談(tán)起曲軸銑端面(miàn)打中心孔機床,就(jiù)要(yào)從曲軸的加工(gōng)工藝談起,完成曲軸的加工首先就是要确定加工(gōng)基準,這個基準(zhǔn)貫穿曲(qǔ)軸加工的大(dà)多數加工工序。因此,銑端(duān)面打中心孔機床在曲軸加工中的作用是非常重(zhòng)要(yào)的(de),提高每道工序的加工效率和減少裝夾時間,成為衆多曲軸加工(gōng)提高效率的重要手段。
談起(qǐ)曲軸的加工工藝,首先就是确定曲軸的(de)材質以及特點:
曲軸屬細長杆件,主要由(yóu)主軸頸、連杆頸、油封軸(zhóu)頸、齒輪(lún)軸頸組成,在主(zhǔ)軸頸、連杆頸上有油孔,兩(liǎng)端有螺紋孔。根據發動機的結構(gòu),曲軸主要(yào)有直列和V型曲軸(zhóu),上圖(tú)為直列曲軸,主軸頸用(yòng)于(yú)支撐整個(gè)曲軸,連杆(gǎn)頸與連杆相連,帶動連杆活塞做上下往複運動根據(jù)發動機(jī)的工(gōng)作狀況。
曲軸常用材料(liào)有:球墨鑄鐵、合金(jīn)鋼。對于汽油機曲軸和小型柴油機(jī)曲軸,由于功率較小,曲軸毛坯一般采用球墨鑄鐵和優質碳素鋼,常用材料有:QT700-2、45鋼等;中、重型柴油機曲軸毛(máo)坯一般采用合金鋼,常用材料有:48MnV、35CrMo等。
曲軸是發動機中的重要零件,由于(yú)曲軸具有結構複雜(zá)、剛性差、技術要(yào)求高的特性,因此加工工藝難度大,而其(qí)加工質量又直接影響到發(fā)動機的技術(shù)性能和壽(shòu)命,且曲軸(zhóu)屬細(xì)長杆件(jiàn)零件,在加工中極易産生變(biàn)形,這(zhè)就需要在進行加工工藝設計(jì)時,根據曲軸的(de)材料、技術要求(qiú)、生産能力等要求,綜合、全面考慮加工(gōng)方案。
了解銑端面打中心孔機床在曲(qǔ)軸加工(gōng)的重要作用,那麼就要(yào)了解(jiě)曲軸加工的工藝流程
1)曲軸主軸頸及連杆頸外銑加工
現在的數控外銑機(jī)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的結構,從(cóng)而适應曲軸品種規格變化的需要。在進(jìn)行曲軸零件加工時,由于圓盤銑刀本身結構的影響,刀刃與工件始終是斷續接觸,有沖擊。因此(cǐ),機床整個(gè)切削系統中控制了間隙環節,降低了(le)加工過程中因運動間隙産生的振動,從而提高了加(jiā)工精度和刀具的的使用壽命(mìng)。
外銑(xǐ)機床可由兩個外銑刀盤組成,刀盤(pán)在做主運動切削的(de)同時還可以上下擺動,從而适應于加工連杆頸(jǐng)的需要。此時,曲軸轉動,連杆頸繞主軸頸中心轉動,銑刀(dāo)盤随連杆頸旋轉而上下擺動,實現随動切削。由(yóu)于兩(liǎng)銑削頭可沿着主(zhǔ)軸軸心(xīn)線移動,從而完成對(duì)曲軸每個主(zhǔ)軸頸和連杆頸的銑(xǐ)削。
2)曲軸(zhóu)主軸頸及連杆(gǎn)頸磨削
目前随着機床制造技術的發展,連杆(gǎn)頸的磨削則采用跟蹤磨削法(fǎ)。跟蹤磨削法是以主軸頸中心(xīn)線為(wéi)回轉中心,一次裝夾依次完成(chéng)曲軸(zhóu)連杆頸的磨(mó)削加工(也可用于主軸頸磨削),磨削連(lián)杆軸頸的實現方式是通(tōng)過CNC控制砂輪(lún)的進(jìn)給和工件回轉運動兩軸聯動,來完成曲軸加工(gōng)進給。跟蹤磨削法采用一次裝(zhuāng)夾、在一台數控磨床上依次(cì)完成曲軸主軸頸(jǐng)和連杆頸的磨(mó)削加工,能有效地減少設備費用,降低加工成本,提(tí)高加工精度和生産效率。
3)曲軸主軸頸、連杆頸圓角滾壓(yā)機床(chuáng)
