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 文章編號: 1001- 2265( 2007) 05- 0079- 03收稿日期: 2007- 01- 19 ; 修回日期: 2007- 02- 24作者簡介: 張樹禮 ( 1959?), 男, 遼寧人, 大連機床集團技術(shù)中心工程師, 主要從事機床及其自動線的開發(fā)設(shè)計等, ( E- ma il) r wpzs lsina. com。精銑缸體頂面、精鏜缸孔及止口數(shù)控自動線的研制張樹禮, 楊曙光, 田宜全(大連機床集團有限責(zé)任公司 技術(shù)中心, 遼寧 大連?116022)摘要: 文章闡述了用數(shù)控自動線精銑缸體頂面、 精鏜缸孔及止口的設(shè)計依據(jù)和工藝方案, 并對自動線的布局及采用的浮動式精密鏜削頭、 滑臺式精密銑削頭、 數(shù)控三導(dǎo)軌機械滑臺、 自動補償鏜桿、 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。該自動線的研制, 解決了單機加工效率低、 國內(nèi)用戶只能依賴進口設(shè)備的關(guān)鍵技術(shù)問題。關(guān)鍵詞: 數(shù)控自動線; 浮動式精密鏜削頭; 滑臺式精密銑削頭中圖分類號: TG659? ? 文獻標(biāo)識碼: 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? 引言組合機床及其自動線是集機電儀于一體綜合自動化程度很高的高效自動化裝備, 被廣泛應(yīng)用于汽車、 拖拉機、 內(nèi)燃機等缸體、 缸蓋加工。汽車發(fā)動機缸體是發(fā)動機上的關(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, 止口深度的精度對發(fā)動機的性能有很大影響, 一般公差都在 0 . 02 0 . 03之間。就目前國內(nèi)汽車發(fā)動機生產(chǎn)廠, 大都從國外進口機床來完成這一工序, 盡管國內(nèi)也生產(chǎn)加工缸孔的機床, 但加工精度低或只用在半精加工, 而且都是單機, 在自動線上, 大都為半精加工。本課題研制自動線則是為了精加工缸體缸孔、 止口及頂面而專門開發(fā)研制的數(shù)控自動線。不僅保證了高精度的要求, 而且較單機大大提高了生產(chǎn)效率, 如加工六缸機, 單機要分三次 (移動工作臺形式 )才加工完,而自動線一次就完成, 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)控滑臺和立柱移動式銑削加工的技術(shù), 獲得了專利。1? 自動線方案的制定( 1)被加工零件名稱發(fā)動機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 止口面對缸孔的垂直度: 0 . 026個缸孔的位置精度: ! 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? 自動線布局精銑缸體頂面, 精鏜缸孔數(shù)控自動線是由 4臺單機和上下料輸送滾道及擺桿輸送裝置組成。如圖 2所示。第一臺為精銑機床, 主要銑缸體頂面, 第二、 三和四臺為立式精密鏜床, 主要是精鏜缸孔和車止口, 每臺鏜床加工 2個缸孔, 每臺立式鏜床安裝一個三導(dǎo)軌數(shù)控機械滑臺, 滑臺上面安有兩個鏜頭, 鏜頭向下移動時加工半精鏜及鏜車止口, 返回時為精鏜。此時, 鏜刀拉桿軸向移動, 推動精鏜刀徑向移動, 從而完成精鏜缸孔的加工。80 工藝與裝備 組合機床與自動化加工技術(shù)3? 本自動線主要部件3 . 1? 浮動精密鏜削頭該鏜削頭有別于傳統(tǒng)的通用鏜削頭, 是針對加工缸體缸孔而專門開發(fā)的專用鏜頭。其采用進口軸承,主軸前軸承直徑為 ?150 , 鏜頭帶氣密封, 前端蓋 180#方向上裝有兩個定位桿。在滑臺進給將到位時, 定位桿前端頂在缸體精銑過的頂面上, 主軸在垂直方向上停止不動, 保證鏜止口深度的精度為 0. 026 , 由于主軸和軸承不動, 而鏜頭箱體做微量運動, 即箱體與軸承外環(huán)的相對運動, 從而保證在同一個滑臺上裝有的兩個鏜頭都能達到止口深度的精度要求。3 . 2? 三導(dǎo)軌數(shù)控機械滑臺滑臺是組合機床關(guān)鍵的動力驅(qū)動部件, 一般均為兩個矩形導(dǎo)軌或單導(dǎo)軌雙側(cè)導(dǎo)向, 或兩導(dǎo)軌外側(cè)導(dǎo)向。