缸體精銑兩側(cè)面機(jī)床總體設(shè)計(jì)及夾具設(shè)計(jì)【銑兩側(cè)面】【說明書+CAD+3D】,銑兩側(cè)面,說明書+CAD+3D,缸體精銑兩側(cè)面機(jī)床總體設(shè)計(jì)及夾具設(shè)計(jì)【銑兩側(cè)面】【說明書+CAD+3D】,缸體,精銑兩,側(cè)面,機(jī)床,總體,設(shè)計(jì),夾具,說明書,CAD 發(fā)動(dòng)機(jī)缸孔止口加工精鏜頭設(shè)計(jì)制造唐善洲東風(fēng)汽車公司 設(shè)備制造廠, 湖北 十堰 ? 442022摘要: 根據(jù)產(chǎn)品的技術(shù)要求, 提出用缸體頂面控制缸孔止口深度加工的設(shè)計(jì)新思路。介紹加工缸孔止口專用三軸浮動(dòng)精鏜頭工作原理, 闡述了在裝配調(diào)試過程中出現(xiàn)的浮動(dòng)量大小不一, 浮動(dòng)困難, 浮動(dòng)量測(cè)量不便等問題解決方法。關(guān)鍵詞: 缸孔止口; 浮動(dòng)精鏜頭; 裝配; 調(diào)試中圖分類號(hào): TG650?2: TK406? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A? 文章編號(hào): 1001- 2265( 2002) 01- 0042- 03圖 1? 缸體零件圖圖 2? 三軸浮動(dòng)精鏜頭總圖1? 引言我廠為某發(fā)動(dòng)機(jī)廠設(shè)計(jì)制造一條缸體三軸孔及缸孔止口加工自動(dòng)線。雖然該線要求缸孔止口為半精加工, 但是廠里為了把開發(fā)和應(yīng)用相結(jié)合, 要求按精加工設(shè)計(jì)缸孔止口加工機(jī)床, 節(jié)省開發(fā)費(fèi)用, 降低開發(fā)風(fēng)險(xiǎn)。產(chǎn) 品 要 求缸 孔 止口 深 度 尺寸 公 差 較高, 為? 0. 02mm( 見圖 1) , 由圖可知, 缸體頂?shù)酌娓叨瘸叽绻钸h(yuǎn)大于缸孔止口尺寸公差, 用傳統(tǒng)工藝方法( 一面兩銷) 由定位面為基準(zhǔn)控制產(chǎn)品尺寸是行不通的。參照國外精加工機(jī)床資料, 決定設(shè)計(jì)專用三軸浮動(dòng)鏜頭,由缸體頂面為基準(zhǔn)對(duì)刀控制加工缸孔止口深度尺寸的新思路。三軸浮動(dòng)精鏜頭是整條自動(dòng)線的關(guān)鍵部件之一, 它的開發(fā)研制成功與否關(guān)系到該自動(dòng)線的成敗得失。2? 浮動(dòng)精鏜頭的工作原理三軸浮動(dòng)精鏜頭的總圖見圖 2, 其中浮動(dòng)精鏜頭主軸的剖面結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖見圖 3。在浮動(dòng)精鏜頭還未開始切削前, 主軸在 9 只平衡彈簧的彈簧力作用下被推出至最前端, 即伸出狀態(tài)。支承銷釘在復(fù)位彈簧的彈簧力作用下也被推出至最前端。隨著滑臺(tái)工進(jìn), 當(dāng)浮動(dòng)精鏜頭上的鏜刀開始切削缸孔時(shí), 在切削力的作用下,精鏜頭主軸第一次相對(duì)主軸箱體向后位移, 壓縮主軸平衡彈簧, 直到彈簧力與切削力處于平衡狀態(tài)后, 精鏜頭主軸才停止后移, 并隨著滑臺(tái)工進(jìn)加工出缸孔和缸孔止口。加工過程中, 兩個(gè)支承銷釘頂?shù)礁左w頂面后開始?jí)嚎s銷釘后的復(fù)位彈簧。當(dāng)兩個(gè)支承銷釘處于圖2中所示位置時(shí), 也就是缸孔止口深度尺寸已加工到位, 此時(shí)滑臺(tái)繼續(xù)向前工進(jìn), 精鏜頭主軸不能隨滑臺(tái)工進(jìn)繼續(xù)向前移動(dòng), 而是與支承銷釘保持貼緊, 即與缸體頂面保持相對(duì)靜止, 而與主軸箱體產(chǎn)生軸向相對(duì)直線運(yùn)動(dòng), 直到滑臺(tái)工進(jìn)到終位停止?；_(tái)工進(jìn)到終位時(shí)三根主軸仍留有一定的向后浮動(dòng)備量, 用來補(bǔ)償各缸孔位置的頂面不等高或不同缸體之間的高度尺寸偏差, 從而保證缸孔止口加工深度一致。42? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù)圖 3? 精鏜頭結(jié)構(gòu)圖 4? 檢測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)3? 浮動(dòng)精鏜頭關(guān)鍵零件制造與控制1) 主軸箱體精度控制。