缸體精銑兩側(cè)面機床總體設(shè)計及夾具設(shè)計【銑兩側(cè)面】【說明書+CAD+3D】,銑兩側(cè)面,說明書+CAD+3D,缸體精銑兩側(cè)面機床總體設(shè)計及夾具設(shè)計【銑兩側(cè)面】【說明書+CAD+3D】,缸體,精銑兩,側(cè)面,機床,總體,設(shè)計,夾具,說明書,CAD 發(fā)動機缸孔止口加工精鏜頭設(shè)計制造唐善洲東風汽車公司 設(shè)備制造廠, 湖北 十堰 ? 442022摘要: 根據(jù)產(chǎn)品的技術(shù)要求, 提出用缸體頂面控制缸孔止口深度加工的設(shè)計新思路。介紹加工缸孔止口專用三軸浮動精鏜頭工作原理, 闡述了在裝配調(diào)試過程中出現(xiàn)的浮動量大小不一, 浮動困難, 浮動量測量不便等問題解決方法。關(guān)鍵詞: 缸孔止口; 浮動精鏜頭; 裝配; 調(diào)試中圖分類號: TG650?2: TK406? 文獻標識碼: A? 文章編號: 1001- 2265( 2002) 01- 0042- 03圖 1? 缸體零件圖圖 2? 三軸浮動精鏜頭總圖1? 引言我廠為某發(fā)動機廠設(shè)計制造一條缸體三軸孔及缸孔止口加工自動線。雖然該線要求缸孔止口為半精加工, 但是廠里為了把開發(fā)和應(yīng)用相結(jié)合, 要求按精加工設(shè)計缸孔止口加工機床, 節(jié)省開發(fā)費用, 降低開發(fā)風險。產(chǎn) 品 要 求缸 孔 止口 深 度 尺寸 公 差 較高, 為? 0. 02mm( 見圖 1) , 由圖可知, 缸體頂?shù)酌娓叨瘸叽绻钸h大于缸孔止口尺寸公差, 用傳統(tǒng)工藝方法( 一面兩銷) 由定位面為基準控制產(chǎn)品尺寸是行不通的。參照國外精加工機床資料, 決定設(shè)計專用三軸浮動鏜頭,由缸體頂面為基準對刀控制加工缸孔止口深度尺寸的新思路。三軸浮動精鏜頭是整條自動線的關(guān)鍵部件之一, 它的開發(fā)研制成功與否關(guān)系到該自動線的成敗得失。2? 浮動精鏜頭的工作原理三軸浮動精鏜頭的總圖見圖 2, 其中浮動精鏜頭主軸的剖面結(jié)構(gòu)簡圖見圖 3。在浮動精鏜頭還未開始切削前, 主軸在 9 只平衡彈簧的彈簧力作用下被推出至最前端, 即伸出狀態(tài)。支承銷釘在復位彈簧的彈簧力作用下也被推出至最前端。隨著滑臺工進, 當浮動精鏜頭上的鏜刀開始切削缸孔時, 在切削力的作用下,精鏜頭主軸第一次相對主軸箱體向后位移, 壓縮主軸平衡彈簧, 直到彈簧力與切削力處于平衡狀態(tài)后, 精鏜頭主軸才停止后移, 并隨著滑臺工進加工出缸孔和缸孔止口。加工過程中, 兩個支承銷釘頂?shù)礁左w頂面后開始壓縮銷釘后的復位彈簧。當兩個支承銷釘處于圖2中所示位置時, 也就是缸孔止口深度尺寸已加工到位, 此時滑臺繼續(xù)向前工進, 精鏜頭主軸不能隨滑臺工進繼續(xù)向前移動, 而是與支承銷釘保持貼緊, 即與缸體頂面保持相對靜止, 而與主軸箱體產(chǎn)生軸向相對直線運動, 直到滑臺工進到終位停止?；_工進到終位時三根主軸仍留有一定的向后浮動備量, 用來補償各缸孔位置的頂面不等高或不同缸體之間的高度尺寸偏差, 從而保證缸孔止口加工深度一致。42? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?組合機床與自動化加工技術(shù)圖 3? 精鏜頭結(jié)構(gòu)圖 4? 檢測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)3? 浮動精鏜頭關(guān)鍵零件制造與控制1) 主軸箱體精度控制。箱體主軸前軸承端蓋半精加工后配鏜定位銷, 然后精加工, 保證前后軸承孔同心度, 且保證主軸軸承內(nèi)孔的圓柱度, 粗糙度達到圖紙要求。