行車多次吊裝、吊卸、翻轉(zhuǎn)，還需要操作者多次找平、找正、對尺，準備多個高針劃線，導致生產(chǎn)效率低、成本高、勞動強度大。為了解決這三個問題，我們設(shè)計了這套機體鑄造毛坯位置度檢測裝置，并進行了多次試驗，取得了良好效果，現(xiàn)與大家一起探討。

1 檢測裝置的設(shè)計方法

該裝置的設(shè)計理念是輕便和準確。輕便是指裝置的重量控制在一位工人能手動輕松裝卸范圍之內(nèi)，操作簡單方便，不用行車裝卸，在車間現(xiàn)場就能檢測；準確是指裝置的各功能部件能準確反映機體毛坯狀況，并且每一部分設(shè)計都有根據(jù)。

（1）主軸孔是機體最重要的孔系，是機體的設(shè)計基準。所有的孔、面的位置精度都是以機體兩端主軸孔的公共軸線為基準[3]設(shè)計的，如上下缸孔、凸輪軸孔和瓦口面、底面、頂面、兩側(cè)面、兩端面。該裝置設(shè)計也遵循了這一原則。

（2）該裝置外形為矩形框架結(jié)構(gòu)，主體選用鋼材焊接，裝置長、寬、高為1470 mm×520 mm×540 mm，重約13 kg，見圖3。

圖3 檢測裝置側(cè)面視圖

（3）在機體底面上，用4 個劃線塊支撐整個框架，這4 個劃線塊上都有1 個微調(diào)螺栓，調(diào)整裝置上下移動。劃線塊用兩定位銷定位，并用螺栓固定在框架上,這4 個劃線塊確定底面、兩側(cè)面、兩端面位置，兩端劃線塊間距為1440 mm，保證機體毛坯面與劃線塊單邊有5 mm 間隙，確保正常裝卸，見圖4。

圖4 檢測裝置俯視圖

（4） 機體毛坯主軸孔為?155 mm（成品?165H7）的半圓孔，主軸孔樣板設(shè)計為?145 mm、厚度10 mm 圓盤，在第1（前端）和第7（后端）主軸孔處各一，用?20 mm 鋼管連接，這兩個圓盤的公共軸線為整個裝置的設(shè)計基準。

（5）在主軸孔兩側(cè)，布置兩個主軸孔劃線塊，用兩定位銷定位，并用螺栓固定在支架上，支架與框架連接，見圖5。后端左側(cè)劃線塊設(shè)計圖見圖6，這兩個劃線塊確定主軸孔和瓦口面位置，前端和后端各布置一對，兩端劃線塊間距和上面（3）中描述一樣，同樣為1440 mm。

圖5 檢測裝置后端面視圖

圖6 檢測裝置后端左側(cè)劃線塊設(shè)計圖

（6）機體毛坯下缸孔為?175 mm（成品?185H7），下缸孔樣板設(shè)計為?155 mm、厚度3 mm 圓盤，在第1、3、5 缸分別布置1 個，用?10 mm 圓鋼與框架連接。

（7）第1、7 主軸孔檔寬兩側(cè)需要加工，其余檔寬不需加工。因此，在第2、3、5、6 檔各布置1 個擋寬樣板，寬度與毛坯一樣均為50 mm，厚度3 mm，用?10 mm 圓鋼與框架連接。

（8）該裝置制作完成后，需要放在精加工好的機體上校驗，校驗合格后才能投入使用。

2 檢測裝置尺寸公差和形位公差的選用

因該裝置是一個針對機體毛坯位置度的檢測裝置，并且采用矩形框架結(jié)構(gòu)，考慮到經(jīng)濟效益和制造難易程度，在滿足檢測功能的前提下，選取最經(jīng)濟的公差，一般選9～10 級精度。

