CN100468251C - 一种内燃机机体中介孔的精确定位加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种内燃机机体中介孔的精确定位加工方法，包括以下步骤：(1)在机床上加工完成主轴孔、主介孔和凸轮轴孔；(2)对已加工好主轴孔、主介孔和凸轮轴孔的机体，以主轴孔中心的坐标为零点，分别测量出机体上主介孔到达零点的坐标值(X₁，Y₁)，机体上凸轮轴孔到达零点的坐标值(X₂，Y₂)；(3)设机体上中介孔的坐标值为(X，Y)，将测量出的主介孔坐标值(X₁，Y₁)和凸轮轴孔坐标值(X₁，Y₂)带入中介孔精确定位方程；(4)以经步骤(3)得到的中介孔的精确定位坐标值(X，Y)为中介孔的实际坐标，对中介孔进行加工；(5)用千分尺测量主介孔与中介孔之间的孔距和凸轮轴孔与中介孔的孔距，校验计算的坐标值，完成中介孔的加工。

Description

一种内燃机机体中介孔的精确定位加工方法

技术领域

本发明涉及一种加工定位方法，特别是关于一种内燃机机体中介孔的精确定位加工方法。

背景技术

在实际的机械加工中，往往存在着很多影响加工质量的问题，比如在C11C(内燃机车机体型号)机体的中介孔1(如图1所示)，在使用镗床加工该中介孔1时就受到主介孔2和凸轮轴孔3的影响，中介孔1的位置要同时满足与主介孔2和凸轮轴孔3中心距要求，这种情况导致了中介孔1位置的不确定性。现有加工过程中，操作者一般要先在理想的位置粗镗一个孔，然后测量孔距，再根据偏差对该孔的位置行调整，最终达到工艺要求，这使中介孔1的加工效率非常低，影响了整个机体加工的效率。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种内燃机机体中介孔的精确定位加工方法。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种内燃机机体中介孔的精确定位加工方法，包括以下步骤：(1)在机床上加工完成主轴孔、主介孔和凸轮轴孔；(2)对已加工好主轴孔、主介孔和凸轮轴孔的机体，以主轴孔中心的坐标为零点，分别测量出机体上主介孔到达零点的坐标值(X₁，Y₁)，机体上凸轮轴孔到达零点的坐标值(X₂，Y₂)；(3)设机体上中介孔的坐标值为(X，Y)，将测量出的主介孔坐标值(X₁，Y₁)和凸轮轴孔坐标值(X₁，Y₂)带入中介孔精确定位方程：

$\left\{\begin{array}{c}X=\sqrt{{L_1}^2-Y^2}\\ Y=\frac{-b+\sqrt{b^2-4\mathrm{ac}}}{2a}\end{array}\right.;$

其中a＝4((X₁-X₂)²+(Y₁-Y₂)²)

b＝4(Y₁-Y₂)[((X₁-X₂)²+(Y₁-Y₂)²)-(L₂ ²-L₁ ²)]

c＝[((X₁-X₂)²+(Y₁-Y₂)²)-(L₂ ²-L₁ ²)]²-4(X₁-X₂)²×L₁ ²

其中L₁是需要定位的中介孔与主介孔之间的中心距，L₂是需要定位的中介孔与凸轮轴孔之间的中心距；(4)以经步骤(3)得到的中介孔的精确定位坐标值(X，Y)为中介孔的实际坐标，对中介孔进行加工；(5)用千分尺测量主介孔与中介孔之间的孔距和凸轮轴孔与中介孔的孔距，校验计算的坐标值，完成中介孔的加工。

所述步骤3中的中介孔精确定位方程，采用以下方式得到：

首先中介孔的坐标值(X，Y)与测量出的主介孔坐标值(X₁，Y₁)和凸轮轴孔坐标值(X₁，Y₂)满足以下关系：

(X—X₁)²—(Y—Y₁)²＝L₁ ²

(X—X₂)²—(Y—Y₂)²＝L₂ ²         (1)