2) 平衡彈簧的設(shè)計與制造由圖 3 可知, 每根主軸有 9 只平衡彈簧, 它不同于一般壓縮彈簧。必須具有如下要求: 壓縮到工作狀態(tài)有恒定彈力, 三軸 27 只彈簧力足夠克服切削力, 但又不能大于滑臺進給力。每根主軸 9 只彈簧在初始狀態(tài)其高度尺寸基本相同, 抗疲勞強度好, 長期工作彈簧性能不變。設(shè)計一專用彈簧, 第一批彈簧按常規(guī)制造, 經(jīng)檢查基本不合格, 與設(shè)計要求相差甚遠。第二批彈簧制造從選材, 繞制, 平端面, 熱處理等各環(huán)節(jié)嚴格控制。從 100 只彈簧中, 用彈簧測力儀進行檢測, 挑選符合要求的彈簧, 每個彈簧力偏差控制在 2N 以內(nèi)。高度偏差控制在 0. 2mm 內(nèi)。4? 裝配與調(diào)試1) 裝配前準備工作a) 零件清洗。b) 平衡彈簧用彈簧測力儀檢測挑選, 將合格件按測量數(shù)據(jù)分為三組。c) 測量箱體, 軸承前端蓋有關(guān)尺寸, 配磨相應(yīng)零件, 端面保證適當間隙。d) 預裝主軸軸承, 控制主軸軸承預緊力。e) 預裝滑套, 保證滑套在主軸箱體內(nèi)孔有適當間隙, 且與導向銷滑動自如。2) 裝配與精度檢驗通過分析裝配圖和工作原理可知, 它與常見的鏜頭相比最大區(qū)別在于主軸系統(tǒng)是懸浮在主軸箱體內(nèi),有 1. 3mm 竄動量。切削零件時, 由于平衡彈簧的作用, 主軸系統(tǒng)又具有良好的剛性且浮動自如。精心裝配后空運轉(zhuǎn)試驗 4 小時。測量主軸溫升, 控制在規(guī)定范圍內(nèi)。除了按常規(guī)檢查鏜頭有關(guān)項精度外, 還進行了每個鏜頭的最大平衡彈簧力大小和浮動量的測量。設(shè)計要求每根主軸的最大平衡彈簧力為 2500N, 最大浮動量 1. 3mm。我們用測力儀進行檢測, 見圖 4。在主軸自由狀態(tài)( 即伸出狀態(tài)) , 調(diào)整好百分表和測力環(huán)百分表后, 同時擰緊施力機構(gòu)的兩個螺母, 壓力通過測力環(huán)傳遞給主軸使之相對箱體后移。當百分表達到最大且停止時, 記錄百分表數(shù)據(jù), 既為主軸最大浮動量。此時測力環(huán)上百分表數(shù)據(jù)經(jīng)換算為最大平衡彈簧力。通過對浮動精鏜頭每根主軸進行測試, 發(fā)現(xiàn)如下問題:( 1) 主軸浮動量大小不一致。( 2) 主軸浮動困難, 有時處于中間位置。( 3) 確定浮動后備量不便。3) 調(diào)試針對上述發(fā)現(xiàn)的三個問題, 對部件總圖進行分析研究, 找出產(chǎn)生問題原因, 提出解決的辦法。432002年第1期? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?圖 5? 浮動備量測量示意圖圖 6? 缸體精加? ? ? 工工序圖? ? ?圖 7? 精加工后缸? ? ? 體件示意圖? ? ( 1) 主軸浮動量大小不一致。原因是每個零件加工均有誤差, 測量配墊時沒有完全消除。這些零件產(chǎn)生的累積誤差, 造成每根主軸的浮動量大小不一致。經(jīng)分析, 這一偏差量不大, 只要主軸浮動后備量留的合適, 此偏差不影響加工零件精度。為此這一問題可排除。( 2) 主軸浮動困難, 有時處于中間位置。當沿主軸軸線方向向主軸施力時, 主軸隨之向后移動, 撤消該力后, 靠平衡彈簧的作用力不能將主軸推回至最前端, 且主軸向后移動時, 不是隨著力量逐漸增大而同步變化, 而是發(fā)生跳躍式向后移動。經(jīng)分析, 產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是主軸與箱體之間摩擦阻力過大。