圖1 |
1.滑臺(tái)底座 2厉碟、4.數(shù)控滑臺(tái) 3.立柱 5.鏜頭 6.銑頭 7.控制臺(tái) 8.控制柜
圖2 雙工位半柔性數(shù)控銑鏜床 |
1.鏜頭箱 2.定位桿 3.滑套 4.鏜桿 5.工件
圖4 鏜止口刀具定位示意圖 |
1.夾具底座 2刹震、6渊妨、9.油缸 3.導(dǎo)向座 4.止推定位塊 5.定位桿 7.下楔塊 8.上楔塊
圖5 夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 |
1 問(wèn)題的提出
我公司生產(chǎn)的三笼肴、四缸系列多缸柴油機(jī)機(jī)體缸孔及止口工序簡(jiǎn)圖如圖1所示缆瑟。傳統(tǒng)的加工工藝方法是：精銑頂面(以底面定位)——精鏜缸孔及止口(以底面及底面兩銷(xiāo)定位)，分別在兩臺(tái)機(jī)床上完成峦爪。主要產(chǎn)生以下幾個(gè)方面的質(zhì)量問(wèn)題：(1)主軸孔中心至頂面尺寸227.5mm達(dá)不到圖紙要求嫁慌；(2)主軸孔軸心線與頂面的平行度達(dá)不到圖紙要求；(3)止口深度達(dá)不到圖紙要求辅蜡。嚴(yán)重的影響了柴油機(jī)的整機(jī)質(zhì)量爆始。為此我們采用新工藝方法，開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)了一臺(tái)銑頂面鏜缸雙工位半柔性數(shù)控組合加工機(jī)床(圖2)迅撑。經(jīng)過(guò)半年的使用门贫，效果非常顯著。
2 加工工藝分析
工件的精度要求及主要工序如圖1所示驼功，其工藝尺寸鏈如圖3所示玷秋，它的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是在主軸孔中心，與工藝基準(zhǔn)不重合(工藝基準(zhǔn)在底面)递沪，尺寸N在加工過(guò)程中是自然形成的豺鼻，為封閉環(huán)，其公差為dN=0.10mm款慨，基準(zhǔn)不重合誤差為dA2=0.06mm,則允許加工誤差dA1=dN-dA2=0.04mm儒飒，加工允差太小，無(wú)法保證加工精度檩奠。主軸孔軸心線對(duì)底面的平行度是0.03mm,根本無(wú)法保證主軸孔對(duì)頂面的平行度要求桩了。缸孔止口的鏜削，雖然刀具切削是以頂面定位加工的埠戳，但由于受鏜孔過(guò)程中頂面切屑的影響導(dǎo)致定位不準(zhǔn)及液壓死擋鐵定位精度的影響(圖4)井誉，同樣無(wú)法保證止口的加工精度蕉扮。
3 工藝改進(jìn)
從上述工藝分析可知，要保證主軸中心至頂面距離(227.5 0-0.10)mm及其平行度要求送悔，最好的方法是減小基準(zhǔn)不重合誤差慢显，使定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，即使dA2=0欠啤。這樣允許加工誤差dA1=0.10mm荚藻，加工時(shí)就比較好保證了，即要以主軸孔定位加工頂面称桶。但以主軸孔定位要解決三個(gè)方面的問(wèn)題硬碳，一是工件的防轉(zhuǎn)定位，二是夾具必需有足夠的剛性枚甫，三是要使用方便祈前。
缸孔止口深度的控制也是比較困難的技術(shù)難題，同行業(yè)中有用鏜缸孔及止口——銑頂面胎拥，也有采用數(shù)控技術(shù)的誓享，但都存在一個(gè)問(wèn)題，能保證止口深度角术，不易保證主軸孔中心至頂面的尺寸灰铅。為此我們以主軸孔定位，應(yīng)用數(shù)控技術(shù)持结，開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)了銑頂面——鏜缸孔及止口雙工位半柔性數(shù)控組合鏜銑床概栗。
4 工裝設(shè)備設(shè)計(jì)
機(jī)床總體設(shè)計(jì)如圖2所示，機(jī)床選用南京四開(kāi)電子公司SKY數(shù)控系統(tǒng)：控制軸數(shù)為X惋粟、Y犁柜、Z；運(yùn)動(dòng)控制方式為半閉環(huán)堂淡；脈沖當(dāng)量為0.005mm馋缅；中文編程(數(shù)控部分詳細(xì)功能略)。在鏜削頭與銑削頭設(shè)計(jì)上绢淀，為了提高加工精度和生產(chǎn)力股囊，考慮采用新刀具材料，銑刀應(yīng)用涂層刀片更啄，鏜刀采用PCBN立方氮化硼的刀具，故鏜削頭居灯、銑削頭均采用能適應(yīng)高速切削祭务、高精度的金剛鏜頭和精銑頭結(jié)構(gòu)(結(jié)構(gòu)圖略)。
夾具結(jié)構(gòu)如圖5所示怪嫌。工作原理如下：工件裝夾前义锥，定位桿5位于左極限位置柳沙，裝上工件，定位桿5插入主軸孔并進(jìn)入右導(dǎo)向座的導(dǎo)向套中拌倍，對(duì)工件進(jìn)行主定位赂鲤，這時(shí)工件被抬起(此時(shí)工件底面與楔塊8上平面留有 0.3～0.5mm間隙)，油缸6左移京思，使工件完成止推定位涛闺，然后油缸9推動(dòng)楔塊7右移，使楔塊8逐漸上升接近工件底面须涕，直至貼合并夾緊工件征离。楔塊7、8 不但有使工件防轉(zhuǎn)定位的作用肚让，又能同時(shí)夾緊工件引继，更為重要的是還能增強(qiáng)工件定位夾緊的支承剛性。
其工作過(guò)程如下：將工件在夾具上安裝好 (夾具安裝在縱向工作臺(tái)上)级嘀，首先銑頭滑臺(tái)快速向下運(yùn)動(dòng)到位處于銑削工作位置广莉，工件隨同夾具進(jìn)入第一工位進(jìn)行精銑頂面(工件在夾具上以主軸孔定位)，銑削完畢胖讶，銑削頭滑臺(tái)返回退刀德检，縱向工作臺(tái)快進(jìn)，進(jìn)入第二工位堰洛，鏜削頭滑臺(tái)向下快進(jìn)——工進(jìn)——鏜止口面到位停留获列，同時(shí)延時(shí)，完畢主軸定位蛔垢，縱向工作臺(tái)右移 (1mm)讓刀击孩，以防止刀尖劃傷工件加工表面，然后鏜削頭滑臺(tái)快速返回鹏漆，到位后巩梢，縱向工作臺(tái)返回到第一工位，卸下工件艺玲，循環(huán)完畢括蝠。
由于該設(shè)備及夾具在設(shè)計(jì)時(shí)考慮了三、四缸系列柴油機(jī)機(jī)體能同時(shí)加工的問(wèn)題饭聚，生產(chǎn)不同型號(hào)的機(jī)體忌警，只需要適當(dāng)調(diào)整刀具的尺寸和夾具的止推定位塊4及修改電器的控制程序即可。且加工非系列產(chǎn)品柴油機(jī)機(jī)體只需更換夾具秒梳，具有較好的柔性法绵。 德馬吉
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