摘要：文章介绍柴油机汽缸盖多品种单件、中小批量生产中，喷油孔数控加工夹具的设计和坐标计算，以及检验方法。

图1所示N485Q涡流式柴油机的喷油孔，在空间有两个夹角U和V确定其方位，且夹角度数随着柴油机的品种不同而不同，同一位置上所需的加工刀具也较多，这对于试制及中小批量生产，用立式加工中心加工，显然比设计多种多台相适应的专机完成要划算得多。但这样就必须设计专用夹具，解决繁琐而复杂的坐标计算和检测方法。本文就此作详细说明。

(a)

(b)

(c)
图1

1 夹具设计制造及喷油孔数控加工坐标计算

图2是夹具原理图。为了使汽缸盖喷油孔的轴心线与机床主轴平行，夹具的工件装夹平面(以下称主平面)与其底面成(90°-U)夹角，汽缸中心连线在夹具主平面内逆时针方向转V角度。加工程序的工件坐标原点(X，Y)设定在第一个喷油孔轴心线与夹具主平面的交点上，在此处开有环表找零点的工艺孔。Z方向的零点设在夹具顶面，夹具顶面与第一个喷油孔孔口面平齐，既可简化Z坐标计算，又便于机上对刀确定刀具长度。一只圆柱定位销固定不动，几只菱形定位销分别浮动，根据汽缸孔数量，确定使用哪一只菱形定位销。夹具主平面和其上所有孔，在具有分度工作台的卧式加工中心上一次装夹加工完毕，以保证加工精度。确定工件零点和定位销相对位置尺寸的x₁₃、x₁₃分别计算如下：

x₁₁=e₂/sin(90°-U)=e₁₁/cosU

x₁₁=(d+g+x₁₁)ctgU

x₁₂=e₁-x₁₁

x₁₂=x₁₂cosV

x₁₃=b-x₁₂x₁₃=x₁₂sin V

喷油孔数控加工坐标计算：

x₁=0 z₁=0 y₁=0x₂=acosV z₂=asinVcosU y₂=asinVsinUx₃=2x₂ z₃=2z₂ y₃=2y₂x₃=3x₂ z₄=3z₂ y₄=3y₂

压板螺孔对各自喷油孔的坐标增量：

x=LcosW/2 y=sinW/2 z=0

图2

2 检验方法

从喷油孔的结构看，直接用常规量具无法检验其位置精度和孔深，连目前厂内的三坐标测量机也无法直接测量，生产现场难以控制产品质量，我们用投资少的专用量具解决了问题。测量喷油孔，的深度-.时，将如图3a所示的专用球头量柱插入清理干净的喷油孔内，在检验平台上用带表高度尺找球头的最高点，即为测量高度y₁₅，h₁与y₁₅的关系计算如下(图3b)：

y₁₄=h₁+(f3-d₁/2)sin U

y₁₅=y₁₄+d₁/2

(a)
(b)
(c)图3

喷油孔D₁的深度f₁用如图3c所示的专用定长检套和深度尺测量。专用定长检套插入清理干净的喷油孔D₁内，用深度尺测量C面至专用定长检套端面间的距离，深度尺的读数F₅应为

F₅=f₄+f₁

喷油孔的位置检验，用两只定位插销穿过检验模板在导管孔内定位，另一只检验插销逐个插检喷油孔的位置，如图4所示。喷油孔的位置精度和坐标尺寸均为自由尺寸要求，在加工中心上加工能适当提高坐标精度，把被提高部分的坐标精度和自由位置精度一并考虑，利用补偿原则确定检验插销的合适直径。检验模板上孔的坐标尺寸计算为

x₁₆=h₂cosU

x₁₇=(x₁₆+x₁₂)sinV y₁₇=(x₁₆+x₁₂)cosV

x₅=x₁₇-(n-c) y5=y₁₇+(m-b)

x₆=a+x₅

x₇=2a+x₅

x₈=3a+x₅

图4

把繁琐的计算交给计算机来完成，保证不会出错，还能打印出所需的计算结果(具体编制的*BAS计算程序略)。