缸體精銑兩側(cè)面機(jī)床總體設(shè)計(jì)及夾具設(shè)計(jì)【銑兩側(cè)面】【說(shuō)明書(shū)+CAD+3D】

缸體精銑兩側(cè)面機(jī)床總體設(shè)計(jì)及夾具設(shè)計(jì)【銑兩側(cè)面】【說(shuō)明書(shū)+CAD+3D】,銑兩側(cè)面,說(shuō)明書(shū)+CAD+3D,缸體精銑兩側(cè)面機(jī)床總體設(shè)計(jì)及夾具設(shè)計(jì)【銑兩側(cè)面】【說(shuō)明書(shū)+CAD+3D】,缸體,精銑兩,側(cè)面,機(jī)床,總體,設(shè)計(jì),夾具,說(shuō)明書(shū),CAD 文章編號(hào): 1001- 2265( 2007) 05- 0079- 03收稿日期: 2007- 01- 19 ; 修回日期: 2007- 02- 24作者簡(jiǎn)介: 張樹(shù)禮 ( 1959?), 男, 遼寧人, 大連機(jī)床集團(tuán)技術(shù)中心工程師, 主要從事機(jī)床及其自動(dòng)線的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)等, ( E- ma il) r wpzs lsina. com。精銑缸體頂面、精鏜缸孔及止口數(shù)控自動(dòng)線的研制張樹(shù)禮, 楊曙光, 田宜全(大連機(jī)床集團(tuán)有限責(zé)任公司 技術(shù)中心, 遼寧 大連?116022)摘要: 文章闡述了用數(shù)控自動(dòng)線精銑缸體頂面、 精鏜缸孔及止口的設(shè)計(jì)依據(jù)和工藝方案, 并對(duì)自動(dòng)線的布局及采用的浮動(dòng)式精密鏜削頭、 滑臺(tái)式精密銑削頭、 數(shù)控三導(dǎo)軌機(jī)械滑臺(tái)、 自動(dòng)補(bǔ)償鏜桿、 數(shù)控系統(tǒng)等關(guān)鍵部件的結(jié)構(gòu)、 原理及功能做了詳細(xì)的介紹。該自動(dòng)線的研制, 解決了單機(jī)加工效率低、 國(guó)內(nèi)用戶只能依賴進(jìn)口設(shè)備的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。關(guān)鍵詞: 數(shù)控自動(dòng)線; 浮動(dòng)式精密鏜削頭; 滑臺(tái)式精密銑削頭中圖分類號(hào): TG659? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: AFinishM illingHead Face of Cylinder 、 Finish Boring CylinderHole andthe Design ofD igital Control Automatic LineZHANG Shu?l,i YANG Shu? guang , T I AN Y i?quan( Technical Center , DalianM achine ToolGroup ,Dalian L iaoning 116021, China)Abstract : The paper expounds the design and technology of finishing milling the head f ace , finishing bor?ing the hole and rabbet of cylinder body . Elaborately introduces the principles , structures and functions ofFPB, STPM, NC MSTG, ACB, MC M and the Lay Out of theAutomatic Line . The development of this auto?matic line solves the proble ms of low efficiency in singlemachine tool and the dependence on foreign prod?ucts.Key words : NCAL (Numerical Control Automatic Line) ; FPB (Floating Pecise Boring) ; STPM (SlidingType PreciseM illing)0? 引言組合機(jī)床及其自動(dòng)線是集機(jī)電儀于一體綜合自動(dòng)化程度很高的高效自動(dòng)化裝備, 被廣泛應(yīng)用于汽車(chē)、 拖拉機(jī)、 內(nèi)燃機(jī)等缸體、 缸蓋加工。汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)缸體是發(fā)動(dòng)機(jī)上的關(guān)鍵零件, 而缸體加工的關(guān)鍵工序即為缸孔的加工, 尤其是缸孔的止口深度, 止口深度的精度對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的性能有很大影響, 一般公差都在 0 . 02 0 . 03之間。就目前國(guó)內(nèi)汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)廠, 大都從國(guó)外進(jìn)口機(jī)床來(lái)完成這一工序, 盡管?chē)?guó)內(nèi)也生產(chǎn)加工缸孔的機(jī)床, 但加工精度低或只用在半精加工, 而且都是單機(jī), 在自動(dòng)線上, 大都為半精加工。