雙頭數(shù)控車床加工橋殼法蘭盤端面孔的在線測量

王 斌 王盼鋒 賀自敏

(三門峽豫西機床有限公司，河南三門峽 472143)

隨著汽車工業(yè)的不斷發(fā)展，現(xiàn)在重型汽車開始裝備碟式剎車，由于法蘭盤需要安裝碟式剎車，原有的圓形法蘭盤改變?yōu)楫愋危糜诎惭b的6個通孔分別位于不同直徑圓周上?，F(xiàn)采取的加工方案為采用我廠生產(chǎn)的雙頭數(shù)控車床，利用伺服動力刀架安裝U鉆，在精加工軸頭的同時，一次裝夾同時完成端面孔的加工。由于橋殼為批量生產(chǎn)，而每個工件存在差異，因此需要解決的問題是如何找到工件初始加工孔(孔位1)位置。

1 機床加工原理

本機床為中間驅(qū)動數(shù)控雙頭車床，中間為驅(qū)動主軸(C軸)驅(qū)動工件旋轉(zhuǎn)。驅(qū)動主軸采用伺服電動機+同步帶驅(qū)動，實現(xiàn)角度方向的精確定位。機床為上下兩副導(dǎo)軌，上導(dǎo)軌在中間驅(qū)動主軸兩側(cè)各安裝一液壓伺服動力刀架，液壓伺服刀架安裝于十字滑板，滑板采用數(shù)控系統(tǒng)控制，可進行X軸和Z軸的運動;下導(dǎo)軌在中間驅(qū)動主軸兩側(cè)各安裝尾臺，兩尾臺一側(cè)為固定，另一側(cè)為通過液壓缸驅(qū)動移動。

工件加工原理為:利用橋殼兩端已加工好的中心孔定位，將專用車具與中間驅(qū)動主軸(C軸)連接，帶動工件旋轉(zhuǎn)。由于加工的各孔均位于不同直徑圓周上，因此在加工中需利用已知圖紙上孔與孔之間的夾角，和孔到橋殼中心極坐標(biāo)距離來完成加工。

2 機床測量方法原理

本測量原理圖見圖1，工件安裝完畢后所處的位置為機床C軸的原始零點，由于工件法蘭盤在焊接過程中的個體差異，工件初始加工孔(孔位1)位置無法通過設(shè)定與C軸零點重合，如果按預(yù)先設(shè)定的原始零點進行加工，容易造成孔相對外形的余量不均勻甚至產(chǎn)生廢品。為防止發(fā)生以上問題，現(xiàn)采取方案為在工件安裝后，針對每次安裝的工件都通過測頭進行測量，根據(jù)測量的數(shù)據(jù)修正起始點位置。測量原理是將測頭移動至行程X1位置，C軸帶動工件逆時針旋轉(zhuǎn)，測頭碰工件外形取測量點1數(shù)據(jù)，然后C軸順時針旋轉(zhuǎn)碰工件外形取測量點2，系統(tǒng)記錄兩點間夾角θ。由于工件外形特點，取得的夾角θ大于180°?，F(xiàn)取兩點間夾角θ的一半(A=θ/Z)作為工件與圖紙坐標(biāo)系相重合的X軸坐標(biāo)位置，同時圖1b工件初始加工孔(孔位1)相對于Y軸角度位置固定?，F(xiàn)將這些關(guān)系總結(jié)公式如下:

測量點位置相對于X軸夾角A=θ/2

測量點位置相對與Y軸夾角B=A－90°

由圖紙已知工件初始加工孔(孔位1)到Y(jié)軸角度(C)，該角度(C)與坐標(biāo)系位置為一不會改動的定值.現(xiàn)取公式如下:

加工起始孔位置=C－B

這樣即可確定測量點到工件初始加工孔(孔位1)位置。完成對起始加工孔的位置測量。

3 具體操作方法

步驟1:機床各運動部件回零，將刀架旋轉(zhuǎn)至測頭工位。刀架滑板Z向、X向先后運動至設(shè)定位置，機床驅(qū)動主軸(C軸)帶動工件旋轉(zhuǎn)，當(dāng)工件外形接觸測頭時，C軸旋轉(zhuǎn)停止，系統(tǒng)記錄測量數(shù)據(jù)至變量1，同時C軸再反向旋轉(zhuǎn)至測頭接觸到工件，系統(tǒng)記錄測量數(shù)據(jù)至變量2，即完成測量工作。

步驟2:刀架滑板退回至安全位置。刀架旋轉(zhuǎn)至鉆孔工位，刀架滑板Z向、X向先后運動至設(shè)定位置，系統(tǒng)通過內(nèi)置宏程序完成計算驅(qū)動工件旋轉(zhuǎn)至工件初始加工孔(孔位1)，開始進行鉆孔加工。

4 結(jié)語

通過測頭測量解決了筆者廠里雙頭數(shù)控車床在加工橋殼法蘭盤端面圓周上孔時定位的問題，使車削、鉆孔工序可同時在本機床完成，提高生產(chǎn)效率。并且針對每個工件的測量也提高了產(chǎn)品的良品率。同時測頭作為通用測量設(shè)備還可同時完成橋殼加工過程中長度等信息的測量。