缸體不同角度曲軸瓦面斜油孔加工方式創(chuàng)新

崔萬成

摘 要：介紹一種新的缸體不同角度曲軸瓦面斜油孔加工方法，降低勞動強(qiáng)度，大幅提高生產(chǎn)效率。

關(guān)鍵詞：不同角度;斜油孔;生產(chǎn)效率

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.04.010

氣缸體曲軸瓦面斜油孔是潤滑油的通道，油孔深度和直徑比值大于10，屬深孔加工，加工效率低。

以我司某缸體為例，曲軸瓦面斜油孔有10根，其中5根通主油道，與缸孔中心線夾角25.5°，另外5根是通凸輪軸孔，與缸孔中心線夾角34°。該型號缸體曲軸瓦面有兩種不同角度的潤滑斜油孔，加工時間比較長，是生產(chǎn)線上的瓶頸工序。

曲軸瓦面斜油孔常用加工方式以搖臂鉆、加工中心通用設(shè)備為主。通用設(shè)備均是單孔逐個加工，效率偏低。

我司該型號缸體月產(chǎn)量3000臺左右，缸體生產(chǎn)線以組合專用機(jī)床為主，加工中心為輔。組合專用機(jī)床用滾道連接，缸體直線輸送，采用平行加工和順序加工相結(jié)合的方式。結(jié)合我司生產(chǎn)線特點、氣缸體曲軸瓦面斜油孔加工要求，我司自行設(shè)計曲軸瓦面斜油孔組合機(jī)床。

1 組合機(jī)床結(jié)構(gòu)

組合機(jī)床是立式結(jié)構(gòu)，動力滑臺垂直進(jìn)給，滑臺上的動力箱連同多軸箱切削頭實現(xiàn)主切削運(yùn)動。多軸箱共計10根主軸，其中5根加工通凸輪軸孔的斜油孔，另外5根加工通主油道的斜油孔。工裝夾具是旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，切削刀具是普通的高速鋼鉆頭，加工位置由鉆模板上的導(dǎo)向引導(dǎo)套引導(dǎo)。工裝夾具采用一面兩銷定位，上頂式液壓楔鐵夾緊。楔鐵夾緊機(jī)構(gòu)具有自鎖功能，夾緊工件后，楔鐵機(jī)構(gòu)自鎖，夾緊牢固。組合機(jī)床有三個工位，分別是加工一工位，加工二工位，裝卸工位。

立式旋轉(zhuǎn)三工位曲軸瓦面斜油孔組合專機(jī)如圖所示：

加工一工位鉆與缸孔中心線夾角34°的通凸輪軸孔的斜油孔，加工二工位鉆與缸孔中心線夾角25.5°的通主油道的斜油孔。裝卸工位，輸送缸體。

立式旋轉(zhuǎn)三工位組合專機(jī)的起始工位是裝卸工位。此工位安裝在支架上的定位油缸（03）推動定位插銷（04）插入夾具體（05）定位銷孔，防止夾具體旋轉(zhuǎn)。夾具體（05）位置固定后，氣缸體沿著輸送滾道輸送到定位夾緊位置。

加工一工位是定位油缸（03）后退，拔出夾具體（05）的定位插銷（04），夾具體（05）在旋轉(zhuǎn)控制機(jī)構(gòu)作用下繞著旋轉(zhuǎn)軸（02），逆時針旋轉(zhuǎn)34°到加工一工位。夾具體在重力作用下底部與死擋（08）面貼合，同時旋轉(zhuǎn)控制機(jī)構(gòu)液壓油缸保持壓力。動力滑臺（01）工進(jìn)，多軸箱（06）同時鉆5根與缸孔中心線夾角34°通凸輪軸孔的斜油孔。