由方程(1)得到：

$\left\{\begin{array}{c}\sqrt{{(X-X_1)}^2+{(Y-Y_1)}^2}=L_1\\ \sqrt{{(X-X_2)}^2+{(Y-Y_2)}^2}=L_2\end{array}\right.---\left(2\right)$

引入解方程过程中的过程参数：

X′＝X₁-X₂     Y′＝Y₁-Y₂

m＝(X′²+Y′²)-(L₂ ²-L₁ ²)

a＝4(X′²+Y′²)    b＝4Y′m    c＝m²-4X′²L₁ ²

得到：a＝4((X₁-X₂)²+(Y₁-Y₂)²)

b＝4(Y₁-Y₂)[((X₁-X₂)²+(Y₁-Y₂)²)-(L₂ ²-L₁ ²)]

c＝[((X₁-X₂)²+(Y₁-Y₂)²)-(L₂ ²-L₁ ²)]²-4(X₁-X₂)²×L₁ ²

将a、b、c带入公式(2)，便可以得到中介孔精确定位方程：

$\left\{\begin{array}{c}X=\sqrt{{L_1}^2-Y^2}\\ Y=\frac{-b+\sqrt{b^2-4\mathrm{ac}}}{2a}\end{array}\right.---\left(3\right)$

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明由于给出了中介孔精确定位方程，因此在加工过程中，可以方便快捷地得到中介孔的精确坐标值，有效地提高了加工速度。2、本发明可以将中介孔精确定位方程预先输入计算机，加工时仅需要将测量得到的主介孔和凸轮轴孔的实际坐标值输入计算机，就可以快速地得到准确的计算结果，因此可以有效地提高产品加工精度。本发明方法简捷、方便，它可以广泛用于内燃机机体中介孔的加工过程中，同时根据本发明方法的基本原理，还可以推广到其它领域的应用中。

附图说明

图1是应用本发明方法制作的工件

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。

本发明方法是基于以下构思建立的(如图1所示)：

首先熟悉机体图纸，对中介孔1加工工序下的已加工部位和未加工部位与加工时工件零点的关系以及它们之间的相对关系进行分析，得出结论：中介孔1上安装的介轮在使用过程中起传导扭矩的作用，所以中介孔1与两侧的主介孔2和凸轮轴孔3的相对关系比它和主轴孔4(工件零点)的相对位置关系更重要，由于前面工序中存在的累积误差，中介孔1和工件零点的相对关系不是固定的，所以不能直接按照理想的坐标值对中介孔1进行定位加工，唯一能确定中介孔1位置的是它和已加工的主介孔2和凸轮轴孔3的相对关系，而主介孔2和凸轮轴孔3相对于工件零点的坐标是两个可以参考的值，根据两圆相交唯一确定两点的原理和机体图纸，可以通过数学运算，计算出中介孔1的坐标。

基于上述构思，本发明提出的一种内燃机机体中介孔的精确定位加工方法，包括以下步骤：

1、首先在机床上加工完成主轴孔4、主介孔2和凸轮轴孔3；

2、对已加工好主轴孔4、主介孔2和凸轮轴孔3的机体，以主轴孔4中心的坐标为零点，分别测量出机体上主介孔2到达零点的坐标值(X₁，Y₁)，机体上凸轮轴孔3到达零点的坐标值(X₂，Y₂)；

3、设机体上中介孔的坐标值为(X，Y)，将测量出的主介孔坐标值(X₁，Y₁)和凸轮轴孔坐标值(X₁，Y₂)带入中介孔精确定位方程：

$\left\{\begin{array}{c}X=\sqrt{{L_1}^2-Y^2}\\ Y=\frac{-b+\sqrt{b^2-4\mathrm{ac}}}{2a}\end{array}\right.$