箱體主軸前軸承端蓋半精加工后配鏜定位銷, 然后精加工, 保證前后軸承孔同心度, 且保證主軸軸承內(nèi)孔的圓柱度, 粗糙度達(dá)到圖紙要求。2) 平衡彈簧的設(shè)計(jì)與制造由圖 3 可知, 每根主軸有 9 只平衡彈簧, 它不同于一般壓縮彈簧。必須具有如下要求: 壓縮到工作狀態(tài)有恒定彈力, 三軸 27 只彈簧力足夠克服切削力, 但又不能大于滑臺(tái)進(jìn)給力。每根主軸 9 只彈簧在初始狀態(tài)其高度尺寸基本相同, 抗疲勞強(qiáng)度好, 長期工作彈簧性能不變。設(shè)計(jì)一專用彈簧, 第一批彈簧按常規(guī)制造, 經(jīng)檢查基本不合格, 與設(shè)計(jì)要求相差甚遠(yuǎn)。第二批彈簧制造從選材, 繞制, 平端面, 熱處理等各環(huán)節(jié)嚴(yán)格控制。從 100 只彈簧中, 用彈簧測(cè)力儀進(jìn)行檢測(cè), 挑選符合要求的彈簧, 每個(gè)彈簧力偏差控制在 2N 以內(nèi)。高度偏差控制在 0. 2mm 內(nèi)。4? 裝配與調(diào)試1) 裝配前準(zhǔn)備工作a) 零件清洗。b) 平衡彈簧用彈簧測(cè)力儀檢測(cè)挑選, 將合格件按測(cè)量數(shù)據(jù)分為三組。c) 測(cè)量箱體, 軸承前端蓋有關(guān)尺寸, 配磨相應(yīng)零件, 端面保證適當(dāng)間隙。d) 預(yù)裝主軸軸承, 控制主軸軸承預(yù)緊力。e) 預(yù)裝滑套, 保證滑套在主軸箱體內(nèi)孔有適當(dāng)間隙, 且與導(dǎo)向銷滑動(dòng)自如。2) 裝配與精度檢驗(yàn)通過分析裝配圖和工作原理可知, 它與常見的鏜頭相比最大區(qū)別在于主軸系統(tǒng)是懸浮在主軸箱體內(nèi),有 1. 3mm 竄動(dòng)量。切削零件時(shí), 由于平衡彈簧的作用, 主軸系統(tǒng)又具有良好的剛性且浮動(dòng)自如。精心裝配后空運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn) 4 小時(shí)。測(cè)量主軸溫升, 控制在規(guī)定范圍內(nèi)。除了按常規(guī)檢查鏜頭有關(guān)項(xiàng)精度外, 還進(jìn)行了每個(gè)鏜頭的最大平衡彈簧力大小和浮動(dòng)量的測(cè)量。設(shè)計(jì)要求每根主軸的最大平衡彈簧力為 2500N, 最大浮動(dòng)量 1. 3mm。我們用測(cè)力儀進(jìn)行檢測(cè), 見圖 4。在主軸自由狀態(tài)( 即伸出狀態(tài)) , 調(diào)整好百分表和測(cè)力環(huán)百分表后, 同時(shí)擰緊施力機(jī)構(gòu)的兩個(gè)螺母, 壓力通過測(cè)力環(huán)傳遞給主軸使之相對(duì)箱體后移。當(dāng)百分表達(dá)到最大且停止時(shí), 記錄百分表數(shù)據(jù), 既為主軸最大浮動(dòng)量。此時(shí)測(cè)力環(huán)上百分表數(shù)據(jù)經(jīng)換算為最大平衡彈簧力。通過對(duì)浮動(dòng)精鏜頭每根主軸進(jìn)行測(cè)試, 發(fā)現(xiàn)如下問題:( 1) 主軸浮動(dòng)量大小不一致。( 2) 主軸浮動(dòng)困難, 有時(shí)處于中間位置。( 3) 確定浮動(dòng)后備量不便。3) 調(diào)試針對(duì)上述發(fā)現(xiàn)的三個(gè)問題, 對(duì)部件總圖進(jìn)行分析研究, 找出產(chǎn)生問題原因, 提出解決的辦法。432002年第1期? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?圖 5? 浮動(dòng)備量測(cè)量示意圖圖 6? 缸體精加? ? ? 工工序圖? ? ?圖 7? 精加工后缸? ? ? 體件示意圖? ? ( 1) 主軸浮動(dòng)量大小不一致。原因是每個(gè)零件加工均有誤差, 測(cè)量配墊時(shí)沒有完全消除。這些零件產(chǎn)生的累積誤差, 造成每根主軸的浮動(dòng)量大小不一致。經(jīng)分析, 這一偏差量不大, 只要主軸浮動(dòng)后備量留的合適, 此偏差不影響加工零件精度。為此這一問題可排除。( 2) 主軸浮動(dòng)困難, 有時(shí)處于中間位置。當(dāng)沿主軸軸線方向向主軸施力時(shí), 主軸隨之向后移動(dòng), 撤消該力后, 靠平衡彈簧的作用力不能將主軸推回至最前端, 且主軸向后移動(dòng)時(shí), 不是隨著力量逐漸增大而同步變化, 而是發(fā)生跳躍式向后移動(dòng)。