發(fā)動機(jī)機(jī)體的前后端面的大部分孔和缸孔不僅本身有較高的尺寸精度制圈、幾何形狀精度、表面粗糙度要求畔况，而且還有較高的位置精度和同軸度要求鲸鹦，如果主軸承孔的同軸度達(dá)不到要求，將會使曲軸無法正常運(yùn)轉(zhuǎn)跷跪，如果相關(guān)聯(lián)孔的中心距偏差較大馋嗜，或兩孔中心線不平行，就會影響齒輪的嚙合質(zhì)量吵瞻，最后導(dǎo)致發(fā)動機(jī)的噪音過大葛菇。為使柴油機(jī)有優(yōu)良的性能和使用壽命，必須有良好的制造精度橡羞。為保證各安裝零件問正確的相互位置和配合精度眯停，必須采用高精度的專用機(jī)床。

原加工兩端面七孔卿泽，以下平面與兩定位銷孔定位莺债，利用兩軸鏜專機(jī)鏜主軸孔、凸輪底孔挨究；用搖臂鉆加工前后端面定位孔讼石；以兩端面與鉆模定位、鏜后油封擋板定位孔與惰輪孔；以下平面與定位銷孔定位加工回乞，分別在5道工序內(nèi)完成忠辛。這樣工序分散，氣缸體采用了多個基準(zhǔn)面定位夹恨，使得孔與孔之間的位置度要求很難得到保證哎闻，且生產(chǎn)成本高，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定病唁，且工序加工時間長吉蔬，勞動強(qiáng)度大。為此券听，在分析發(fā)動機(jī)機(jī)體兩端面孔加工工藝的基礎(chǔ)上敏握，設(shè)計了七軸組合鏜床。

1 零件的結(jié)構(gòu)分析與加工難點(diǎn)

（1）零件的結(jié)構(gòu)分析

圖1所示為4110柴油機(jī)機(jī)體鏜鉸主軸孔骨唇、凸輪軸襯套孔工序簡圖泼舱，機(jī)體兩端面孔的尺寸及精度要求見表1。

（2）加工難點(diǎn)分析

柴油機(jī)機(jī)體零件的材料為HT250枷莉，硬度為HBSl87～255娇昙，機(jī)體兩側(cè)面各孔的尺寸精度、位置精度要求高笤妙，特別是機(jī)體凸輪軸軸瓦孔圓柱度允差0.008 mm冒掌，且凸輪軸軸瓦孔在588.88 mm長度上同軸度允差僅φ0.025 mm、同軸度φ0.025 mm蹲盘、與主軸孔的平行度φ0.06 mm以及粗糙度Ra0.8等要求難于控制股毫，前端面定位孔、后端面定位孔召衔、惰輪孔及后端油封擋板定位孔對主軸孔的位置精度也是機(jī)體加工難點(diǎn)之一铃诬。

2 加工工藝分析

2.1 主軸孔和凸輪軸孔的加工工藝

（1）粗鏜主軸孔和凸輪軸孔，主軸孔鏜至5-φ（91±0.1）mm苍凛，粗糙度為Ra6.3趣席，同軸度為φ0.05 mm。凸輪軸底孔鏜至5-φ63.30 mm醇蝴，粗糙度為Ra6.3宣肚，同軸度為φ0.1mm，與主軸孔平行度φ0.1mm推吼，在兩軸組合鏜床上一道工序進(jìn)行姐硬。

（2）半精鏜主軸孔和凸輪軸孔，主軸孔鏜至5-φ91.65 mm夺疹，粗糙度為Ra3.2柄豹，同軸度為φ0.025mm遍挚；圓柱度為φ0.0lmm，與底平面的平行度為0.05mm橱狗。凸輪軸底孔鏜至5-φ64.18 mm齐梆，粗糙度為Ra3.2,同軸度為φ0.03mm，與主軸孔平行度φ0.06mm夭私，圓柱度為φ0.01mm舷咆。在兩軸組合精鏜床上一道工序完成。

