缸套孔系復合加工新技術(shù)的研究

從a的角度來看，有2個、3個和4個具有相同尺寸的n0系列挖掘機的干燥槽孔，孔間距為109mm。圖1顯示了精裝箱工作的尺寸。孔和止口末端的最小瑪擦槽數(shù)量為ue7880.6mm，0.2mm。容器套筒中留下了ue780.020.04mm的研磨剩余量。缸套孔壁厚5mm,機體材質(zhì)HT250。小批量生產(chǎn)期間,這道工序在現(xiàn)有普通專用鏜床上加工,質(zhì)量反饋信息是:(1)止口端面對缸套孔軸心線的垂直度允差0.04mm用三坐標測量機實測得0.05~0.1mm,著色法檢驗接觸面積只有30%~40%,根本達不到要求。(2)止口深度尺寸誤差在±0.08mm間,波動幅度太大。以上兩條經(jīng)常導致缸蓋、缸墊壓不實缸套而漏油、漏水或油水混合物,有時又因止口太淺、止口端面接觸精度低而被壓裂。(3)主軸沒有定向停功能,缸套孔壁有退刀刀痕,有時會影響后道工序的珩磨精度。新的技改方案是年產(chǎn)5萬臺N490Q柴油機機體,兩班輪番作業(yè),要求避免上述問題而穩(wěn)定生產(chǎn),需研究設(shè)計專用機床。1機床上下料孔間的垂直滑動機體如圖1,缸套孔垂直方位裝夾,用一面兩浮動銷定位,液壓夾緊,降低輔助加工時間,方便排屑。同時機床的立式布局形式能有效防止笨重的剛性主軸自重引起的下垂對孔加工精度的影響。主軸箱滑鞍貼塑導軌與立柱鑄鐵淬火導軌匹配成寬接觸、窄導向矩形滑動副,提高耐磨性與導向性。伺服進給電動機與滾珠絲杠直連,驅(qū)動主軸箱滑鞍上下移動構(gòu)成機床Z軸。單驅(qū)動的兩個剛性鏜頭并列安裝在主軸箱滑鞍上,位置能在0~30mm范圍內(nèi)單獨調(diào)整,以保證鏜孔間距、孔間平行度,能有效擴大機床加工范圍。3只缸套孔之間的距離為雙主軸間距,刀桿用錐孔定位、端面鍵傳遞扭矩、端面螺釘緊固于主軸上,Z軸一次進給加工兩個間隔缸套孔系,加工2缸、3缸機體時,需卸掉一根刀桿。雙軸進給主軸箱滑鞍和單軸驅(qū)動剛性鏜頭整體繞行鏈接平衡錘補償85%左右的重量,且Z向伺服電動機佩帶電磁抱閘,防止斷電Z向自重下滑。工作臺滑鞍貼塑導軌與床身底座鑄鐵淬火導軌,同樣采用寬接觸、窄導向矩形滑動副,伺服進給電動機與滾珠絲杠直連,驅(qū)動工作臺滑鞍左右移動構(gòu)成機床X軸,沒有Y軸。雙軸進給、單軸驅(qū)動的立式數(shù)控雙主軸數(shù)控鏜車復合加工機床總體布局如圖2。2主框架的復合加工2.1車止口刀孔加工兩剛性鏜頭完全相同,加工原理如圖3所示。內(nèi)斜齒輪外直花鍵套1與孔偏心內(nèi)直花鍵外主軸4滑動配合,與蝸桿內(nèi)主軸5螺旋配合。鏜缸套孔刀2和鏜止口刀3布置在同側(cè),車止口端面刀6在異側(cè)。內(nèi)斜齒輪外直花鍵套1和蝸桿內(nèi)主軸5由主軸軸承軸向固定、徑向回轉(zhuǎn)。鏜孔時,鏜缸套孔刀2和鏜止口刀3處于孔偏心內(nèi)直花鍵外主軸4的最大偏心處。鏜孔加工如圖3a所示。孔偏心內(nèi)直花鍵外主軸4旋轉(zhuǎn),通過花鍵副、蝸桿內(nèi)斜齒輪副帶動蝸桿內(nèi)主軸5旋轉(zhuǎn),Z向進給鏜孔。鏜缸套孔刀2脫刀后再鏜止口,兩把鏜刀單獨加工,防止干涉振動,以保證缸套孔的圓柱度要求。