缸套孔系复合加工新技术的研究

缸套孔系复合加工新技术的研究

从a的角度来看，有2个、3个和4个具有相同尺寸的n0系列挖掘机的干燥槽孔，孔间距为109mm。图1显示了精装箱工作的尺寸。孔和止口末端的最小玛擦槽数量为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,机体材质HT250。小批量生产期间,这道工序在现有普通专用镗床上加工,质量反馈信息是:(1)止口端面对缸套孔轴心线的垂直度允差0.04mm用三坐标测量机实测得0.05~0.1mm,着色法检验接触面积只有30%~40%,根本达不到要求。(2)止口深度尺寸误差在±0.08mm间,波动幅度太大。以上两条经常导致缸盖、缸垫压不实缸套而漏油、漏水或油水混合物,有时又因止口太浅、止口端面接触精度低而被压裂。(3)主轴没有定向停功能,缸套孔壁有退刀刀痕,有时会影响后道工序的珩磨精度。新的技改方案是年产5万台N490Q柴油机机体,两班轮番作业,要求避免上述问题而稳定生产,需研究设计专用机床。1机床上下料孔间的垂直滑动机体如图1,缸套孔垂直方位装夹,用一面两浮动销定位,液压夹紧,降低辅助加工时间,方便排屑。同时机床的立式布局形式能有效防止笨重的刚性主轴自重引起的下垂对孔加工精度的影响。主轴箱滑鞍贴塑导轨与立柱铸铁淬火导轨匹配成宽接触、窄导向矩形滑动副,提高耐磨性与导向性。伺服进给电动机与滚珠丝杠直连,驱动主轴箱滑鞍上下移动构成机床Z轴。单驱动的两个刚性镗头并列安装在主轴箱滑鞍上,位置能在0~30mm范围内单独调整,以保证镗孔间距、孔间平行度,能有效扩大机床加工范围。3只缸套孔之间的距离为双主轴间距,刀杆用锥孔定位、端面键传递扭矩、端面螺钉紧固于主轴上,Z轴一次进给加工两个间隔缸套孔系,加工2缸、3缸机体时,需卸掉一根刀杆。双轴进给主轴箱滑鞍和单轴驱动刚性镗头整体绕行链接平衡锤补偿85%左右的重量,且Z向伺服电动机佩带电磁抱闸,防止断电Z向自重下滑。工作台滑鞍贴塑导轨与床身底座铸铁淬火导轨,同样采用宽接触、窄导向矩形滑动副,伺服进给电动机与滚珠丝杠直连,驱动工作台滑鞍左右移动构成机床X轴,没有Y轴。双轴进给、单轴驱动的立式数控双主轴数控镗车复合加工机床总体布局如图2。2主框架的复合加工2.1车止口刀孔加工两刚性镗头完全相同,加工原理如图3所示。内斜齿轮外直花键套1与孔偏心内直花键外主轴4滑动配合,与蜗杆内主轴5螺旋配合。镗缸套孔刀2和镗止口刀3布置在同侧,车止口端面刀6在异侧。内斜齿轮外直花键套1和蜗杆内主轴5由主轴轴承轴向固定、径向回转。镗孔时,镗缸套孔刀2和镗止口刀3处于孔偏心内直花键外主轴4的最大偏心处。镗孔加工如图3a所示。孔偏心内直花键外主轴4旋转,通过花键副、蜗杆内斜齿轮副带动蜗杆内主轴5旋转,Z向进给镗孔。镗缸套孔刀2脱刀后再镗止口,两把镗刀单独加工,防止干涉振动,以保证缸套孔的圆柱度要求。刀杆偏心镗,易引起自激振动,影响缸套孔的圆柱度,在刀杆7上做动平衡。镗孔结束后,动力推内斜齿轮外直花键套1移动,在蜗杆内主轴5和刀杆7自传180°的过程中,车止口端面刀6在孔偏心内直花键外主轴4偏心距逐渐增大的同时,继续旋转车止口端面,而两把镗孔刀2、3逐渐缩小偏心距早已脱离加工。车止口端面到位后,主轴停转,Z向抬刀、车止口端面刀6脱离止口孔后,动力使内斜齿轮外直花键套1向相反方向移动,蜗杆内主轴5反转180°复位,同时Z向继续抬刀到要求高度,完成加工循环。(1)直径方向间的数据关系镗缸孔刀半径R+偏心距e=缸孔半径X镗止口刀半径r+偏心距e=止口半径Y(2)轴向间的数据关系镗止口刀3与车止口端面刀6高度位置差=车止口端面背吃刀量ap;缸孔深度尺寸(图1中的156mm)+切出量=镗缸孔深度尺寸H。2.2蜗杆内斜齿轮驱动件主轴结构如图4所示,主传动所有组件装配连接在主轴箱4内外。装配在主轴箱4内的轴承9、21支撑孔偏心内直花键外主轴5。外主轴5的内孔与外圆偏心,偏心轴心线是14,外圆轴心线是13;外主轴5的内花键18与内斜齿轮外直花键套15的外花键16滑动配合,内斜齿轮外直花键套15的内斜齿轮17与蜗杆内主轴6的外蜗杆19配合螺旋转动;蜗杆内主轴6通过轴承8、22支撑在外主轴5的偏心孔内,内主轴6的内外圆同轴,主轴锥孔和刀杆23的锥柄3配合;镗缸套孔刀1、镗止口刀2和车止口端面刀24安装在刀柄23上;压缩弹簧10由内斜齿轮外直花键套15压缩,内斜齿轮外直花键套15由滑套11推动,滑套11由螺母12端封与外主轴5连接。主轴5、6间的相对转动,由液压缸(图中未画)推件11下移,蜗杆内斜齿轮副驱动件6实现。解除液压力,压缩弹簧推动件11上移,件6复位消除主轴5、6间的相对转角。3动作7,动作作为对使用加工动作循环如图5所示。动作(1)~(4)由数控G00/G01代码、S、F、M03实现,动作(5)~(7)由一个M代码实现,动作(8)用G00,动作(9)用G00、M代码且动作同时结束,动作(10)用M代码。动作(5)~(7)的M代码与动作(9)的M代码要求成对使用。任一动作中断后,要求都能Z向抬刀,但加工只能从动作(1)开始。4车前刀盘与孔间加工(1)套筒偏心双层主轴车止口端面的平面度与缸套孔轴心线的垂直度主要由主轴轴承轴向运动精度决定,涂色法检验接触精度>95%,三坐标测量机检验垂直精度0.01~0.03mm。(2)深度尺寸精度由半闭环数控轴Z保证在0.01~0.02mm。(3)孔径精度由可转位高精度微调镗刀头保证。(4