但受力或動力頭轉(zhuǎn)速超過一定范圍的情況下, 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, 單導(dǎo)軌導(dǎo)向, 且是中間的鑲鋼導(dǎo)軌, 處與滑臺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, 動態(tài)性能好, 采用精密滾珠絲杠及伺服電機同步齒形帶驅(qū)動, 使滑臺保持高的進給精度。3 . 3? 自動補償鏜桿鏜刀桿是加工高精度孔系的關(guān)鍵工具之一。發(fā)動機缸體是汽車發(fā)動機的關(guān)鍵零件, 而氣缸孔的精度好壞將直接影響到發(fā)動機性能的好壞。因此, 缸孔的加工是缸體加工中的關(guān)鍵工序, 本機床的刀桿采用的是與德國馬坡共同設(shè)計、 馬坡制造的鏜刀桿, 并帶有刀具的自動補償系統(tǒng), 補償電機為伺服電機直接驅(qū)動。半精鏜、 精鏜刀片分開使用, 只有精鏜刀有補償, 鏜桿后端帶有鏜車止口刀。3 . 4? 夾具系統(tǒng)本自動線 4臺單機采用的是同一種夾具, 工件一面兩銷定位, 限制了 6個自由度, 使工件穩(wěn)定性好。 3個油缸自動夾緊, 并設(shè)有 6個自動輔助支撐。由于工件是被抬起后輸送, 落下狀態(tài)被夾緊加工, 這樣采用死銷定位, 減少了活插銷帶來的定位誤差, 提高了工件的重復(fù)定位精度, 保證了被加工件 6個缸孔的位置精度(每臺加工 2個缸孔 )。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)元件為進口, 保證了工件定位的可靠性。3 . 5? 滑臺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), 這種銑頭比國產(chǎn)通用銑頭有明顯的優(yōu)點, 它是滑臺式銑頭, 銑頭與立柱之間省去了一個中間環(huán)節(jié) ? 滑臺, 減少了一層誤差。且銑頭主軸與導(dǎo)軌結(jié)合面的尺寸與國產(chǎn)通用銑頭比大大縮小了, 銑頭在加工過程中承受的翻轉(zhuǎn)力矩也隨之減小, 增加了銑頭的抗震能力, 保證了機床的銑削精度。3. 6? 立柱移動式銑削結(jié)構(gòu)以往的銑削組合機床, 均是銑頭不動 (銑頭有時只有讓刀動作 ), 而是工作臺帶動工件移動, 而該自動線的特點是工件不動, 而是銑削工作臺帶動銑頭和立柱移動。從以往的設(shè)計思路看, 這似乎不太合理, 往往認(rèn)為會影響銑削精度。通過實踐驗證, 在半精銑或精銑的情況下, 不但對銑削精度沒有影響, 而且還有提高。由于精加工切削力相對小, 立柱和銑頭的質(zhì)量很重, 使工作臺運動更加平穩(wěn), 故加工出的精度高, 這種結(jié)構(gòu)使自動線上采用立式銑削組合機床簡化了。這一新的設(shè)計理念, 打破了長期以來缸體頂面的精銑、 缸孔的精鏜由專用單機來完成的加工方案。3. 7? 輸送部件該自動線輸送為擺桿式步伐輸送, 線頭線尾為上下料自動輸送滾道, 機床與機床之間由滾道連接, 液壓缸驅(qū)動擺桿的回轉(zhuǎn)和直線運動。上下料設(shè)有分隔料裝置及開關(guān), 控制工件的有序輸送。3. 8? 數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)全線采用德國 I NDERMAT 數(shù)控系統(tǒng)。三導(dǎo)軌數(shù)控機械滑臺及鏜桿的刀具補償均為伺服電機驅(qū)動。采用計算機多任務(wù), 數(shù)字控制系統(tǒng), 通訊光纜現(xiàn)場總線技術(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, 故障報警等功能。4? 結(jié)束語精銑缸體頂面、 精鏜缸孔數(shù)控自動線, 較單機而言, 無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。是國內(nèi)開發(fā)設(shè)計的加工汽車發(fā)動機缸體精銑頂面、 精鏜缸孔的第一條數(shù)控自動線, 使用兩年, 自動線性能一直很穩(wěn)定。參考文獻 1 談武宗. 精銑缸體頂面精鏜缸孔精車止口組合機床的設(shè)計和使用 J. 組合機床及自動化加工技術(shù), 1999( 4): 10- 11 .2 吳長江, 劉聯(lián)源. 關(guān)于發(fā)動機缸體頂面及缸孔精加工定位方式的探討 J. 組合機床及自動化加工技術(shù), 1999( 9): 37- 38 .3 唐善洲. 發(fā)動機缸孔止口加工精鏜頭設(shè)計制造 J. 組合機床及自動化加工技術(shù), 2002( 1): 42- 44 .(編輯? 李秀敏)812007年第 5期 工藝與裝備