談起曲軸銑(Xi)端面打[Da]中心孔機床,就要從曲(Qu)軸的加工工[Gong]藝(Yi)談起,完成曲軸(Zhou)的加工首先就[Jiu]是要确定加工基準,這個基準(Zhun)貫穿曲軸加工(Gong)的大(Da)多數加工工序。因此,銑端(Duan)面打中心孔機[Ji]床在曲軸加工中[Zhong]的(De)作(Zuo)用是非常重要的,提高每道工(Gong)序的加[Jia]工效率和減少裝夾時間,成為衆多曲軸加工[Gong]提高(Gao)效率的重[Zhong]要手段。
談起曲軸的加工工藝,首[Shou]先就是确定曲軸[Zhou]的材質以及[Ji]特點:
曲軸屬細長杆件,主要由主軸頸、連杆頸[Jing]、油封[Feng]軸頸、齒輪軸頸組成,在主[Zhu]軸頸、連杆頸上有油孔,兩端有螺紋孔。根據發(Fa)動機的結構,曲[Qu]軸主要有直列[Lie]和V型曲軸,上圖(Tu)為直列曲軸,主軸頸用于支[Zhi]撐(Cheng)整個曲軸,連杆頸與連杆相連,帶動[Dong]連杆活塞做上下往複運動根據發動機的工作狀況。
曲軸常[Chang]用材料(Liao)有(You):球墨鑄鐵、合金鋼。對于汽油機曲(Qu)軸和小型柴(Chai)油機(Ji)曲軸,由于功率較小[Xiao],曲軸(Zhou)毛坯一般采用球墨鑄鐵(Tie)和優[You]質碳素鋼,常用材料有:QT700-2、45鋼等;中、重型柴油機曲[Qu]軸毛[Mao]坯一般[Ban]采用合金鋼[Gang],常用材料有(You):48MnV、35CrMo等[Deng]。
曲軸是發動機中[Zhong]的[De]重(Zhong)要零件,由于(Yu)曲軸具有結構複雜、剛性差、技術要求高的特性,因此加工工藝難度大,而其(Qi)加工質量又直(Zhi)接影響到[Dao]發動(Dong)機的技術性能和(He)壽(Shou)命,且曲軸屬細長杆件零件,在加工中[Zhong]極易産生變[Bian]形,這(Zhe)就需要在進(Jin)行加工工藝設計時,根據曲軸的[De]材[Cai]料、技術要求、生産(Chan)能力等要求,綜合、全面考慮加工方案。
了[Le]解銑端面打中(Zhong)心孔機床在(Zai)曲[Qu]軸加工的重要作用,那麼就要[Yao]了解[Jie]曲軸加工[Gong]的工藝流程
1)曲軸主軸頸及連杆頸外銑(Xi)加工
現在的數控外[Wai]銑機床,采用了模塊化設計,使外銑數控機床具備可變形的多種不同[Tong]的結構,從而适應曲軸品種規格變(Bian)化的需要。在[Zai]進行曲軸零件加工時,由于圓盤銑刀[Dao]本[Ben]身結構的影響,刀刃與工件始終是斷續接觸,有[You]沖擊[Ji]。因此,機床整個[Ge]切(Qie)削系統中控制了[Le]間隙環節,降低了[Le]加工過程中因運[Yun]動間隙産生的振動,從而[Er]提高了加[Jia]工精度和刀具的(De)的使用壽(Shou)命。
外銑機床可由兩個外銑刀盤組成,刀盤[Pan]在做主運動切削的(De)同時還可以上(Shang)下擺(Bai)動,從而适(Shi)應于加工連杆頸的需要。此時,曲軸轉動,連杆(Gan)頸繞主軸頸中心轉動,銑[Xi]刀盤随連杆頸旋轉(Zhuan)而上[Shang]下擺動,實(Shi)現[Xian]随動切削。由于兩銑削[Xue]頭[Tou]可沿着主(Zhu)軸(Zhou)軸心線移動,從(Cong)而完(Wan)成對(Dui)曲軸每個主軸頸和連杆頸的銑削。
2)曲軸[Zhou]主軸頸及連杆頸磨(Mo)削
目前随着機(Ji)床制造技術的發展[Zhan],連杆(Gan)頸的磨削則采用跟(Gen)蹤磨削法(Fa)。跟蹤磨削(Xue)法是(Shi)以主軸頸中心[Xin]線為回轉中心[Xin],一次裝夾依(Yi)次完成曲軸(Zhou)連杆頸的磨[Mo]削加工(Gong)(也可用于主軸(Zhou)頸[Jing]磨削),磨削連(Lian)杆軸頸的(De)實現方式(Shi)是通過CNC控制砂輪[Lun]的進給和工件回[Hui]轉運動(Dong)兩軸聯動[Dong],來[Lai]完成曲軸加工[Gong]進給。跟蹤[Zong]磨削法采用一次裝夾、在一台數控磨床上依次完(Wan)成曲軸主軸[Zhou]頸和連[Lian]杆頸的磨削加工(Gong),能有效地減(Jian)少設備費[Fei]用,降低加工成本,提(Ti)高加工精度和生[Sheng]産(Chan)效率[Lü]。
3)曲軸主[Zhu]軸頸、連杆頸圓角滾壓機床
