YX－CK339高效雙軸數控車的設計

2013-09-28 13:19:34陳桂芳辛百靈

制造技術與機床 2013年5期

陳桂芳辛百靈

(①三門峽職業技術學院，河南三門峽 472000;②三門峽豫西機床有限公司研究所，河南三門峽 472143)

輪轂是汽車車輪的重要組成部分，是連接制動鼓和半軸凸緣的重要零件。其主要功能:承載汽車的總質量，通過輪胎吸收與緩和汽車行駛時所受到的路面沖擊和振蕩，保證輪胎與路面良好的附著性能，以提高汽車的動力性、制動性和通過性;產生平衡汽車轉向行駛的同時，通過輪胎產生的自動回正力矩，使汽車保持直線行駛;輪轂不但是安裝輪胎的骨架，也是將輪胎和車軸連接起來的旋轉部件。輪轂分前輪轂和后輪轂，材質有灰鐵、球鐵、鋁合金等。對于載重汽車，一般為球鐵輪轂，數量有4個、6個、8個不等。隨著汽車產量的不斷擴大，人工成本的不斷提高，傳統的輪轂加工工藝已不適應大批、高效、優質的要求。

1 輪轂

(1)輪轂的結構特點

輪轂的結構特點符合盤套類零件的結構特點，故歸結為盤套類零件。輪轂主要由有較高同軸要求的內外圓表面組成，零件的壁厚較小，易產生變形，軸向尺寸一般小于外圓直徑。其中多個直徑尺寸與軸向尺寸有較高的尺寸精度和表面粗糙度要求。

(2)主要加工表面及技術要求

主要加工表面:端面、臺階內孔、臺階外圓、內、外倒角等;

主要技術要求:孔與外圓一般具有較高的同軸度要求;端面與孔軸線的垂直度要求;內孔表面本身的尺寸精度、形狀精度及表面粗糙度要求;外圓表面本身的尺寸、形狀精度及表面粗糙度要求等。

(3)加工工藝方法

最常用的加工方法是在普通臥車上加工，加工完一端再掉頭加工另一端，加工過程僅一把車刀在工作，加工質量由工人的技術水平決定。這種加工工藝效率低，質量不穩定，勞動強度大。

另一種加工方法是多工位的簡易數控車床，一臺機床加工一端，另一臺加工另一端，加工過程仍然是一把車刀在工作，加工質量由機床自身精度保證。這種加工工藝僅保證了產品質量，降低了勞動強度，但仍然沒有解決生產效率問題。

機床采用立式、雙軸、排刀式、數控車床的結構形式。采用立式結構是為安裝工件方便;采用雙主軸結構可提高勞動效率，減少職工人數，降低生產成本，減小機床占地面積，一臺機床就可完成輪轂的正反面加工;采用排刀式工藝方法，可使多把刀同時對輪轂不同位置分別進行加工，極大地提高機床的生產效率;采用數控伺服電動機驅動滾珠絲杠完成進給運動，通過合理布置刀具位置，實現多個位置加工使排刀式具備了一定的柔性。機床可配備兩套φ500 mm的楔式三爪動力卡盤。機床的兩套主軸，各配備一套獨立的刀架、變速系統、數控系統、液壓系統、工裝夾具、刀具輔具、潤滑冷卻等，為兩臺單軸機床有機的組合。兩根主軸平行作業時，機床在一個全循環中加工完兩個相同工序的同樣工件。用于順序作業時，兩根主軸分別加工同一工件兩面不同的工序。機床在一個全循環中，加工完一個兩面均需加工的完整工件。機床采用整體化設計，液壓站和電控柜固定在機床后部，整齊美觀，方便運輸。機床總體結構如圖2所示。

機床動作:吊裝工件—自動夾緊—自動車孔、端面、外圓—加工停止，夾具松開—吊卸工件。

2 機床主要部件設計

2.1 雙主軸箱設計

本主軸箱采用完全對稱的結構，如圖3所示，其傳動完全獨立，均由變頻主電動機通過變速箱帶動主軸旋轉。采用變頻電動機是為適應加工工件線速度變化的要求。主軸端部設連接盤可與線連接，也可與專用工裝夾具相連接。主軸中心設夾緊油缸，為實現自動夾緊提供動力。主軸箱設排屑口，其下面連接自動排屑器，將切屑自動排入集屑小車。主軸箱中部設擋板，將兩軸隔開，方便兩軸同時加工和分別加工。