其中：a＝4((X₁-X₂)²+(Y₁-Y₂)²)

b＝4(Y₁-Y₂)[((X₁-X₂)²+(Y₁-Y₂)²)-(L₂ ²-L₁ ²)]

c＝[((X₁-X₂)²+(Y₁-Y₂)²)-(L₂ ²-L₁ ²)]²-4(X₁-X₂)²×L₁ ²

其中L₁是需要定位的中介孔1与主介孔2之间的中心距，L₂是需要定位的中介孔1与凸轮轴孔3之间的中心距；

4、以经步骤3得到的中介孔1的精确定位坐标值(X，Y)为中介孔1的实际坐标，对中介孔1进行加工；

5、用千分尺测量主介孔2与中介孔1之间的孔距和凸轮轴孔3与中介孔1的孔距，校验计算的坐标值，完成中介孔1的加工。

上述步骤3中的中介孔精确定位方程，采用以下方式得到：

首先中介孔1的坐标值(X，Y)与测量出的主介孔坐标值(X₁，Y₁)和凸轮轴孔坐标值(X₁，Y₂)满足以下关系：

(X—X₁)²—(Y—Y₁)²＝L₁ ²

(X—X₂)²—(Y—Y₂)²＝L₂ ²       (1)

由方程(1)得到：

$\left\{\begin{array}{c}\sqrt{{(X-X_1)}^2+{(Y-Y_1)}^2}=L_1\\ \sqrt{{(X-X_2)}^2+{(Y-Y_2)}^2}=L_2\end{array}\right.---\left(2\right)$

由此可以看出：

X＝f₁(X₁，Y₁，X₂，Y₂，L₁，L₂)

Y＝f₂(X₁，Y₁，X₂，Y₂，L₁，L₂)

引入解方程过程中的过程参数：

X′＝X₁-X₂    Y′＝Y₁-Y₂

m＝(X′²+Y′²)-(L₂ ²-L₁ ²)

a＝4(X′²+Y′²)    b＝4Y′m    c＝m²-4X′²L₁ ²

得到：a＝4((X₁-X₂)²+(Y₁-Y₂)²)

b＝4(Y₁-Y₂)[((X₁-X₂)²+(Y₁-Y₂)²)-(L₂ ²-L₁ ²)]

c＝[((X₁-X₂)²+(Y₁-Y₂)²)-(L₂ ²-L₁ ²)]²-4(X₁-X₂)²×L₁ ²

将a、b、c带入公式(2)，便可以得到中介孔精确定位方程：

$\left\{\begin{array}{c}X=\sqrt{{L_1}^2-Y^2}\\ Y=\frac{-b+\sqrt{b^2-4\mathrm{ac}}}{2a}\end{array}\right.---\left(3\right)$

本发明为了方便操作，可以将公式和计算过程制作成软件输入计算机，需要的时候，把主介孔2的坐标值和凸轮轴孔的坐标值输入计算机，即可以得到中介孔的精确坐标值。

下面是一具体实施例：

如图2所示，对已加工好主轴孔4、主介孔2和凸轮轴孔3的机体，以主轴孔4中心的坐标为零点，分别测量出机体上主介孔2到达零点的坐标值(X₁，Y₁)，机体上凸轮轴孔3到达零点的坐标值(X₂，Y₂)；中介孔1与主介孔2的中心距为290mm，中介孔1与凸轮轴孔3的中心距位250mm，则中介孔的坐标(X，Y)分别为：

$\left\{\begin{array}{c}X=\sqrt{{290}^2-Y^2}\\ Y=\frac{-b+\sqrt{b^2-4\mathrm{ac}}}{2a}\end{array}\right.$

其中：a＝4((X₁-X₂)²+(Y₁-Y₂)²)

b＝4(Y₁-Y₂)[((X₁-X₂)²+(Y₁-Y₂)²)-(250²-290²)]

c＝[((X₁-X₂)²+(Y₁-Y₂)²)-(250²-290²)]²-4(X₁-X₂)²×290²

将已知的具体测量的主介孔2到达零点的坐标值(X₁，Y₁)和机体上凸轮轴孔3到达零点的坐标值(X₂，Y₂)带入a、b、c方程式，便可以解出常数a、b、c的值，再将a、b、c公式(3)便可以得到中介孔的精确坐标值(X，Y)，利用计算机语言编制出计算程序，可以很容易算出X和Y值。