（3）精鏜主軸孔和凸輪軸孔添镜，主軸孔鏜至5-φ（92.065±0.01） mm唐唉，粗糙度為Ra1.6，同軸度為φ0.025mm窿锉；圓柱度為φ0.005mm酌摇。凸輪軸襯套孔鏜至5-φ60.744 mm，粗糙度為Ral.6嗡载，同軸度為φ0.025mm窑多，與主軸孔平行度φO.06mm，圓柱度為φO.008 mm洼滚。在七軸組合鏜床上一道工序完成埂息。

2.2 惰輪孔的工藝路線

首先在組合鉆床上將惰輪孔利用專用刀具鉆至φ49.5 mm，然后在七軸組合鏜床精鏜至φ50.777 mm遥巴。

2.3 后端面油封擋板定位孔千康、前后端面定位孔工藝路線

在組合鉆床上將后端面油封擋板定位孔、前后端面定位孔進(jìn)行鉆孔,然后在七軸組合鏜床上進(jìn)行精鏜后端面油封擋板定位孔和鉸前后端面定位孔達(dá)要求铲掐。

精加主軸孔拾弃、凸輪軸襯套孔、惰輪孔后端面油封擋板定位孔迹炼、前后端面定位孔進(jìn)行鉆孔安排在一道工序在七軸組合鏜床上進(jìn)行砸彬，排除了工件多次定位產(chǎn)生的定位誤差颠毙，大大減少了孔距精度的影響因素斯入。

3 機(jī)體兩端面孔加工多軸鏜床

（1）機(jī)床總體設(shè)計方案

該組合機(jī)床（見圖2）采用臥式雙面配置,固定式夾具,鏜桿采用多層精密導(dǎo)向,以達(dá)到較高的加工精度。主機(jī)外形輪廓尺寸為4595mm×900mm×l630mm,左右端液壓滑臺分別采用HY32一IHY50B型,動力箱輸出轉(zhuǎn)速485r／min,左右端工作行程分別為400mm和1000mm芳窟，加工時間3-4 min万僚。通過液壓制動系統(tǒng)來控制自動進(jìn)退刀，定位采用手動伸縮式定位銷抬爷，主軸孔鏜刀桿采用液壓油缸支承或祖，能根據(jù)鏜刀桿直徑大小（下同）留嫩，自動調(diào)節(jié)支承的高度凰彼。

（2）機(jī)床的工作循環(huán)

工件吊于夾具的讓刀位置→按電源開關(guān),左側(cè)滑臺快進(jìn)（主軸不轉(zhuǎn)）→用手將工件推至定位位置,手動插銷定位并夾緊→左側(cè)主軸箱主軸周向定位脫開，主軸旋轉(zhuǎn)后左側(cè)滑臺工進(jìn)，帶動鏜鉸刀進(jìn)行切削加工→冷卻系統(tǒng)啟動→工進(jìn)到位,死擋鐵停留葛昏，主軸停轉(zhuǎn)蜈藏，延時2-5 s主軸自動定位（電控自動）→右側(cè)滑臺快進(jìn)→右側(cè)主軸旋轉(zhuǎn)后滑臺工進(jìn),帶動鏜鉸刀進(jìn)行切削加工→工進(jìn)到位，死擋鐵停留,主軸停轉(zhuǎn)绝鸡，冷卻系統(tǒng)停止迂雪，延時2-5s主軸自動定位（電控自動）→右側(cè)滑臺快退，停止→手動拔銷,松夾推工件讓刀→右側(cè)滑臺快退（手控）舰褪，到位停止吊下工件皆疹。圖3為機(jī)床工作循環(huán)進(jìn)給圖。

（3）高精度的鏜模

鏜模夾具如圖4所示占拍，導(dǎo)向支承孔裝有高精度的滾子軸承略就，曲軸軸瓦孔加工與凸輪軸軸瓦孔加工的前、后鏜架軸承均采用了高精度的角接觸球軸承刷喜。它可以利用預(yù)緊的方法來消除軸承的徑向和軸向游隙残制，減小因受工作載荷而引起的徑向和軸向偏移，從而提高軸承的運(yùn)轉(zhuǎn)精度和剛度掖疮。各鉸套孔軸心線和鏜套孔軸心線對支承平面的平行度允差不超過0.015mm初茶，以鏜桿檢查鏜桿套的同軸度，鏜桿在導(dǎo)向套內(nèi)的軸向移動靈活浊闪，其配合間隙小于0.015mm恼布，配磨支承塊，保證主軸孔導(dǎo)套中心線至墊塊上平面尺寸精度為±0.01mm搁宾，支承塊上平面共面度為0.01mm折汞。