本課題研制自動(dòng)線則是為了精加工缸體缸孔、 止口及頂面而專門(mén)開(kāi)發(fā)研制的數(shù)控自動(dòng)線。不僅保證了高精度的要求, 而且較單機(jī)大大提高了生產(chǎn)效率, 如加工六缸機(jī), 單機(jī)要分三次 (移動(dòng)工作臺(tái)形式 )才加工完,而自動(dòng)線一次就完成, 節(jié)拍提高了一倍多, 特別是該線采用的 三導(dǎo)軌精密數(shù)控滑臺(tái)和立柱移動(dòng)式銑削加工的技術(shù), 獲得了專利。1? 自動(dòng)線方案的制定( 1)被加工零件名稱發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸體和曲軸箱體的總成裝配體, 如圖 1所示。材料: HT250硬度: HB170- 241( 2)節(jié)拍: t= 4 . 2m in精銑氣缸體頂面: 平面度要求 0 . 05 , 粗糙度 1 . 6 ,保證頂面定位面的尺寸精度 463 . 8! 0 . 0246個(gè)缸孔的主要精度:缸孔直徑 ?129 . 96+ 0. 0250圓柱度 0. 02缸孔與曲軸孔的垂直度 ?0 . 04止口: 孔徑 ?136+ 0. 080? 深 4 . 7+ 0 . 0260( + 0 . 026/0)792007年第 5期 工藝與裝備 止口面對(duì)缸孔的垂直度: 0 . 026個(gè)缸孔的位置精度: ! 0 . 05切削參數(shù) (根據(jù)節(jié)拍制定, 若選擇相應(yīng)刀具還可提高 ):銑削: n= 127rp m? ?v= 125m /m in鏜削: n= 360rp m? v= 154m /m in? 銑刀直徑 ?3152? 自動(dòng)線布局精銑缸體頂面, 精鏜缸孔數(shù)控自動(dòng)線是由 4臺(tái)單機(jī)和上下料輸送滾道及擺桿輸送裝置組成。如圖 2所示。第一臺(tái)為精銑機(jī)床, 主要銑缸體頂面, 第二、 三和四臺(tái)為立式精密鏜床, 主要是精鏜缸孔和車(chē)止口, 每臺(tái)鏜床加工 2個(gè)缸孔, 每臺(tái)立式鏜床安裝一個(gè)三導(dǎo)軌數(shù)控機(jī)械滑臺(tái), 滑臺(tái)上面安有兩個(gè)鏜頭, 鏜頭向下移動(dòng)時(shí)加工半精鏜及鏜車(chē)止口, 返回時(shí)為精鏜。此時(shí), 鏜刀拉桿軸向移動(dòng), 推動(dòng)精鏜刀徑向移動(dòng), 從而完成精鏜缸孔的加工。80 工藝與裝備 組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù)3? 本自動(dòng)線主要部件3 . 1? 浮動(dòng)精密鏜削頭該鏜削頭有別于傳統(tǒng)的通用鏜削頭, 是針對(duì)加工缸體缸孔而專門(mén)開(kāi)發(fā)的專用鏜頭。其采用進(jìn)口軸承,主軸前軸承直徑為 ?150 , 鏜頭帶氣密封, 前端蓋 180#方向上裝有兩個(gè)定位桿。在滑臺(tái)進(jìn)給將到位時(shí), 定位桿前端頂在缸體精銑過(guò)的頂面上, 主軸在垂直方向上停止不動(dòng), 保證鏜止口深度的精度為 0. 026 , 由于主軸和軸承不動(dòng), 而鏜頭箱體做微量運(yùn)動(dòng), 即箱體與軸承外環(huán)的相對(duì)運(yùn)動(dòng), 從而保證在同一個(gè)滑臺(tái)上裝有的兩個(gè)鏜頭都能達(dá)到止口深度的精度要求。3 . 2? 三導(dǎo)軌數(shù)控機(jī)械滑臺(tái)滑臺(tái)是組合機(jī)床關(guān)鍵的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)部件, 一般均為兩個(gè)矩形導(dǎo)軌或單導(dǎo)軌雙側(cè)導(dǎo)向, 或兩導(dǎo)軌外側(cè)導(dǎo)向。但受力或動(dòng)力頭轉(zhuǎn)速超過(guò)一定范圍的情況下, 精度不穩(wěn)定, 甚至還要受到主軸頭旋向的影響。而三導(dǎo)軌滑臺(tái), 單導(dǎo)軌導(dǎo)向, 且是中間的鑲鋼導(dǎo)軌, 處與滑臺(tái)受軸向力的中心位置, 受力情況好, 力矩小, 導(dǎo)向約束穩(wěn)定,剛度高, 受熱變形小; 加上采用貼塑導(dǎo)軌板, 動(dòng)態(tài)性能好, 采用精密滾珠絲杠及伺服電機(jī)同步齒形帶驅(qū)動(dòng), 使滑臺(tái)保持高的進(jìn)給精度。3 . 3? 自動(dòng)補(bǔ)償鏜桿鏜刀桿是加工高精度孔系的關(guān)鍵工具之一。發(fā)動(dòng)機(jī)缸體是汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵零件, 而氣缸孔的精度好壞將直接影響到發(fā)動(dòng)機(jī)性能的好壞。因此, 缸孔的加工是缸體加工中的關(guān)鍵工序, 本機(jī)床的刀桿采用的是與德國(guó)馬坡共同設(shè)計(jì)、 馬坡制造的鏜刀桿, 并帶有刀具的自動(dòng)補(bǔ)償系統(tǒng), 補(bǔ)償電機(jī)為伺服電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)。