淺談cy2108氣缸體頂面和底面多孔加工組合機(jī)床的設(shè)計

王 夏

（南寧機(jī)械廠，廣西 南寧 530003）

機(jī)械制造業(yè)是一個國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支柱。而制造業(yè)的生產(chǎn)能力主要取決于制造裝備——機(jī)床的先進(jìn)程度。組合機(jī)床兼有低成本和高效率的優(yōu)點(diǎn)，在大批、大量生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用，并可用以組成自動生產(chǎn)線，組合機(jī)床主要由臥式底座、中間底座、液壓滑臺、動力箱、多軸箱等組成。

本企業(yè)主導(dǎo)產(chǎn)品是單缸柴油機(jī)，主要用于配套農(nóng)業(yè)機(jī)械，隨著市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，在進(jìn)一步拓展傳統(tǒng)單缸柴油機(jī)業(yè)務(wù)的同時，確立了以先進(jìn)環(huán)衛(wèi)機(jī)械和可再生能源動力機(jī)械為主、農(nóng)業(yè)機(jī)械和通用機(jī)械為輔的發(fā)展戰(zhàn)略，為此本企業(yè)與某大型內(nèi)燃機(jī)企業(yè)聯(lián)合設(shè)計投產(chǎn)一條cy2108氣缸體生產(chǎn)線，該生產(chǎn)流水線由多臺組合機(jī)床與普通通用設(shè)備共37臺組成完成cy2108氣缸體所有加工工序。

1 制定工藝方案

cy2108氣缸體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，精度要求高，該零件選用的材料為HT250，具有較高的強(qiáng)度、耐磨性、耐熱性及減震性，切削性能良好，其加工品質(zhì)直接影響cy2108內(nèi)燃機(jī)整機(jī)性能。cy2108氣缸體頂面和底面工序加工是整條生產(chǎn)流水線的關(guān)鍵工序，因為后續(xù)加工的“一面兩孔”定位基準(zhǔn)的兩個孔由該工序加工，兩定位孔準(zhǔn)16+0.018加工精度與位置度要求高，為確保上述要求，兩定位孔的鉆孔和鉸孔加工要在同一設(shè)備上一次裝夾完成。同時cy2108氣缸體頂面和底面工序共有各種孔加工25個，其中底面曲軸蓋分開面6-M16-4H螺孔，深48 mm加工難度最大，因為孔深48 mm距底面平面還有75 mm，這樣孔的總深度就達(dá)到133 mm，遠(yuǎn)大于6倍直徑的要求，歸屬難度較大的深孔加工，同時6-M16-4H螺孔口端還有6-準(zhǔn)22R7深10 mm的曲軸蓋定位銷孔，其粗糙度和精度要求高，也要求一次裝夾完成鉆孔和鉸孔加工，兩關(guān)鍵點(diǎn)在同一面加工給組合機(jī)床設(shè)計增加了難度。

從上述工藝分析如將鉆孔和鉸孔加工分開進(jìn)行，兩次裝夾后將影響各關(guān)鍵孔的精度與位置度要求，同時要增加一臺組合機(jī)床，要設(shè)計投產(chǎn)一條生產(chǎn)規(guī)模為單班年產(chǎn)1.8萬cy2108氣缸體生產(chǎn)線，承擔(dān)加工鉆孔和鉸孔兩道工序的頂面和底面雙面組合機(jī)床的生產(chǎn)節(jié)拍，直接影響著整條生產(chǎn)線的加工速度。因此，組合機(jī)床就成為生產(chǎn)線的核心，要達(dá)到最好效果也就要在工藝以及刀具、模具和組合機(jī)床設(shè)計上進(jìn)行改進(jìn)。

2 組合機(jī)床總體設(shè)計

cy2108氣缸體頂面和底面加工工序采用三個平面進(jìn)行定位，其中主要的定位面與cy2108氣缸體設(shè)計基面重合，加工出來的兩定位基準(zhǔn)孔符合全生產(chǎn)線的“一面兩孔”定位要求。

2.1 夾具與模具設(shè)計

夾具采用左右固定鉆模板框架結(jié)構(gòu)，人工裝卸工件，手工定位和夾緊。由于6-M16-4H螺孔是距底面平面還有75 mm的凹面，在設(shè)計鉆模時考慮鉆模導(dǎo)套端面距工件不應(yīng)大于鉆頭直徑，于是鉆模板要在底面平面前凸55~60 mm。本組合機(jī)床設(shè)計是兩道工序在一臺設(shè)備上完成，鉆模導(dǎo)套要同時適用鉆頭和鉸刀，為此6-M16-4H螺紋底孔采用GB1440-1985，準(zhǔn)22.5加長錐柄麻花鉆設(shè)計成復(fù)合鉆頭，一次將6-M16-4H螺紋底孔和準(zhǔn)22R7的擴(kuò)孔尺寸加工完成，準(zhǔn)22R7深10 mm的曲軸蓋定位銷孔鉸刀也同樣設(shè)計適用于鉆模導(dǎo)套，其材料為T10A并進(jìn)行熱處理保證鉆模導(dǎo)套的剛性和耐磨性。在加工完成螺紋底孔后手工更換鉸刀即可，從而保證了工件的精度要求。

2.2 主軸箱體設(shè)計

左右主軸箱采用計算機(jī)輔助優(yōu)化設(shè)計，計算和精確地標(biāo)出各傳軸的坐標(biāo)座位，底面加工有15根主軸，傳動軸有22根；頂面加工有10根主軸，傳動軸有14根；主軸與傳動軸之比為1：1.2，結(jié)構(gòu)緊湊，達(dá)到較高的設(shè)計水準(zhǔn)。本工序以鉆孔為主，切削量較大，為減輕主軸箱內(nèi)齒輪和各軸的負(fù)荷，避免失效，為此采用多路傳動形式。

主軸箱動力采用機(jī)床通用件TW33動力箱，液壓滑臺為TW33A-11，滑臺底座為TW33A-10，主軸箱體由本企業(yè)MAZA臥式加工中心生產(chǎn)并達(dá)到設(shè)計精度要求，夾具底座鉆模板框架夾緊結(jié)構(gòu)設(shè)計出圖自制，大大縮短制造周期。

電氣上采用先進(jìn)的PLC技術(shù)構(gòu)成控制系統(tǒng)，與傳統(tǒng)的繼電接觸器系統(tǒng)相比，可減少電氣接線及開關(guān)接點(diǎn)，大大地降低故障，并可自我檢測故障，出故障時及時發(fā)出警報。此外，還設(shè)有互鎖程序，使一面滑臺工進(jìn)完成時，另一面可繼續(xù)工進(jìn)，完成整個工序的加工，應(yīng)用PLC控制系統(tǒng)使本組合機(jī)床具有更高的可靠性和更好的穩(wěn)定性。

3 結(jié)束語

該組合機(jī)床與其他機(jī)床配套制造完成，即可形成生產(chǎn)線批量投產(chǎn)，月可完成生產(chǎn)cy2108氣缸體1 500臺，可創(chuàng)工業(yè)產(chǎn)值130多萬元，加工精度達(dá)到設(shè)計要求，使用效果良好，該生產(chǎn)線的投入使用又是我廠經(jīng)濟(jì)增長的一個亮點(diǎn)。

[1]孟少農(nóng).機(jī)械加工工藝手冊：第三冊[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1992.

[1]大連組合機(jī)床研究所.組合機(jī)床設(shè)計：第一冊[M].北京，機(jī)械工業(yè)出版社1976.

[1]成大先.機(jī)械設(shè)計手冊（單行本）：液壓傳動[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2010.