精鏜缸體曲軸、凸輪軸孔組合機(jī)床DKM026的開發(fā)與應(yīng)用

王 鵬 陳 曦 張 磊

（大連機(jī)床集團(tuán)有限責(zé)任公司 技術(shù)中心，遼寧 大連 116620）

缸體是發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵件之一，精鏜缸體曲軸、凸輪軸孔更是缸體加工重要工序，我們開發(fā)設(shè)計(jì)了DKM026精加工組合機(jī)床是集于機(jī)、電控制系統(tǒng)為一體而設(shè)計(jì)出的高精度組合機(jī)床，其特點(diǎn)是采用兩個(gè)主軸伺服電機(jī)分別控制曲軸、凸輪軸孔以滿足主軸定位和切削參數(shù)調(diào)整，同時(shí)充分利用新的檢測手段和數(shù)控系統(tǒng)的補(bǔ)償功能，在精鏜曲軸孔鏜桿上設(shè)有MAOPASS測頭傳感器，并通過數(shù)控滑臺(tái)的來保證加工止推面到定位銷孔的距離764.40.08。在此前大連機(jī)床已經(jīng)為玉林柴油機(jī)廠設(shè)計(jì)制造用于精鏜曲軸、凸輪軸孔機(jī)床，雖采用數(shù)控滑臺(tái)及光柵尺控制，但由于主軸箱漲箱等原因應(yīng)有累計(jì)誤差，而此機(jī)床結(jié)構(gòu)則避免累計(jì)誤差，確保機(jī)床精度。

1 機(jī)床結(jié)構(gòu)和性能簡介

1.1 機(jī)床方案制定的依據(jù)

(1)被加工零件名稱：發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸體WD615系列氣缸體總成（機(jī)體與曲軸箱合件），有五種規(guī)格

材料：HT250 硬度：HB170-241

(2)節(jié)拍：t=5min

(3)所要達(dá)到的加工精度：(部分舉例)

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（4）切削參數(shù)

1/加工曲軸孔(如圖1)

3/加工惰輪軸孔

推鏜（半精鏜）n=350r/minv=119m/min So=0.2mm/rSm=70mm/min

拉鏜（精鏜）n=530r/min v=180m/minSo=0.1mm/rSm=53mm/min

2/加工凸輪軸孔(如圖)

推鏜（半精鏜）n=600r/minv=122m/minSo=0.12mm/rSm=72mm/min

拉鏜（精鏜）n=735r/minv=150r/minSo=0.072mm/rSm=53mm/min

n=1000r/min v=53.4m/min So=0.072mm/rSm=72mm/r

4/加工油封孔

n=350r/minv=154m/minSo=0.2mm/r Sm=70mm/min

5/加工后端面銷孔

n=1090r/min v=41.1m/min So=0.066mm/rSm=72mm/min

6/加工左、右止推面

粗車加工切削參數(shù)：V=93~122.3m/min n=300r/minSo=0.08mm/rSm=24mm/min

精車加工切削參數(shù)：V=92.3~122.5m/min n=300r/minSo=0.08mm/rSm=24mm/min

7/加工齒輪室孔

V=100m/min， n=720r/min， So=0.10mm/r， Sm=72mm/min

1.2 機(jī)床方案的確定

1.3 機(jī)床方案結(jié)構(gòu)說明

DKM026為精鏜缸體曲軸、凸輪軸孔組合機(jī)床，該機(jī)床采用臥式推鏜（半精鏜）、拉鏜（精鏜）方式來加工曲軸、凸輪軸孔，配有數(shù)控滑臺(tái)的來實(shí)現(xiàn)半精、精鏜不同的進(jìn)給速度，機(jī)床采用冷卻水箱并設(shè)有內(nèi)冷泵用于刀具冷卻，設(shè)有單獨(dú)電氣柜、液壓站用于控制機(jī)床，并設(shè)空中走線、空中走管，此機(jī)床采用人工裝卸工件，也可設(shè)機(jī)械手實(shí)現(xiàn)自動(dòng)上、下料，以減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度。

本機(jī)床主要部件：

(1)高精度鏜削頭：該鏜頭是針對加工缸體曲軸、凸輪軸孔、車止推面而專門開發(fā)的專用鏜頭，是采用兩個(gè)主軸伺服電機(jī)分別控制曲軸、凸輪軸孔以滿足主軸定位和切削參數(shù)調(diào)整，并采用進(jìn)口軸承及主軸帶氣密封裝置，后端設(shè)有橫車止推面裝置和刀具內(nèi)冷回轉(zhuǎn)接頭，以滿足刀具內(nèi)冷卻，在精鏜曲軸孔鏜桿前端設(shè)有MAOPASS測頭傳感器，并通過數(shù)控滑臺(tái)的來保證加工止推面到定位銷孔的距離，以避免由于主軸漲箱和累計(jì)誤差等原因而引起加工工件超差，確保機(jī)床加工精度。

(2)臥式數(shù)控機(jī)械滑臺(tái)：滑臺(tái)是組合機(jī)床關(guān)鍵的驅(qū)動(dòng)部件，該臥式數(shù)控機(jī)械滑臺(tái)采用貼塑導(dǎo)軌板，動(dòng)態(tài)性能好，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)保持較高的進(jìn)給精度。

(3)刀桿：鏜刀桿是保證加工精度的關(guān)鍵件之一，本機(jī)床的刀桿采用的是進(jìn)口MAOPASS鏜刀桿，并在精鏜曲軸孔鏜桿上設(shè)有測頭傳感器，來保證加工止推面到定位銷孔的距離，且半精鏜、精鏜刀分開使用，確保機(jī)床加工精度，同時(shí)采用內(nèi)冷冷卻，以保證刀具充分冷卻。

(4)夾具系統(tǒng)：

本機(jī)床夾具為工件一面兩銷定位，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，設(shè)有3個(gè)自動(dòng)輔助支撐。由于工件是橫向讓刀，因此兩定位銷采用伸縮式連動(dòng)插銷機(jī)構(gòu)，并采用進(jìn)口鏜模架其導(dǎo)套與鏜桿配磨，以確保機(jī)床加工精度，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)為SMC產(chǎn)品，保證了工件定位的可靠性。

（5）支撐部件：機(jī)床為整體式床身、底座結(jié)構(gòu)其剛性好，同時(shí)便于機(jī)床安裝調(diào)試。

（6）冷卻系統(tǒng)：機(jī)床設(shè)有冷卻水箱并設(shè)有內(nèi)冷、外冷、沖屑泵及電磁閥用于刀具冷卻和鐵屑沖屑。

（7）驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)：伺服電機(jī)及數(shù)控系統(tǒng)采用法那科產(chǎn)品，并配有液晶顯示器，液壓元件采用日本大金產(chǎn)品。

2總結(jié)

DKM026機(jī)床就其加工精度和技術(shù)水平，比國內(nèi)生產(chǎn)的同類加工發(fā)動(dòng)機(jī)缸體的專用機(jī)床都有了很大的創(chuàng)新。它的成功提高了生產(chǎn)效率，而且它還能替代該類機(jī)床的進(jìn)口，有著很好的前景。

[1]大連機(jī)床組合研究所編.組合機(jī)床設(shè)計(jì)[M].機(jī)械工業(yè)出版社.1975.

[2]李郝林.機(jī)床數(shù)控技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2004.

[3]機(jī)械設(shè)計(jì)手冊編委會(huì).機(jī)械設(shè)計(jì)手冊.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.

[4]邱宣懷.機(jī)械設(shè)計(jì)[M].北京：高等教育出版社，2006.