半精鏜、 精鏜刀片分開(kāi)使用, 只有精鏜刀有補(bǔ)償, 鏜桿后端帶有鏜車(chē)止口刀。3 . 4? 夾具系統(tǒng)本自動(dòng)線 4臺(tái)單機(jī)采用的是同一種夾具, 工件一面兩銷(xiāo)定位, 限制了 6個(gè)自由度, 使工件穩(wěn)定性好。 3個(gè)油缸自動(dòng)夾緊, 并設(shè)有 6個(gè)自動(dòng)輔助支撐。由于工件是被抬起后輸送, 落下?tīng)顟B(tài)被夾緊加工, 這樣采用死銷(xiāo)定位, 減少了活插銷(xiāo)帶來(lái)的定位誤差, 提高了工件的重復(fù)定位精度, 保證了被加工件 6個(gè)缸孔的位置精度(每臺(tái)加工 2個(gè)缸孔 )。另外, 該夾具設(shè)有定位面吹風(fēng)和氣檢系統(tǒng)。氣檢系統(tǒng)元件為進(jìn)口, 保證了工件定位的可靠性。3 . 5? 滑臺(tái)式精密銑頭精銑頭結(jié)構(gòu)為西德通用部件銑頭結(jié)構(gòu), 這種銑頭比國(guó)產(chǎn)通用銑頭有明顯的優(yōu)點(diǎn), 它是滑臺(tái)式銑頭, 銑頭與立柱之間省去了一個(gè)中間環(huán)節(jié) ? 滑臺(tái), 減少了一層誤差。且銑頭主軸與導(dǎo)軌結(jié)合面的尺寸與國(guó)產(chǎn)通用銑頭比大大縮小了, 銑頭在加工過(guò)程中承受的翻轉(zhuǎn)力矩也隨之減小, 增加了銑頭的抗震能力, 保證了機(jī)床的銑削精度。3. 6? 立柱移動(dòng)式銑削結(jié)構(gòu)以往的銑削組合機(jī)床, 均是銑頭不動(dòng) (銑頭有時(shí)只有讓刀動(dòng)作 ), 而是工作臺(tái)帶動(dòng)工件移動(dòng), 而該自動(dòng)線的特點(diǎn)是工件不動(dòng), 而是銑削工作臺(tái)帶動(dòng)銑頭和立柱移動(dòng)。從以往的設(shè)計(jì)思路看, 這似乎不太合理, 往往認(rèn)為會(huì)影響銑削精度。通過(guò)實(shí)踐驗(yàn)證, 在半精銑或精銑的情況下, 不但對(duì)銑削精度沒(méi)有影響, 而且還有提高。由于精加工切削力相對(duì)小, 立柱和銑頭的質(zhì)量很重, 使工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)更加平穩(wěn), 故加工出的精度高, 這種結(jié)構(gòu)使自動(dòng)線上采用立式銑削組合機(jī)床簡(jiǎn)化了。這一新的設(shè)計(jì)理念, 打破了長(zhǎng)期以來(lái)缸體頂面的精銑、 缸孔的精鏜由專用單機(jī)來(lái)完成的加工方案。3. 7? 輸送部件該自動(dòng)線輸送為擺桿式步伐輸送, 線頭線尾為上下料自動(dòng)輸送滾道, 機(jī)床與機(jī)床之間由滾道連接, 液壓缸驅(qū)動(dòng)擺桿的回轉(zhuǎn)和直線運(yùn)動(dòng)。上下料設(shè)有分隔料裝置及開(kāi)關(guān), 控制工件的有序輸送。3. 8? 數(shù)控系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)全線采用德國(guó) I NDERMAT 數(shù)控系統(tǒng)。三導(dǎo)軌數(shù)控機(jī)械滑臺(tái)及鏜桿的刀具補(bǔ)償均為伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)。采用計(jì)算機(jī)多任務(wù), 數(shù)字控制系統(tǒng), 通訊光纜現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù), 將 CNC與 PLC技術(shù)融合, 具有控制全線故障診斷,工況監(jiān)視, 故障報(bào)警等功能。4? 結(jié)束語(yǔ)精銑缸體頂面、 精鏜缸孔數(shù)控自動(dòng)線, 較單機(jī)而言, 無(wú)論從控制還是加工精度的保證, 都增加了一定的技術(shù)難度。是國(guó)內(nèi)開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的加工汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)缸體精銑頂面、 精鏜缸孔的第一條數(shù)控自動(dòng)線, 使用兩年, 自動(dòng)線性能一直很穩(wěn)定。參考文獻(xiàn) 1 談武宗. 精銑缸體頂面精鏜缸孔精車(chē)止口組合機(jī)床的設(shè)計(jì)和使用 J. 組合機(jī)床及自動(dòng)化加工技術(shù), 1999( 4): 10- 11 .2 吳長(zhǎng)江, 劉聯(lián)源. 關(guān)于發(fā)動(dòng)機(jī)缸體頂面及缸孔精加工定位方式的探討 J. 組合機(jī)床及自動(dòng)化加工技術(shù), 1999( 9): 37- 38 .3 唐善洲. 發(fā)動(dòng)機(jī)缸孔止口加工精鏜頭設(shè)計(jì)制造 J. 組合機(jī)床及自動(dòng)化加工技術(shù), 2002( 1): 42- 44 .(編輯? 李秀敏)812007年第 5期 工藝與裝備