（1）兩主軸孔樣板直徑公差選取?145 mm±0.05 mm，二者同軸度取?0.20 mm。

（2）4 個劃線塊組成平面的平面度選0.25 mm，8 個劃線塊的每個劃線面對兩主軸孔樣板基準（A-B）的位置度均為0.20 mm，各個劃線面間距公差為：主軸孔165 mm±0.05 mm，底面和瓦口面間距160 mm±0.10 mm，兩側(cè)面間距520 mm±0.10 mm，前后端面間距1420 mm±0.15 mm，需要特別說明的是，每對劃線面的間距需要配磨劃線塊對應(yīng)的劃線面才能達到要求[4]。

3 檢測裝置的使用方法

（1）機體底面朝上，將機體劃線部位涂上白粉，操作者手提裝置，輕輕將其放在機體底面上，兩端、兩側(cè)確定好位置，調(diào)整裝置頂面上4 個微調(diào)螺栓，使4 個面與底面大體平行。

（2）沿著前后端方向輕輕移動裝置，觀測1、3、5 缸孔樣板位置：保證該方向樣板與下缸孔的間距相等，再觀測2、3、5、6 主軸孔檔寬樣板的位置，保證樣板與檔寬位置重合。

（3）沿著兩側(cè)方向輕輕移動裝置，觀測1、3、5缸孔樣板位置，保證該方向樣板與下缸孔的間距相等。測量第1 和第7 主軸孔樣板與機體主軸孔左、右間距，如果在3～7 mm 之間，證明缸孔對主軸孔位置度合格，并做好記錄。

（4）輕輕調(diào)整裝置頂面上4 個微調(diào)螺栓，使該裝置在上下垂直方向輕微移動，觀測第1 和第7主軸孔樣板，保證樣板下部和主軸孔間距與左右方向上相等，即形成一個等寬的半圓環(huán)間隙。

（5）劃兩端主軸孔線、瓦口面線、底面線、劃兩端兩側(cè)面線，劃兩側(cè)兩端面線。

（6）輕輕抬起裝置，將其放在專用架子上，測量各孔、面的加工余量，在3～7 mm 為合格。測量瓦口面線與凸輪軸孔垂直距離，在290 mm±2 mm 范圍為合格，測量瓦口面線與頂面垂直距離，在595 mm±2 mm（含頂面5 mm 加工余量）范圍為合格。

（7）在檢測中，如果滿足多孔、面合理的加工余量時出現(xiàn)困難，需要相互借用，根據(jù)各孔、面功能的重要性，優(yōu)先滿足的順序是：主軸孔→瓦口面→下缸孔→底面→凸輪軸孔→兩端面→兩側(cè)面→檔寬→頂面。如果借用也不能滿足要求，就可能出現(xiàn)不合格品，應(yīng)立即分析、查找原因并改正。

（8）該檢測方法需要花費15 min。

4 經(jīng)濟效益計算

該裝置制造費用為2600 元，費用按3 年折舊完成，每年按251 個工作日、每天兩班14 h 工作制計算，該裝置的點值為P：

（1）用傳統(tǒng)的方法檢測需要工時60 min/件，點值為51 元／h，單件生產(chǎn)成本為C1：

（2）用該裝置檢測需要工時15 min/件，因不用行車裝卸，點值變?yōu)?5 元／h，單件生產(chǎn)成本為C2：

即生產(chǎn)成本降低了77.8%，生產(chǎn)效率提高了75%。

5 結(jié)語

機體毛坯位置度檢測工序，是鑄造工藝重要的環(huán)節(jié)，要求我們工藝師不斷地完善工藝，采用先進的工藝裝備，提高生產(chǎn)率，降低成本。從上面的計算可以看出，使用裝置檢測機體，每件僅僅增加了0.25 元的成本，但生產(chǎn)效率提高了75%，生產(chǎn)成本降低了77.8%，可見使用先進工藝裝備的重要性。該裝置可以推廣到機體的冷加工工藝，在劃線工序中使用。