（4）定位

根據(jù)柴油機(jī)的設(shè)計與加工工藝要求，機(jī)體加工過程中使谋，大部分工序以一面兩孔定位方式整诈，采用以機(jī)體底面和底面上相距為440±0.Olmm的2個φ12mm工藝孔進(jìn)行定位，限制6個自由度度攘，實現(xiàn)基準(zhǔn)統(tǒng)一和基準(zhǔn)重合原則恒晋。具體定位時，需設(shè)置導(dǎo)向板和初定位塊嘱杆，快速找正機(jī)體位置止歇。定位元件選擇支承塊、圓柱銷杭嚷、菱形銷翘辑，定位銷做成可伸縮式。手柄控制插銷軸轉(zhuǎn)動一個角度嚣咕，撥動兩定位銷的同時伸縮溜信，采用一個手柄控制插銷軸轉(zhuǎn)動蜘傻，這樣可避免由于誤操作可能會產(chǎn)生一個定位銷到位，一個銷不到位的現(xiàn)象幸双。

（5）鏜刀桿的液壓支承

機(jī)體的主軸孔為5-φ92.065±0.01mm们豌，后油封定位孔φ141.02 mm，此兩孔同軸不同大小浅妆，精鏜是利用一根鏜刀桿進(jìn)行鏜削望迎。則鏜刀桿在進(jìn)入鏜模架前是脫離鏜模架的，為保證連接主軸箱動力軸和鏜模夾具定位支撐座與鏜桿在運(yùn)動中的平行凌外，工作時準(zhǔn)確進(jìn)入鏜模架辩尊，配套設(shè)計了一個帶滾動頭的液壓支撐架，用來保持鏜桿在運(yùn)動時平行通過鏜模夾具定位支撐座康辑，使鏜刀桿前后直徑尺寸不同（前端為φ78摄欲，后端為φ125）時,自動調(diào)節(jié)支承的高度，實現(xiàn)主軸孔鏜桿（長度1100mm）能夠平穩(wěn)進(jìn)出鏜模架疮薇，保證鏜桿足夠的剛度胸墙。

（6）階梯式鏜刀排

機(jī)體主軸孔上半圓為250鑄鐵，下半圓為球鐵按咒，凸輪軸孔為巴氏合金迟隅，鏜削加工過程中，材質(zhì)不同励七，機(jī)床輕微的振動智袭，再加之精鏜加工若底孔偏心量較大，加工過程中切削深度不均勻剿夫，切削力時大時小渊妨，鏜桿相應(yīng)的內(nèi)應(yīng)力，彈性變形量也隨機(jī)變化姓拂，極易形成鏜桿自振夕涧，使孔精鏜加工后將無法完全消除半精加工時的缺陷。為此寒肋，主軸孔精鏜加工中刹讹，設(shè)計為雙刀鏜刀排，前鏜刀其主要目的是消除偏心沃铣，而由后鏜刀完成最終精鏜加工尘斧。在加工中采用依次進(jìn)刀法构胰，鏜刀分組錯開加工暴彻，互不干擾，不產(chǎn)生共振莱衍，可大大地減小同步切削抗力冬魏，有利于保證和提高精鏜加工精度帮寻。

4 應(yīng)用效果

該機(jī)床用于4110柴油機(jī)機(jī)體兩端七孔加工，經(jīng)生產(chǎn)實踐證明赠摇，主軸承孔的加工精度可達(dá)到IT6～I(xiàn)T7級固逗，同軸度達(dá)到0.02～0.025 mm。并對所加工的每個孔進(jìn)行尺寸精度藕帜、位置精度和表面精度的檢測及質(zhì)量跟蹤烫罩，完全達(dá)到和超過4110發(fā)動機(jī)機(jī)體的設(shè)計要求。機(jī)床運(yùn)行良好洽故，設(shè)計上充分利用閑置的組合機(jī)床配件贝攒，降低成本，縮短了組合機(jī)床設(shè)計制造周期时甚，為企業(yè)節(jié)約了大量資金隘弊，贏得了時間和效益。

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