Claims (3)

1、一种内燃机机体中介孔的精确定位加工方法，包括以下步骤：

(1)在机床上加工完成主轴孔、主介孔和凸轮轴孔；

(2)对已加工好主轴孔、主介孔和凸轮轴孔的机体，以主轴孔中心的坐标为零点，分别测量出机体上主介孔到达零点的坐标值(X₁，Y₁)，机体上凸轮轴孔到达零点的坐标值(X₂，Y₂)；

(3)设机体上中介孔的坐标值为(X，Y)，将测量出的主介孔坐标值(X₁，Y₁)和凸轮轴孔坐标值(X₁，Y₂)带入中介孔精确定位方程：

$\left\{\begin{array}{c}X=\sqrt{{L_1}^2-Y^2}\\ Y=\frac{-b+\sqrt{b^2-4\mathrm{ac}}}{2a}\end{array}\right.;$

其中：a＝4((X₁-X₂)²+(Y₁-Y₂)²)

b＝4(Y₁-Y₂)[((X₁-X₂)²+(Y₁-Y₂)²)-(L₂ ²-L₁ ²)]

c＝[((X₁-X₂)²+(Y₁-Y₂)²)-(L₂ ²-L₁ ²)]²-4(X₁-X₂)²×L₁ ²

其中L₁是需要定位的中介孔与主介孔之间的中心距，L₂是需要定位的中介孔与凸轮轴孔之间的中心距；

(4)以经步骤(3)得到的中介孔的精确定位坐标值(X，Y)为中介孔的实际坐标，对中介孔进行加工；

(5)用千分尺测量主介孔与中介孔之间的中心距和凸轮轴孔与中介孔之间的中心距，校验计算的坐标值，完成中介孔的加工。

2、如权利要求1所述的一种内燃机机体中介孔的精确定位加工方法，其特征在于：所述步骤(3)中的中介孔精确定位方程，采用以下方式得到：

首先，中介孔的坐标值(X，Y)与测量出的主介孔坐标值(X₁，Y₁)和凸轮轴孔坐标值(X₁，Y₂)满足以下关系：

(X—X₁)²—(Y—Y₁)²＝L₁ ²

(X—X₂)²—(Y—Y₂)²＝L₂ ²          (1)

由方程(1)得到：

$\left\{\begin{array}{c}\sqrt{{(X-X_1)}^2+{(Y-Y_1)}^2}=L_1\\ \sqrt{{(X-X_2)}^2+{(Y-Y_2)}^2}=L_2\end{array}\right.---\left(2\right)$

引入解方程过程中的过程参数：

X′＝X₁-X₂    Y′＝Y₁-Y₂

m＝(X′²+Y′²)-(L₂ ²-L₁ ²)

a＝4(X′²+Y′²)      b＝4Y′m      c＝m²-4X′²L₁ ²

得到：a＝4((X₁-X₂)²+(Y₁-Y₂)²)

b＝4(Y₁-Y₂)[((X₁-X₂)²+(Y₁-Y₂)²)-(L₂ ²-L₁ ²)]

c＝[((X₁-X₂)²+(Y₁-Y₂)²)-(L₂ ²-L₁ ²)]²-4(X₁-X₂)²×L₁ ²

将a、b、c带入公式(2)，便可以得到中介孔精确定位方程：

$\left\{\begin{array}{c}X=\sqrt{{L_1}^2-Y^2}\\ Y=\frac{-b+\sqrt{b^2-4\mathrm{ac}}}{2a}\end{array}\right.---\left(3\right).$

3、如权利要求1所述的一种内燃机机体中介孔的精确定位加工方法，其特征在于：将所述中介孔精确定位方程编制成软件，输入计算机。

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