加工一工位鉆孔結(jié)束，動力滑臺帶動多軸箱（06）快退到安全位置，在旋轉(zhuǎn)控制機(jī)構(gòu)作用下夾具體（05）繞著旋轉(zhuǎn)軸（02），順時針旋轉(zhuǎn)59.5°到加工工位二。夾具體在重力作用下底部與死擋（09）面貼合，同時旋轉(zhuǎn)控制機(jī)構(gòu)液壓油缸保持壓力。動力滑臺（01）工進(jìn)，多軸箱（06）同時鉆5根與缸孔中心線夾角25.5°通主油道的斜油孔。

加工二工位鉆孔結(jié)束后，夾具體逆時針旋轉(zhuǎn)25.5°到裝卸工位。安裝在支架上的定位油缸（03）推動定位插銷定位插入夾具體（05）定位銷孔，固定夾具體。上頂式液壓楔鐵夾緊機(jī)構(gòu)松開，缸體沿著滾道輸送到下一加工設(shè)備。

夾具體從裝卸工位狀態(tài)旋轉(zhuǎn)到加工工位一狀態(tài)以及從加工工位一旋轉(zhuǎn)到加工工位二狀態(tài)，旋轉(zhuǎn)過程要控制且保持勻速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，不能因夾具體傾斜，重心偏移造成加速旋轉(zhuǎn)。如果出現(xiàn)加速旋轉(zhuǎn)，沖擊力鉸大，容易造成夾具體疲勞斷裂或者夾具定位精度不準(zhǔn)，油孔加工偏斜。

2 旋轉(zhuǎn)控制機(jī)構(gòu)選擇

通常旋轉(zhuǎn)控制機(jī)構(gòu)有齒輪減速機(jī)構(gòu)、渦輪蝸桿機(jī)構(gòu)、伺服電機(jī)控制以及齒輪齒條機(jī)構(gòu)。齒輪減速裝置結(jié)構(gòu)簡單，能實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)控制，但空間占比大。伺服電機(jī)雖然能控制旋轉(zhuǎn)，但其工作環(huán)境要求高，維護(hù)成本高，不宜采用。渦輪蝸桿機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，蝸桿與電機(jī)連接，電機(jī)轉(zhuǎn)速快，渦輪轉(zhuǎn)速快，夾具體繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)速度也快，碰到死擋對夾具體沖擊大，扭矩瞬間增大，容易燒壞電機(jī)。如果電機(jī)與蝸桿之連接減速機(jī)構(gòu)，則空間占比大，對于空間相對小的夾具體而言，不適用。

齒輪齒條機(jī)構(gòu)，首先結(jié)構(gòu)簡單，齒條直線運(yùn)動帶動齒輪旋轉(zhuǎn)，齒條可以與油缸活塞桿直接連接。其次，小行程、大旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)齒輪m=3，Z=30，齒輪的每齒間夾角θ=360°/30=12°。夾具體從加工工位一旋轉(zhuǎn)到加工工位二，旋轉(zhuǎn)角度是59.5°，旋轉(zhuǎn)齒數(shù)δ=59.5°/12°≈5，旋轉(zhuǎn)齒輪轉(zhuǎn)過5個齒就能把夾具體從加工一工位旋轉(zhuǎn)到加工二工位。第三，液壓油缸控制，工作環(huán)境要求低，維護(hù)費(fèi)用低。第四，液壓油幾乎沒有壓縮性，液壓油缸進(jìn)出油路加電磁節(jié)流閥，能夠有效控制液壓油油壓和流速，實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)的勻速和可控。

3 組合機(jī)床優(yōu)點

立式旋轉(zhuǎn)三工位曲軸瓦面斜油孔組合機(jī)床與傳統(tǒng)加工方式比較，優(yōu)點：（1）一次裝夾，完成兩種不同角度斜油孔加工;（2）同步加工各孔，提高生產(chǎn)效率;（3）工裝采用通過式，與后續(xù)加工設(shè)備滾道連接;（4）工件裝卸方便;（5）保養(yǎng)維護(hù)成本低;（6）減輕勞動強(qiáng)度;（7）占地面積小，節(jié)約空間。