近年來,滾[Gun]壓機床應[Ying]用越來[Lai]越多,主要是[Shi]為了提[Ti]高曲軸的疲勞[Lao]強度。據統[Tong]計資料表明(Ming),球墨鑄鐵曲(Qu)軸經圓角滾壓後的曲軸壽命可提高120%~230%;鍛鋼曲軸經圓(Yuan)角滾壓後[Hou]壽命可提高70%~130%。滾壓的旋轉[Zhuan]動力[Li]來源于曲[Qu]軸的旋轉,帶動滾壓頭[Tou]中的滾輪轉動,而滾輪的壓力是由油[You]缸實(Shi)施的。
滾壓力的[De]大小直接影響[Xiang]到滾壓的效果。力大則在短時間内就會滾壓出(Chu)規定(Ding)的深度(Du),但由[You]于壓力過大,除了易使滾壓輪破損外,更易使曲軸整(Zheng)體産生[Sheng]彎曲變形。為此,油缸的壓(Ya)力是可變的、可[Ke]調的,在曲軸旋轉過程中[Zhong]的任[Ren]一角度(Du)都可随(Sui)時變化,靠液[Ye]壓伺(Si)服閥控制,實(Shi)現脈沖滾壓。
在滾壓過程中,因滾壓(Ya)輪薄、硬度(Du)高,在壓力作用下(Xia)超過一(Yi)定的[De]時間會破損,因(Yin)此,滾壓頭具有(You)滾壓輪(Lun)破損檢(Jian)測[Ce]報(Bao)警功能。由[You]于在滾壓過程[Cheng]中曲軸的高[Gao]速旋轉,受滾(Gun)壓力(Li)的作[Zuo]用及滾壓臂的随動負載[Zai]的影響,盡管脈(Mo)沖滾壓能保證曲軸[Zhou]在滾壓過程中的[De]變形很小,但曲軸還是有變形存在。
因此,滾壓機床采[Cai]用了在線(Xian)檢測(Ce)技術,測[Ce]頭可在任意(Yi)位置對曲軸進(Jin)行(Hang)彎曲變(Bian)形檢測,若變[Bian]形[Xing]超差,确定變[Bian]形方向,通(Tong)過專家(Jia)系統控制,使滾壓油缸的力根(Gen)據變形方向[Xiang]而(Er)變化,從而達到校直[Zhi]的目(Mu)的,一般需19~21KN的校直[Zhi]力。在[Zai]滾壓加工過[Guo]程中,為了控制滾壓力的大小,在滾壓臂最易産生[Sheng]變形的位置安裝了一個(Ge)應變儀,通過[Guo]滾壓臂受張力産[Chan]生變形的大小,來監控滾壓力,從[Cong]而(Er)對壓力進行控制。
4)曲軸(Zhou)油道孔數控鑽削機床
曲(Qu)軸油道[Dao]孔的[De]加工經曆(Li)了普通鑽床、組(Zu)合機床、槍鑽等不同時代的不同的加工方法,而今已開始采用數控柔性鑽床。其結構特點如下:
(1)采用帶中孔的塗钛硬質合金鑽頭;
(2)采用(Yong)油氣通[Tong]過鑽頭中孔對切削部位進行潤[Run]滑,其用油為[Wei]菜子油,不含硫、矽、氯等(Deng)成[Cheng]分[Fen],也不含石(Shi)油成分,潤滑效(Xiao)果好;
(3)可同時加[Jia]工兩根曲軸;
(4)可(Ke)自動[Dong]換刀;
(5)油道孔[Kong]加工角[Jiao]度在一定範圍内可(Ke)調;
(6)實現6軸運動。即主[Zhu]軸運動,主軸頭擺動;主軸(Zhou)頭[Tou]前後移[Yi]動;主(Zhu)軸頭左右移(Yi)動(換刀和油道孔加工位(Wei)置用);主軸頭上下進給[Gei]運動;被加工曲軸的[De]轉動。這種鑽床,大大減少了切削液的使用量,而且提高了加工的柔性(Xing)。切[Qie]削液的使用,在曲軸加工中也是需要關注的問題,如何減少(Shao)加工現[Xian]場的[De]油霧,一些專業的切削液廠家也(Ye)提供了相應的解[Jie]決方案。
5)曲軸法蘭孔加工(Gong)
針對曲軸法蘭孔的加工。在鑽孔工序常采用整體硬質合金[Jin]階(Jie)梯鑽,适合高(Gao)精度鑽孔加工。攻絲常采[Cai]用新型整體硬質合[He]金切削絲錐(Zhui)及擠壓絲錐,一般(Ban)會采用針(Zhen)對不同材質的加工特點而[Er]特别設計的絲錐在攻絲過程中[Zhong]經常(Chang)遇到絲錐的纏屑問題,OSG提供了相應的解決方案。
由(You)上可以看出(Chu)銑端面打中心孔機床加工出的曲軸加工基準幾乎(Hu)貫(Guan)穿整個(Ge)曲軸的加[Jia]工工序過程,因此銑端面打中心孔機床加工精度一緻性對曲軸加工[Gong]産生重要的影響,可(Ke)以這麼說在未[Wei]來誰率先使用銑[Xi]端面(Mian)打中心(Xin)孔機(Ji)床,誰就掌握了曲軸[Zhou]加工的效率和經濟效益命脈(Mo)。