精鏜缸體曲軸、凸輪軸孔組合機床DKM026的開發與應用

王 鵬 陳 曦 張 磊

（大連機床集團有限責任公司 技術中心，遼寧 大連 116620）

缸體是發動機的關鍵件之一，精鏜缸體曲軸、凸輪軸孔更是缸體加工重要工序，我們開發設計了DKM026精加工組合機床是集于機、電控制系統為一體而設計出的高精度組合機床，其特點是采用兩個主軸伺服電機分別控制曲軸、凸輪軸孔以滿足主軸定位和切削參數調整，同時充分利用新的檢測手段和數控系統的補償功能，在精鏜曲軸孔鏜桿上設有MAOPASS測頭傳感器，并通過數控滑臺的來保證加工止推面到定位銷孔的距離764.40.08。在此前大連機床已經為玉林柴油機廠設計制造用于精鏜曲軸、凸輪軸孔機床，雖采用數控滑臺及光柵尺控制，但由于主軸箱漲箱等原因應有累計誤差，而此機床結構則避免累計誤差，確保機床精度。

1 機床結構和性能簡介

1.1 機床方案制定的依據

(1)被加工零件名稱：發動機氣缸體WD615系列氣缸體總成（機體與曲軸箱合件），有五種規格

材料：HT250 硬度：HB170-241

(2)節拍：t=5min

(3)所要達到的加工精度：(部分舉例)

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（4）切削參數

1/加工曲軸孔(如圖1)

3/加工惰輪軸孔

推鏜（半精鏜）n=350r/minv=119m/min So=0.2mm/rSm=70mm/min

拉鏜（精鏜）n=530r/min v=180m/minSo=0.1mm/rSm=53mm/min

2/加工凸輪軸孔(如圖)

推鏜（半精鏜）n=600r/minv=122m/minSo=0.12mm/rSm=72mm/min

拉鏜（精鏜）n=735r/minv=150r/minSo=0.072mm/rSm=53mm/min

n=1000r/min v=53.4m/min So=0.072mm/rSm=72mm/r

4/加工油封孔

n=350r/minv=154m/minSo=0.2mm/r Sm=70mm/min

5/加工后端面銷孔

n=1090r/min v=41.1m/min So=0.066mm/rSm=72mm/min

6/加工左、右止推面

粗車加工切削參數：V=93~122.3m/min n=300r/minSo=0.08mm/rSm=24mm/min

精車加工切削參數：V=92.3~122.5m/min n=300r/minSo=0.08mm/rSm=24mm/min

7/加工齒輪室孔

V=100m/min， n=720r/min， So=0.10mm/r， Sm=72mm/min

1.2 機床方案的確定

1.3 機床方案結構說明

DKM026為精鏜缸體曲軸、凸輪軸孔組合機床，該機床采用臥式推鏜（半精鏜）、拉鏜（精鏜）方式來加工曲軸、凸輪軸孔，配有數控滑臺的來實現半精、精鏜不同的進給速度，機床采用冷卻水箱并設有內冷泵用于刀具冷卻，設有單獨電氣柜、液壓站用于控制機床，并設空中走線、空中走管，此機床采用人工裝卸工件，也可設機械手實現自動上、下料，以減輕工人勞動強度。

本機床主要部件：

(1)高精度鏜削頭：該鏜頭是針對加工缸體曲軸、凸輪軸孔、車止推面而專門開發的專用鏜頭，是采用兩個主軸伺服電機分別控制曲軸、凸輪軸孔以滿足主軸定位和切削參數調整，并采用進口軸承及主軸帶氣密封裝置，后端設有橫車止推面裝置和刀具內冷回轉接頭，以滿足刀具內冷卻，在精鏜曲軸孔鏜桿前端設有MAOPASS測頭傳感器，并通過數控滑臺的來保證加工止推面到定位銷孔的距離，以避免由于主軸漲箱和累計誤差等原因而引起加工工件超差，確保機床加工精度。

(2)臥式數控機械滑臺：滑臺是組合機床關鍵的驅動部件，該臥式數控機械滑臺采用貼塑導軌板，動態性能好，精密滾珠絲杠及伺服電機同步齒形帶驅動，使滑臺保持較高的進給精度。

(3)刀桿：鏜刀桿是保證加工精度的關鍵件之一，本機床的刀桿采用的是進口MAOPASS鏜刀桿，并在精鏜曲軸孔鏜桿上設有測頭傳感器，來保證加工止推面到定位銷孔的距離，且半精鏜、精鏜刀分開使用，確保機床加工精度，同時采用內冷冷卻，以保證刀具充分冷卻。

(4)夾具系統：

本機床夾具為工件一面兩銷定位，限制了6個自由度，使工件穩定性好。3個油缸自動夾緊，設有3個自動輔助支撐。由于工件是橫向讓刀，因此兩定位銷采用伸縮式連動插銷機構，并采用進口鏜模架其導套與鏜桿配磨，以確保機床加工精度，另外，該夾具設有定位面吹風和氣檢系統。氣檢系統為SMC產品，保證了工件定位的可靠性。

（5）支撐部件：機床為整體式床身、底座結構其剛性好，同時便于機床安裝調試。

（6）冷卻系統：機床設有冷卻水箱并設有內冷、外冷、沖屑泵及電磁閥用于刀具冷卻和鐵屑沖屑。

（7）驅動控制系統：伺服電機及數控系統采用法那科產品，并配有液晶顯示器，液壓元件采用日本大金產品。

2總結

DKM026機床就其加工精度和技術水平，比國內生產的同類加工發動機缸體的專用機床都有了很大的創新。它的成功提高了生產效率，而且它還能替代該類機床的進口，有著很好的前景。

[1]大連機床組合研究所編.組合機床設計[M].機械工業出版社.1975.

[2]李郝林.機床數控技術[M].北京：機械工業出版社.2004.

[3]機械設計手冊編委會.機械設計手冊.北京：機械工業出版社，2004.

[4]邱宣懷.機械設計[M].北京：高等教育出版社，2006.