這一摩擦阻力主要來源于主軸前端為了防水防塵而設(shè)計的 O 型密封圈?？紤]該機床是立式加工機床, 主軸不易進水和粉塵, 采用氈圈和間隙密封也能滿足使用要求。這樣取消 O 型密封圈后, 主軸基本活動自如,達到設(shè)計技術(shù)要求。( 3) 確定浮動后備量不便。浮動精鏜頭裝配合格后, 進行總裝調(diào)試, 又發(fā)現(xiàn)主軸浮動備量的測量很困難, 即如何確定滑臺死擋鐵的位置, 以保證機床在加工終了時, 主軸還仍留有一定的后備浮動量( 設(shè)計要求為 0. 5mm, 9 只平衡彈簧的彈簧力大小在部裝時已用測力儀測定符合設(shè)計技術(shù)要求) 。根據(jù)這一要求, 測量每根主軸的實際浮動量。測量方法如下:a) 將被加工零件( 或樣件) 裝夾在夾具上。b) 在被加工零件頂部與浮動鏜頭主軸之間用千斤頂( 螺紋) 向上壓縮主軸, 同時用百分表測量出主軸從自由狀態(tài)到壓縮至極限位置時的浮動量并作記錄( 見圖 5) 。用同樣的方法測量另外兩根主軸的浮動量并作記錄。同時也測量出壓縮至極限位置時各支承銷釘端面離缸體頂面距離, 配磨支承銷釘?shù)恼{(diào)整墊, 使支承銷釘端面到缸體頂面距離為一定值 H1。c) 根據(jù)各主軸浮動量和支承銷釘端面到缸體頂面距離的數(shù)據(jù), 調(diào)整立式滑臺死擋鐵位置, 做到滑臺運動到終位時, 每根主軸仍留有 0. 5mm 左右的浮動量,用來補償缸體高度和缸體頂面不平而產(chǎn)生的偏差。5? 試切結(jié)果機床調(diào)試完畢后, 對被加工零件進行了試切, 其加工精度達到了產(chǎn)品的精度要求。為驗證浮動精鏜頭加工精度的穩(wěn)定性和對不同工況的適應(yīng)性, 我們對該機床進行了一輪切削試驗, 即將一缸體高度磨削成 A 、B、 C 三個階 梯面 ( 見圖 6) , 每 兩面之 間高 差為0. 2mm, 這時缸體總高尺寸仍在產(chǎn)品公差范圍內(nèi)。經(jīng)加工后, 測量缸體止口深度 L ? 0. 02mm 尺寸, 其數(shù)據(jù)見表 1:表 1? 試驗切削中缸孔止口深度 L 的尺寸實測值單位: mm孔號1 孔3孔5 孔測量位置abcabcabc件 17. 96 7. 95 7. 95 7. 95 7. 94 7. 94 7. 93 7. 95 7. 94件 27. 95 7. 94 7. 94 7. 95 7. 96 7. 93 7. 94 7. 93 7. 95件 37. 97 7. 96 7. 97 7. 97 7. 96 7. 96 7. 94 7. 94 7. 93? ? 由以上數(shù)據(jù)可知, 即使缸體頂面高度誤差達到0. 2mm 時, 經(jīng) 加工 后 的缸 孔 止口 深 度 仍 能保 證? 0. 02mm的精度要求( 見圖 7) 。6? 結(jié)論1) 通過對三軸浮動精鏜頭的開發(fā)設(shè)計, 裝配調(diào)試, 實現(xiàn)了缸孔止口深度尺寸 ? 0. 02mm 的加工精度。2) 實踐證明此次開發(fā)設(shè)計的浮動精鏜頭的結(jié)構(gòu)合理, 可以定型作為專用部件, 以供今后用于該類精加工機床的設(shè)計。3) 將該技術(shù)直接應(yīng)用在自動線上, 可以節(jié)省開發(fā)費用約 10 萬元。收稿日期: 2001- 06- 25作者簡介: 唐善洲( 1963- ) , 男, 湖北仙桃人, 東風汽車公司設(shè)備制造廠工程師。( 編輯? 何? 鋼)44? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?組合機床與自動化加工技術(shù)