摩托車曲軸箱體組合機(jī)床生產(chǎn)線設(shè)計(jì)

摩托車曲軸箱體組合機(jī)床生產(chǎn)線設(shè)計(jì)

1孔多且深加工的精度和自動(dòng)化程度高125.摩托車主缸左弓的有機(jī)部件制造和加工聯(lián)合收割機(jī)的生產(chǎn)能力是根據(jù)中國一家大型摩托車制造商的需要開發(fā)的。該生產(chǎn)線于1999年9月經(jīng)用戶驗(yàn)收合格,已正式交付使用。左右曲軸箱體是摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)中的重要零件,要求加工的孔多且比較密集,加工精度要求高,特別是曲軸孔、主軸孔、副軸孔、正時(shí)齒輪軸孔以及2-定位銷孔,其孔的精度均在H7以上,位置精度在±0.02～0.03mm,鏜孔最小間距為45mm。在加工中,鉆鏜孔工序的加工質(zhì)量將直接影響發(fā)動(dòng)機(jī)的功率、油耗、噪聲等性能。同時(shí)125型摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)的生產(chǎn)批量較大,因而要求該工序的加工設(shè)備具有較高的生產(chǎn)率和自動(dòng)化程度。然而,目前國內(nèi)多數(shù)采用加工中心與通用設(shè)備一起完成其主要工序的加工,需要占用較多的人員和資金,因此不能很好地滿足加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率的要求,這在一定程度上制約了125型摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)的性能保證和生產(chǎn)質(zhì)量的提高。2粗、精銑機(jī)床該生產(chǎn)線由六臺(tái)組合機(jī)床組成,主要加工箱體結(jié)合面和箱蓋結(jié)合面上的各孔。其中每臺(tái)組合機(jī)床將左右曲軸箱體各一件成組裝夾,一次加工;定位采用一面二銷;機(jī)床夾具如圖1所示,為手動(dòng)裝卸工件,液壓夾緊,壓板自動(dòng)回轉(zhuǎn);機(jī)床機(jī)動(dòng)時(shí)間≤60s;粗、精鏜機(jī)床均按精密級(jí)等級(jí)設(shè)計(jì)制造;工藝流程為鉆孔→擠絲→粗鏜Ⅰ→粗鏜Ⅱ→精鏜Ⅰ→精鏜Ⅱ。1螺紋底孔及光孔該專機(jī)左面用二十三軸多軸箱鉆左箱體上的11個(gè)螺紋底孔及光孔;右箱體上的12個(gè)螺紋底孔及光孔。右面用二十八軸多軸箱鉆左箱體上的14個(gè)螺紋底孔;右箱體上的14個(gè)螺紋底孔。22雙墊組合床該專機(jī)左面用十一軸多軸箱擠壓左箱體上的1個(gè)螺孔;右箱體上的10個(gè)螺孔。右面用二十八軸擠壓左箱體上14個(gè)螺孔;右箱體上的14個(gè)螺孔。3軸類孔圖6該機(jī)床左面用八軸剛性鏜頭粗鏜左箱體上的曲軸孔、主軸孔、副軸孔、2-定位銷孔、變速鼓孔;右箱體上的拔叉插銷孔、起動(dòng)軸孔。右面用五軸剛性鏜頭粗鏜左箱體上的正時(shí)齒輪軸孔、變檔軸孔、2-定位銷孔、起動(dòng)電機(jī)過輪孔。4軸類孔圖7該機(jī)床結(jié)構(gòu)形式如圖2所示,左面用八軸剛性鏜頭粗鏜左箱體上拔叉插銷孔、起動(dòng)軸孔;右箱體上的曲軸孔、主軸孔、副軸孔、2-定位銷孔、變速鼓孔。右面用九軸剛性鏜頭粗鏜左箱體上的空檔軸孔、過油孔、壓銷孔、定位銷孔、起動(dòng)電機(jī)過輪孔;右箱體上的2-定位銷孔、機(jī)油泵安裝孔、變檔軸孔。52雙精裝備型床加工內(nèi)容同3。62雙精裝備型床加工內(nèi)容同4。3復(fù)合多孔銑頭組合機(jī)床設(shè)計(jì)1)該生產(chǎn)線能適應(yīng)輪番加工CB125、CB125D及CG125三種型號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)左右曲軸箱體,滿足了產(chǎn)品換型的需要,節(jié)約了投資、場地、減少了操作工。2)將所有要鏜削的孔合理地分成兩組加工,不但保證了主軸剛性,主要孔系相互位置的高精度要求及精度的長久穩(wěn)定,也給操作換調(diào)刀及維修帶來了極大方便。為了保證兩臺(tái)精鏜機(jī)床所鏜孔的位置精度,在主要孔加工完成后,第二次精鏜采用前面加工好的2-定位銷孔,進(jìn)行定位,夾具上采用雙圓柱銷定位并加設(shè)液壓頂出機(jī)構(gòu)。3)為了保證高精度孔的直徑尺寸及位置要求,在粗鏜時(shí)將倒角、锪平面一次加工至尺寸要求,前后孔徑尺寸留0.2～0.3mm的加工余量,精鏜時(shí)僅僅鏜孔。以正時(shí)齒輪軸孔加工為例,粗鏜工序如圖3所示,粗鏜〉11.8和孔口倒角1.1×45°;锪平面〉22;粗鏜〉24.7和孔口倒角2.35×60°。