刀桿偏心鏜,易引起自激振動,影響缸套孔的圓柱度,在刀桿7上做動平衡。鏜孔結(jié)束后,動力推內(nèi)斜齒輪外直花鍵套1移動,在蝸桿內(nèi)主軸5和刀桿7自傳180°的過程中,車止口端面刀6在孔偏心內(nèi)直花鍵外主軸4偏心距逐漸增大的同時,繼續(xù)旋轉(zhuǎn)車止口端面,而兩把鏜孔刀2、3逐漸縮小偏心距早已脫離加工。車止口端面到位后,主軸停轉(zhuǎn),Z向抬刀、車止口端面刀6脫離止口孔后,動力使內(nèi)斜齒輪外直花鍵套1向相反方向移動,蝸桿內(nèi)主軸5反轉(zhuǎn)180°復位,同時Z向繼續(xù)抬刀到要求高度,完成加工循環(huán)。(1)直徑方向間的數(shù)據(jù)關(guān)系鏜缸孔刀半徑R+偏心距e=缸孔半徑X鏜止口刀半徑r+偏心距e=止口半徑Y(jié)(2)軸向間的數(shù)據(jù)關(guān)系鏜止口刀3與車止口端面刀6高度位置差=車止口端面背吃刀量ap;缸孔深度尺寸(圖1中的156mm)+切出量=鏜缸孔深度尺寸H。2.2蝸桿內(nèi)斜齒輪驅(qū)動件主軸結(jié)構(gòu)如圖4所示,主傳動所有組件裝配連接在主軸箱4內(nèi)外。裝配在主軸箱4內(nèi)的軸承9、21支撐孔偏心內(nèi)直花鍵外主軸5。外主軸5的內(nèi)孔與外圓偏心,偏心軸心線是14,外圓軸心線是13;外主軸5的內(nèi)花鍵18與內(nèi)斜齒輪外直花鍵套15的外花鍵16滑動配合,內(nèi)斜齒輪外直花鍵套15的內(nèi)斜齒輪17與蝸桿內(nèi)主軸6的外蝸桿19配合螺旋轉(zhuǎn)動;蝸桿內(nèi)主軸6通過軸承8、22支撐在外主軸5的偏心孔內(nèi),內(nèi)主軸6的內(nèi)外圓同軸,主軸錐孔和刀桿23的錐柄3配合;鏜缸套孔刀1、鏜止口刀2和車止口端面刀24安裝在刀柄23上;壓縮彈簧10由內(nèi)斜齒輪外直花鍵套15壓縮,內(nèi)斜齒輪外直花鍵套15由滑套11推動,滑套11由螺母12端封與外主軸5連接。主軸5、6間的相對轉(zhuǎn)動,由液壓缸(圖中未畫)推件11下移,蝸桿內(nèi)斜齒輪副驅(qū)動件6實現(xiàn)。解除液壓力,壓縮彈簧推動件11上移,件6復位消除主軸5、6間的相對轉(zhuǎn)角。3動作7,動作作為對使用加工動作循環(huán)如圖5所示。動作(1)~(4)由數(shù)控G00/G01代碼、S、F、M03實現(xiàn),動作(5)~(7)由一個M代碼實現(xiàn),動作(8)用G00,動作(9)用G00、M代碼且動作同時結(jié)束,動作(10)用M代碼。動作(5)~(7)的M代碼與動作(9)的M代碼要求成對使用。任一動作中斷后,要求都能Z向抬刀,但加工只能從動作(1)開始。4車前刀盤與孔間加工(1)套筒偏心雙層主軸車止口端面的平面度與缸套孔軸心線的垂直度主要由主軸軸承軸向運動精度決定,涂色法檢驗接觸精度>95%,三坐標測量機檢驗垂直精度0.01~0.03mm。(2)深度尺寸精度由半閉環(huán)數(shù)控軸Z保證在0.01~0.02mm。(3)孔徑精度由可轉(zhuǎn)位高精度微調(diào)鏜刀頭保證。(4