近年來,滾(gǔn)壓機床應用越來(lái)越多,主要是為了提高曲軸的疲(pí)勞強度。據統計資(zī)料表明,球墨鑄鐵曲軸經圓角滾壓後(hòu)的曲軸壽命可提高120%~230%;鍛鋼曲軸經圓角滾壓後壽命可提高70%~130%。滾壓的(de)旋轉動力來源于曲軸的旋(xuán)轉,帶動滾壓(yā)頭中的滾輪轉動(dòng),而滾輪的壓力是由油缸實施的。
滾(gǔn)壓力的(de)大小直接影響到滾壓的效果。力大則在短時(shí)間内就會滾壓出規定的深(shēn)度,但由(yóu)于壓力過大,除了易使滾壓輪破損外,更易使曲軸(zhóu)整體(tǐ)産生彎曲變形。為此,油(yóu)缸的壓力是可變的、可(kě)調的,在曲軸旋轉過程(chéng)中的任一角度都可随時變(biàn)化,靠液壓伺服閥控制,實(shí)現脈沖滾壓。
在滾(gǔn)壓過程中,因滾壓(yā)輪(lún)薄、硬度高,在壓力作用下超過一定的(de)時間會破損(sǔn),因此,滾壓頭具有滾壓輪破損檢測報警(jǐng)功能。由于在滾壓過程中曲軸的(de)高速旋轉,受滾(gǔn)壓力的作用及滾壓臂的随動負載的影響,盡管脈沖(chòng)滾壓能保證曲軸(zhóu)在滾壓過程中的變形很小,但(dàn)曲軸(zhóu)還是(shì)有變形存在。
因此,滾壓機床采用了在(zài)線(xiàn)檢測技術,測頭可在任意(yì)位(wèi)置對曲軸進行彎曲變(biàn)形檢測,若變(biàn)形超差,确定變形方向,通過專家系統控制,使滾(gǔn)壓油缸的力根據變形方向而變化,從而(ér)達到校直的(de)目的,一(yī)般需19~21KN的校直力。在滾壓加工過(guò)程中,為了控制滾壓力的(de)大小,在滾壓臂(bì)最易産生變(biàn)形的位(wèi)置(zhì)安裝了(le)一個應變(biàn)儀,通過滾(gǔn)壓臂受張力産生變形的大小(xiǎo),來(lái)監控滾壓力,從而對壓力進行控制。
4)曲軸油道孔數控鑽削機床
曲(qǔ)軸油道孔的加工經曆了普通鑽床、組合機床、槍鑽等不同時代的不(bú)同的加(jiā)工方法,而今(jīn)已開(kāi)始采用數控柔性鑽床。其結構(gòu)特點如下:
(1)采用帶中孔的塗钛硬質合金鑽頭;
(2)采用油氣通過鑽頭中孔對切削部位進行潤滑,其用油為菜子油(yóu),不含(hán)硫、矽、氯等成分,也不含石油成分(fèn),潤滑效果好;
(3)可同(tóng)時加工兩根曲軸;
(4)可自動換刀;
(5)油道孔加工角(jiǎo)度在一定範圍内可調;
(6)實現6軸運動。即主軸運動,主軸頭(tóu)擺(bǎi)動;主軸頭前後移動;主(zhǔ)軸頭左右移動(dòng)(換刀和油道孔加工位置用(yòng));主軸頭上下進給運動;被加工曲軸的轉(zhuǎn)動。這種鑽床,大大(dà)減少(shǎo)了切削液的使用量,而(ér)且提高了加(jiā)工的柔性。切削液的使用,在曲(qǔ)軸(zhóu)加(jiā)工中也是需要關注的問題,如(rú)何減(jiǎn)少加工現場(chǎng)的油霧,一(yī)些專業(yè)的切削液廠家也提供(gòng)了相應(yīng)的解決方案。
5)曲軸(zhóu)法蘭孔加工(gōng)
針對曲軸(zhóu)法蘭孔的加工。在鑽孔工序常采用整體(tǐ)硬(yìng)質合金(jīn)階梯鑽,适合高精度(dù)鑽孔加工。攻絲常(cháng)采用新型整體硬(yìng)質合金切削絲錐及擠壓絲錐,一般會采用針對不(bú)同材質的加工特點而特别設計的絲錐在攻(gōng)絲過程中經常遇到絲錐(zhuī)的纏(chán)屑問題,OSG提供了相應(yīng)的解決方案。
由上可以看出銑(xǐ)端面(miàn)打中(zhōng)心孔機床加工出的曲軸(zhóu)加(jiā)工基準幾乎貫穿整個(gè)曲軸的加工工序過程,因此銑端面打中(zhōng)心孔機床加工精度一(yī)緻性對曲軸加工産生重要的影響,可以這麼說在未來誰率先使用銑(xǐ)端面打中心孔機(jī)床(chuáng),誰就掌握了曲(qǔ)軸加工(gōng)的效率和經濟效益命脈。