精鏜工序,精鏜〉12H8,〉25H7。4)針對(duì)國內(nèi)從標(biāo)準(zhǔn)開始就普遍存在的主軸密封效果差,軸承壽命短的問題,在鏜頭前端采用徑向和軸向的雙向密封,與氣環(huán)密封相配合,如圖4所示;同時(shí)采用二級(jí)過濾,使氣源過濾精度≤5μm。以保證主軸在高壓力、大流量的冷卻下,冷卻液不能進(jìn)入鏜頭內(nèi)部,污染潤滑脂。5)為了確保加工質(zhì)量,滿足加工工藝的要求,專門設(shè)計(jì)了多軸剛性鏜頭。主軸與鏜刀桿剛性連接,不借助鏜模導(dǎo)向,分別對(duì)多個(gè)孔進(jìn)行粗精鏜。以〉30的主軸為例,主軸部件的結(jié)構(gòu)如圖5所示,前支承采用瑞典SKF的斜角滾珠軸承7206ACD/P4ADBB,后支承采用斜角滾珠軸承7006ACD/P4ADBB。在軸間距允許的情況下,盡量選用直徑較大的主軸,對(duì)個(gè)別直徑較小的主軸,前支承采用3個(gè)軸承,后支承采用2個(gè)軸承,分別配對(duì)使用。這兩種結(jié)構(gòu)均可承受較大的徑向載荷和一定的軸向載荷,可提高支承的徑向剛度和精度,對(duì)粗鏜孔非常有利。同時(shí)為了保證加工精度的長期穩(wěn)定性和更好的減振性,鏜頭箱與所用電機(jī)分別安裝在滑臺(tái)臺(tái)面上,變速箱與鏜頭箱后端面相連結(jié),并且與滑臺(tái)臺(tái)面不接觸。6)機(jī)床左右選用了德國SEHY-P400/400一矩一山型高精度液壓滑臺(tái),使機(jī)床導(dǎo)向精度得到提高。為了滿足鏜孔的深度要求,我們改進(jìn)了滑臺(tái)的擋鐵裝置,如圖6所示,這樣可有效解決滑臺(tái)加工終了時(shí)前抑及軸向尺寸不穩(wěn)定等問題。其定位精度可達(dá)到±0.015以內(nèi),通過調(diào)整墊片可確定滑臺(tái)加工終了位置。7)控制系統(tǒng)PLC選用了日本三菱公司的FXON-60MR,最大配置I/O120點(diǎn);行程開關(guān)采用接近開關(guān)。使整個(gè)系統(tǒng)具有完善的保護(hù)以及故障自我診斷等功能,為組合機(jī)床自動(dòng)循環(huán)加工的穩(wěn)定運(yùn)行和生產(chǎn)率的提高提供了有力的保障。8)液壓系統(tǒng)中的變量泵選用了臺(tái)灣朝田的HVP-VE2-F-30-A2-R;三位四通換向閥選用了意大利ATOS的D4D-S9/50-24VDC。并且在油路上通過精心設(shè)計(jì),有效地提高了夾具夾緊及滑臺(tái)運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性及可靠性,并使油溫和噪音都大大低于國家標(biāo)準(zhǔn)。9)廣泛采用可轉(zhuǎn)位刀片機(jī)夾可調(diào)鏜刀,專用復(fù)合多臺(tái)階鏜刀,整體硬質(zhì)合金定尺寸鏜鉸刀等刀具鏜孔,先進(jìn)、實(shí)用、方便、經(jīng)濟(jì);對(duì)個(gè)別直徑較小的鏜孔主軸,在刀具連接上,如圖7所示,采用2#莫氏短錐與法蘭相結(jié)合共同連接,并通過配磨調(diào)整墊、安裝4個(gè)M5螺釘,使錐面及端面均接觸,以確保其連接剛性和可靠性;在空間尺寸允許的情況下,增加鏜頭前端凸臺(tái)的伸出量,使鏜刀盡量短;所有螺紋加工刀具均采用磨制擠壓成形絲錐,加工效率高,加工出的螺紋強(qiáng)度高,質(zhì)量好,擠壓絲錐本身無排屑,強(qiáng)度好,能承受較大的扭矩而不易拆斷,而且擠壓螺紋速度比普通絲錐攻螺紋高;所有鉆頭均采用大螺旋角結(jié)構(gòu),切削輕快,排屑流暢。10)全部采用大流量、壓力高的冷卻泵進(jìn)行冷卻。在淋浴式冷卻潤滑基礎(chǔ)上,增加噴射導(dǎo)管,使冷卻潤滑液直接朝孔口噴射,加快了熱量的散發(fā),進(jìn)一步改善冷卻潤滑條件,減少孔徑的擴(kuò)大量。導(dǎo)軌潤滑采用集中潤滑泵自動(dòng)潤滑。使定量的潤滑油按預(yù)定的周期時(shí)間對(duì)各潤滑點(diǎn)供油,使運(yùn)動(dòng)副保持適量的潤滑油膜。11)機(jī)床采用整體床身,安裝方便,剛性好,精度保持性好。每臺(tái)機(jī)床都配備與進(jìn)口加工中心外觀相稱的全封閉防護(hù)裝置,防護(hù)門為自動(dòng)門。正體美觀,防漏性能較好。4軸孔坐標(biāo)精度該生產(chǎn)線經(jīng)設(shè)計(jì)、制造、調(diào)試后進(jìn)行試生產(chǎn),連續(xù)加工600套,在排除其它致廢因素的情況下,抽檢10%經(jīng)測量其加工精度,表面粗糙度均滿足用戶圖紙要求,其中曲軸孔、主、副軸孔、2-定位銷孔、正時(shí)齒輪軸孔的坐標(biāo)精度穩(wěn)定地控制在±0.025mm以內(nèi),有的