曲軸孔作為發動機缸體的重要孔系和設計及定位 基準,其加工質量直接影響發動機的裝配精度及整體運轉性能。 曲軸孔的形狀精度、位置精度要求高,生產中經常需要對曲軸孔加工工藝進行研究和改進, 以提升加工質量和加工效率,滿足當前各動力總成機加工企業對產品質量、加工效率、智能化及柔性化生產越來 越高的要求[1]。
1 曲軸孔加工工藝的選擇
曲軸瓦蓋合蓋前或上下缸體合蓋前,對曲軸半圓孔進行粗加工,主要作用是去除多余毛坯硬皮和加工余量。曲軸瓦蓋合蓋后或上下缸體合蓋后, 對曲軸孔進行整體式半精加工和精加工, 以確保曲軸孔的形狀精度和位置精度等達到要求[2]。 為保證曲軸孔的形位精度, 上汽通用汽車動力總成機加工生產線傳統上在專用機床上使用組合式鏜刀 進行半精鏜和精鏜加工,每組刀片對應相應的加工位置和加工余量。 在曲軸孔鏜刀遠端導向桿處進行導向和支撐,以保證曲軸孔加工的形位精度。曲軸孔鏜刀通 過偏心進刀和退刀,避免曲軸孔鏜刀刀片磕碰曲軸孔。 由于鏜刀不具備脹刀功能, 因此這一加工方案一般無法通過加工中心來實現[3-7], 無法加工缸體上其它特征,加工柔性化較差。加工中心采用掉頭鏜孔的方式進行曲軸孔加工, 曲軸孔鏜刀懸伸較長, 且曲軸孔孔長一般大于 300 mm,因此采用兩頭鏜進的加工方案。 由于鏜桿呈懸臂狀態,懸伸較長,剛性和強度較差,易引起振動,因此難以保證被鏜曲軸孔的尺寸精度和形位精度。 基于以上情況, 上汽通用汽車只在曲軸孔粗鏜加工時利用加工中心進行曲軸孔掉頭鏜加工。可見, 在專用機床上用鏜刀加工曲軸孔或在加工中心上掉頭鏜曲軸孔,由于存在各種局限性,已經無法滿足當前先進制造企業對生產線高效率、柔性化、智能化的需求。于是,采用帶推拉桿的加工中心展開式鏜刀加工曲軸孔,逐步被越來越多的先進制造企業所關注、研究和應用。
2 帶推拉桿的展開式曲軸孔鏜刀應用
帶推拉桿的展開式曲軸孔鏜刀,具有收刀、脹刀加工、自動換刀及直徑自動補償等功能[8-9]。 以上汽通用汽車某發動機缸體曲軸孔的加工為 例,對采用帶推拉桿的加工中心展開式曲軸孔鏜刀應用進行分析,通過刀具推拉桿的軸向移動,實現半精鏜 刀片和精鏜刀片的徑向收刀、脹刀,以及直徑方向刀具 補償等功能。 刀具半精加工檔,刀夾號為 1.1~1.4,直徑為 48.655 mm。 精加工檔, 刀夾號為 2.1~2.4, 直徑為48.815 mm。半精鏜和精鏜直徑可以通過機床控制程序進行精確補償,保證加工的穩定性和高效率。 宇匠數控 備注:為保證文章的完整度,本文核心內容由PDF格式顯示,如未有顯示請刷新或轉換瀏覽器嘗試,手機瀏覽可能無法正常使用!
結論
對采用展開式鏜刀加工曲軸孔的加工中心設備能力進行驗收,曲軸孔尺寸精度、圓柱度的能力指數均完全滿足上汽通用汽車設備能力驗收的要求。 由于展開式曲軸孔鏜刀具有直徑補償功能, 減小了因刀片磨損而引起的曲軸孔直徑變化, 過程能力指數相比傳統曲軸孔加工方式更高,加工穩定性更好。通過與傳統曲軸孔加工方案的比較, 并對展開式曲軸孔鏜刀在加工中心進行應用研究, 實現了發動機 缸體機加工線真正意義上的柔性化加工,減少了基準轉化帶來的公差損失,從而提升了加工質量。 刀具自動補償功能提高了加工效率和加工穩定性。 這一缸體曲軸孔加工方案是當前先進的制造加工工藝,對發動機缸體機加工具有一定的指導意義。
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