高速、高效、高精度的復合加工技術(shù)及設備已進(jìn)入現代汽車(chē)制造領(lǐng)域。復合加工體現了工件在一次定位夾緊中完成多個(gè)加工工序,從而達到減少機床、刀具、夾具等,免去工序間工件的搬運和儲存,提高工件的加工精度,縮短和平衡工序節拍,節約生產(chǎn)面積?,F今復合加工工藝的實(shí)現,可通過(guò)以下兩種途徑。
1. 組合機床上是通過(guò)采用多主軸來(lái)實(shí)現復合加工
我公司MR479缸體生產(chǎn)線(xiàn)上采用的組合機床具有復合加工工藝的典型特征。
(1) 缸體銑頂面、鏜缸孔的復合加工。
缸體頂面、缸孔處于缸體曲軸中心平面以上,是發(fā)動(dòng)機的核心部位。缸體頂面與缸蓋底面、活塞頂面構成了發(fā)動(dòng)機的燃燒室,其密封性直接影響發(fā)動(dòng)機的功率。為此,圖樣規定缸體頂面的平面度0.020mm,表面粗糙度Ra1.6μm,與缸套孔中心對缸體頂面的垂直度為0.020mm要求。由于缸套孔是活塞上下往復運動(dòng)的導向,也要求缸套孔的園度φ0.015mm,園柱度φ0.010mm。
為了保證頂面與缸套孔的垂直度,頂面與缸套孔的加工在編制工藝時(shí),通常將兩道工序安排在一道工序內完成。一次定位夾緊缸體中完成頂面與缸套孔的加工,這樣加工位置誤差最小。采用的是立式雙工位鏜銑組合機床結構形式,應用在半精加工和精加工兩個(gè)工序,如圖1所示。
圖1 雙工位鏜銑組合機床工序完成后缸體的位置
①半精加工缸套孔和頂面工序。
加工開(kāi)始,機床立式液壓滑臺快進(jìn)至缸體頂面距離5mm時(shí),主軸箱啟動(dòng),慢速工進(jìn),在液壓滑臺上主軸箱的四根主軸鏜桿上的鏜刀同時(shí)進(jìn)行1、2、3、4缸套孔的半精鏜工步,缸套孔留0.5mm精加工余量,完成后,立式液壓滑臺快退至原始位置時(shí),機床的行程控制器接通,銑削動(dòng)力頭主軸端的盤(pán)形密齒銑刀立即起動(dòng),水平液壓滑臺和缸體同步快進(jìn)。在距銑刀外側5mm距離時(shí),水平液壓滑臺轉慢速工進(jìn),進(jìn)行缸體頂平面半精銑加工,完成后,人工將缸體拉回至水平滾道轉入下道工序,機床的水平液壓滑臺快退至鏜孔原始位置,完成機床的一次加工循環(huán)。
②精銑缸體頂面,精鏜缸孔工序。
機床位置安排在缸體生產(chǎn)線(xiàn)的珩磨機床的工位前,因為后面工序不用缸體頂面作為運送基面,本工序可去除因前面多道工序使缸體(頂面作為運送基面)在工序轉換運送過(guò)程中造成頂面的劃痕,從而保證頂面的平面度。
精加工缸體頂面、缸孔的組合機床結構與半精加工組合機床相同,加工過(guò)程也和半精加工工序也相同,此處不再多敘。
(2)粗、精銑缸體前、后面的復合加工。
本工序采用雙面兩工位臥式復合加工組合機床(見(jiàn)圖2),機床布局為前置粗銑缸體專(zhuān)用銑削頭,后置精銑缸體專(zhuān)用銑削頭,左側兩個(gè)銑削頭和右側兩個(gè)銑削頭與機床中心線(xiàn)對稱(chēng),中心設置進(jìn)給液壓滑臺,上置銑夾具,缸體進(jìn)給方向與左右銑削頭中心垂直。
圖2 雙工位粗、精銑組合機床工序完成后缸體的位置
由于缸體前后面加工,銑削面積大,為保證合理的銑削速度,采用了圓盤(pán)機夾密齒銑刀,它的工作投影直徑大于缸體高度,保證缸體前面和后面一次銑削完成。
操作人員由側面水平滾道將缸體推入夾具并定位夾緊,機床自動(dòng)循環(huán),水平液壓滑臺快進(jìn)距粗銑刀外齒5mm處,轉工進(jìn),缸體完成粗銑,當缸體離開(kāi)粗銑刀外齒5mm處時(shí)才開(kāi)始精銑。
精銑完成后,兩側兩缸體專(zhuān)用銑削頭后退(寸退),水平液壓臺快退至開(kāi)始位置,卸下缸體,完成機床一個(gè)工作循環(huán)。缸體進(jìn)入側面水平滾道轉入下道工序。
(3)雙工位組合機床上半精鏜缸體曲軸承孔,精車(chē)曲軸止推面,精鏜主軸承孔,精鉸后油封座定位孔2-φ6H7、變速箱定位孔2-φ10H7。
①第一工位為半精鏜缸體曲軸承孔,精車(chē)曲軸止推面21±0.05mm。缸體在夾具中定位,缸體抬起(因為鏜桿直徑加刀尖高度的之和大于曲軸軸承孔合蓋后的直徑),靠鏜桿中心偏離主軸承孔中心,使鏜桿順利通過(guò)缸體,每個(gè)鏜刀停在主軸承孔前5mm位置后,缸體落下并夾緊,工進(jìn)開(kāi)始。半精鏜主軸承孔完成后,由油缸推動(dòng)鏜桿內的斜齒條前進(jìn),在斜齒條作用下,推動(dòng)兩把車(chē)刀進(jìn)行徑向走刀,完成曲軸止推兩面的粗車(chē),先精車(chē)前止推面(鏜桿后拉),再精車(chē)后止推面(鏜桿向前),保證了曲軸止推面寬度21±0.05mm(見(jiàn)圖3)。
圖3 粗鏜主軸承孔鏜桿(中間為粗精加工曲軸止推面兩把刀)
完成后,油缸拉動(dòng)鏜桿內的斜齒條,使兩側精車(chē)刀回到鏜桿內,缸體抬起,半精鏜曲軸承孔鏜桿快速退回到開(kāi)始位置。缸體轉入第二工位,即精鏜工位。
②第二工位:精鏜主軸承孔、精鉸后油封座定位孔2-φ6H7、變速箱定位孔2-φ10H7的復合加工(見(jiàn)圖4)。
圖4 鉸后油封定位孔、變速箱定位孔、精鏜主軸承孔刀具位置
主軸箱為五個(gè)主軸,按各要素在缸體的位置呈軸向長(cháng)度不等的排列,精鏜主軸承孔分鏜桿向前工進(jìn),完成半精鏜曲軸承孔,同時(shí)完成精鉸后油封座定位孔2-φ6H7、變速箱定位孔2-φ10H7。主軸箱上鏜桿后退(拉鏜)過(guò)程中,完成精鏜曲軸承孔至圖樣尺寸。
2. 復合刀具來(lái)實(shí)現復合加工
在加工中心機床上,由于加工中心機床是單主軸,可通過(guò)采用復合刀具來(lái)實(shí)現復合加工。
缸蓋生產(chǎn)線(xiàn)上加工中心機床工位,大都采用復合刀具,例如精鏜導管安裝孔和精鏜氣門(mén)座圈安裝孔采用復合刀具,可較好保證同軸度要求(見(jiàn)圖5)。
圖5 精鏜導管孔、座圈安裝孔復合刀
3. 結語(yǔ)
組合機床具有多軸多工位的特性,所以往往將缸體上的關(guān)聯(lián)要素安排在一臺雙工位組合機床上加工。例如,缸孔套和缸體頂平面(垂直度要求);粗、精銑缸體前、后面(平行度要求);半精鏜主軸承孔、精車(chē)曲軸止推面(垂直度要求);精鏜主軸承孔,精鉸后油封座定位孔2-φ6H7、變速箱定位孔2-φ10H7(位置度要求)。
從缸體生產(chǎn)線(xiàn)建成,經(jīng)過(guò)大批量生產(chǎn)的考驗,證明復合加工工藝如果安排合理,就能保證缸體加工質(zhì)量穩定、高效率。
與采用加工中心相比,工序節拍大大縮短,在我公司發(fā)動(dòng)機年產(chǎn)量由50000臺提升至100000臺時(shí),加工中心數量增加1倍,而組合機床工序節拍仍然能滿(mǎn)足產(chǎn)量提升的要求。組合機床刀具結構簡(jiǎn)單,刀具價(jià)格便宜,更換刀具調整十分方便,也便于車(chē)間刀具站刃磨,刃磨周期縮短,有利于生產(chǎn),而刀具占整個(gè)工藝成本相對加工中心要低。
入駐:2024-02-26
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入駐:2024-02-22
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舉辦:2025-05-09 至 2025-05-12
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