經(jīng)分析, 產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是主軸與箱體之間摩擦阻力過大。這一摩擦阻力主要來源于主軸前端為了防水防塵而設(shè)計(jì)的 O 型密封圈。考慮該機(jī)床是立式加工機(jī)床, 主軸不易進(jìn)水和粉塵, 采用氈圈和間隙密封也能滿足使用要求。這樣取消 O 型密封圈后, 主軸基本活動(dòng)自如,達(dá)到設(shè)計(jì)技術(shù)要求。( 3) 確定浮動(dòng)后備量不便。浮動(dòng)精鏜頭裝配合格后, 進(jìn)行總裝調(diào)試, 又發(fā)現(xiàn)主軸浮動(dòng)備量的測(cè)量很困難, 即如何確定滑臺(tái)死擋鐵的位置, 以保證機(jī)床在加工終了時(shí), 主軸還仍留有一定的后備浮動(dòng)量( 設(shè)計(jì)要求為 0. 5mm, 9 只平衡彈簧的彈簧力大小在部裝時(shí)已用測(cè)力儀測(cè)定符合設(shè)計(jì)技術(shù)要求) 。根據(jù)這一要求, 測(cè)量每根主軸的實(shí)際浮動(dòng)量。測(cè)量方法如下:a) 將被加工零件( 或樣件) 裝夾在夾具上。b) 在被加工零件頂部與浮動(dòng)鏜頭主軸之間用千斤頂( 螺紋) 向上壓縮主軸, 同時(shí)用百分表測(cè)量出主軸從自由狀態(tài)到壓縮至極限位置時(shí)的浮動(dòng)量并作記錄( 見圖 5) 。用同樣的方法測(cè)量另外兩根主軸的浮動(dòng)量并作記錄。同時(shí)也測(cè)量出壓縮至極限位置時(shí)各支承銷釘端面離缸體頂面距離, 配磨支承銷釘?shù)恼{(diào)整墊, 使支承銷釘端面到缸體頂面距離為一定值 H1。c) 根據(jù)各主軸浮動(dòng)量和支承銷釘端面到缸體頂面距離的數(shù)據(jù), 調(diào)整立式滑臺(tái)死擋鐵位置, 做到滑臺(tái)運(yùn)動(dòng)到終位時(shí), 每根主軸仍留有 0. 5mm 左右的浮動(dòng)量,用來補(bǔ)償缸體高度和缸體頂面不平而產(chǎn)生的偏差。5? 試切結(jié)果機(jī)床調(diào)試完畢后, 對(duì)被加工零件進(jìn)行了試切, 其加工精度達(dá)到了產(chǎn)品的精度要求。為驗(yàn)證浮動(dòng)精鏜頭加工精度的穩(wěn)定性和對(duì)不同工況的適應(yīng)性, 我們對(duì)該機(jī)床進(jìn)行了一輪切削試驗(yàn), 即將一缸體高度磨削成 A 、B、 C 三個(gè)階 梯面 ( 見圖 6) , 每 兩面之 間高 差為0. 2mm, 這時(shí)缸體總高尺寸仍在產(chǎn)品公差范圍內(nèi)。經(jīng)加工后, 測(cè)量缸體止口深度 L ? 0. 02mm 尺寸, 其數(shù)據(jù)見表 1:表 1? 試驗(yàn)切削中缸孔止口深度 L 的尺寸實(shí)測(cè)值單位: mm孔號(hào)1 孔3孔5 孔測(cè)量位置abcabcabc件 17. 96 7. 95 7. 95 7. 95 7. 94 7. 94 7. 93 7. 95 7. 94件 27. 95 7. 94 7. 94 7. 95 7. 96 7. 93 7. 94 7. 93 7. 95件 37. 97 7. 96 7. 97 7. 97 7. 96 7. 96 7. 94 7. 94 7. 93? ? 由以上數(shù)據(jù)可知, 即使缸體頂面高度誤差達(dá)到0. 2mm 時(shí), 經(jīng) 加工 后 的缸 孔 止口 深 度 仍 能保 證? 0. 02mm的精度要求( 見圖 7) 。6? 結(jié)論1) 通過對(duì)三軸浮動(dòng)精鏜頭的開發(fā)設(shè)計(jì), 裝配調(diào)試, 實(shí)現(xiàn)了缸孔止口深度尺寸 ? 0. 02mm 的加工精度。2) 實(shí)踐證明此次開發(fā)設(shè)計(jì)的浮動(dòng)精鏜頭的結(jié)構(gòu)合理, 可以定型作為專用部件, 以供今后用于該類精加工機(jī)床的設(shè)計(jì)。3) 將該技術(shù)直接應(yīng)用在自動(dòng)線上, 可以節(jié)省開發(fā)費(fèi)用約 10 萬元。收稿日期: 2001- 06- 25作者簡(jiǎn)介: 唐善洲( 1963- ) , 男, 湖北仙桃人, 東風(fēng)汽車公司設(shè)備制造廠工程師。( 編輯? 何? 鋼)44? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù)