陳　輝　周瑞婷

(一拖(洛陽)開創(chuàng)裝備科技有限公司裝備研究所，河南471004)

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大型發(fā)動機機體高精度銑鏜數(shù)控機床的研制

陳輝周瑞婷

(一拖(洛陽)開創(chuàng)裝備科技有限公司裝備研究所，河南471004)

摘要：介紹用于完成發(fā)動機機體精銑頂面、精鏜缸孔工序加工的數(shù)控機床的設(shè)計。以高精度、高效率為原則，通過合理設(shè)計機床整體布局和功能部件，制造出完全符合工藝要求，滿足用戶需求的機床。

關(guān)鍵詞：發(fā)動機機體；精銑頂面，精鏜缸孔；數(shù)控機床

作為國內(nèi)傳統(tǒng)的組合專用機床制造商我公司雖然能完成一般柴油機機體、缸蓋加工設(shè)備整線交鑰匙工程，但在精銑頂面、精鏜缸孔數(shù)控組合專用機床的設(shè)計制造水平上，距離國外先進公司，還存在一定的差距，需要不斷努力創(chuàng)新，才能逐步趕上國外先進企業(yè)，最終達到替代進口。根據(jù)訂單，我們進行了設(shè)備的研發(fā)，以實現(xiàn)公司技術(shù)新突破，提高市場競爭力。

此臺機床加工零件為大型船用柴油機機體，缸孔直徑大，機體頂面寬，且缸孔深度公差要求在0.02 mm以內(nèi)，缸孔和頂面垂直度要求在?0.03 mm之內(nèi)。為此我們對機床的功能部件進行了改進和創(chuàng)新，以確保滿足這些加工精度要求。

1機床概述

1.1機床主要部件及布置形式

機床采用立式單面雙工位布置形式。機床的基礎(chǔ)部件為一個床身底座，底座上有一個數(shù)控移位滑臺和底座連為一體，移位滑臺上面可放置夾具。床身底座后部與一個立柱底座連接，立柱底座上面安裝有一個雙體立柱。立柱的左半邊安裝一個立式進給滑臺，滑臺上面安裝了精鏜頭，精鏜頭側(cè)面安裝了一套鏜頭檢測裝置。立柱的右半邊安裝了精銑頭，機床主體部分的左右分別安裝了一段下料輥道和上料輥道。

機床鏜孔主軸帶有內(nèi)冷卻，冷卻液從床身底座排入冷卻箱內(nèi)，冷卻箱內(nèi)的磁性排屑裝置將鐵屑排出。機床設(shè)置有外包裝。

機床主視圖、側(cè)視圖、機床圖分別如圖1、圖2、圖3所示。

1.2機床動作循環(huán)

人工將工件吊裝到上料輥道上，由上料輥道將工件自動輸送到機床夾具里，工件自動下落到三個固定支撐點上，輔助支撐向上支撐工件，液壓夾緊，氣檢工件定位面，如合格，進入下一循環(huán)，否則報警并結(jié)束循環(huán)。數(shù)控移位滑臺帶動工件向左移位到一工位，進行銑削加工循環(huán)，完成后移位滑臺移位到二工位，立式數(shù)控進給滑臺帶動精鏜頭向下進給加工循環(huán)，完成后移位滑臺移位至下料位，夾具上的自行輥道和下料自行輥道帶動工件向左運動，完成下料，人工將工件吊走，移位滑臺退回上料位，進入下一循環(huán)。

2機床主要技術(shù)性能參數(shù)

機床的主要技術(shù)性能參數(shù)見表1。

圖1　機床主視圖

圖3　機床圖

3機床主要創(chuàng)新點

(1)該機床的銑削頭采用自主研制的立式軸向微調(diào)強力銑削頭，可以進行軸向微調(diào)功能，確保銑削平面的尺寸公差。

表1　機床主要技術(shù)性能參數(shù)

(2)精鏜缸孔采用向下半精鏜，向上精鏜和精車止口的先進工藝，各運動部件均采用伺服控制。

(3)采用主動測量，控制缸孔止口深度精度的先進技術(shù)。

整套裝置安裝在立式進給滑臺上，當(dāng)加工缸孔止口時，與鏜頭同步向下運動，當(dāng)感應(yīng)塊碰觸機體頂面時，滑臺繼續(xù)向下運動，則感應(yīng)裝置與精密測頭碰觸，通過精密測頭的反饋控制立式進給滑臺向下進給的距離，從而確保缸孔止口相對于機體頂面的深度公差，能夠穩(wěn)定地保證深度公差在0.02 mm之內(nèi)。感應(yīng)裝置如圖4所示。

(4)采用研制的高速精密鏜頭，主軸軸承采用油霧潤滑的方式進行冷卻和潤滑，降低軸承發(fā)熱，提高使用壽命。同時主軸上設(shè)置內(nèi)冷結(jié)構(gòu)及內(nèi)冷通道，通過鏜桿內(nèi)部對各個刀片進行冷卻。

(5)采用研制的鏜桿內(nèi)出刀車削止口和拉鏜精鏜刀補償裝置。

(6)使用了兩軸聯(lián)動數(shù)控走軌跡方法解決不同加工品種難題。

圖4　感應(yīng)裝置

(7)采用了先進鏜桿和CBN刀片，提高了鏜孔效率。

(8)采用了先進銑刀結(jié)構(gòu)。

(9)采用濕式加工，整機全防護，配備油霧處理裝置等，提高了加工效率。

4結(jié)論

該機床在結(jié)構(gòu)上做了大量的改進和創(chuàng)新,技術(shù)水平和實際精度指標(biāo)均達到了國內(nèi)先進水平，已經(jīng)通過了用戶驗收，機床各加工精度均滿足用戶要求，得到用戶的好評。近幾年有些發(fā)動機廠家在進行廠房搬遷及擴大再生產(chǎn)，建立新的柔性或剛?cè)峤Y(jié)合生產(chǎn)線。而此技術(shù)能應(yīng)用在各類型發(fā)動機機體的精加工上，因此此類機床的市場需求量很大。此次研制成功，為開拓市場奠定了良好的基礎(chǔ)。

編輯陳秀娟

Development of High Precision Milling and Boring Numerically-controlled Machine Tool for Large Engine Block

Chen Hui, Zhou Ruiting

Abstract：This paper introduces the design of numerically-controlled machine tool for finish-milling the top surface and finish-boring the cylinder hole of the engine block. According to the principle of high precision and efficiency, the overall layout and functional parts of machine tool are designed reasonably to make the machine tool meet the process requirements and customer demands.

Key words：engine block; finish-milling of top surface; finish-boring of cylinder hole; numerically-controlled machine tool

中圖分類號：TG659

文獻標(biāo)志碼：B

作者簡介：陳輝(1980—)，本科，高級工程師，主要從事組專機床、數(shù)控機床及工裝夾具等的設(shè)計研發(fā)工作。電話：15539710958，E-mail:185730177@qq.com

收稿日期：2016—01—11