曲軸前端外六角結(jié)構(gòu)加工的最優(yōu)工藝選擇

1序言圖1所示發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸前端外六角結(jié)構(gòu)由于需要配合其他零件，所以精度要求較高。但是在實(shí)際生產(chǎn)過程中，存在加工效率較低的問題，成為曲軸加工的瓶頸工序。下面介紹4種曲軸前端外六角結(jié)構(gòu)的加工工藝方法。圖1

發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸前端外六角結(jié)構(gòu)示意2臥式加工中心銑削加工臥式加工中心結(jié)構(gòu)較先進(jìn)，滑鞍在底座上作X向運(yùn)動(dòng)，立柱在滑鞍上作Z向運(yùn)動(dòng)，主軸箱在立柱門框上作Y向運(yùn)動(dòng)，回轉(zhuǎn)工作臺(tái)為固定位置。X、Y和Z軸分別采用伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，有較高的精度。所搭配工裝結(jié)構(gòu)為氣缸帶動(dòng)壓板夾緊方式。圖2為使用XH765A臥式加工中心銑削加工。工裝包括氣缸、V形鐵和壓板。加工刀具為φ44mm玉米銑刀，編號C4-217.69-044-033-12.3AN。圖2

使用XH765A臥式加工中心銑削加工示意1—?dú)飧?/p>

2—壓板

3—機(jī)床主軸

4—玉米銑刀工裝調(diào)整完畢后，機(jī)床根據(jù)程序設(shè)定進(jìn)行加工，加工工步如下。1）工裝夾緊曲軸。2）第一次進(jìn)刀（見圖3），加工6個(gè)面，留3mm余量。

a）留3mm余量

b）刀具軌跡圖3

第一次進(jìn)刀示意3）第二次進(jìn)刀（見圖4），加工6個(gè)面，尺寸加工到工藝尺寸上限。圖4

第二次進(jìn)刀示意4）第三次進(jìn)刀（見圖5），加工6個(gè)面，進(jìn)給量0.03mm/r，去除接刀痕跡。圖5

第三次進(jìn)刀示意工藝參數(shù)：轉(zhuǎn)速500r/min，進(jìn)給速度0.05mm/min。加工節(jié)拍：34min。按此工藝方法加工可以保證零件達(dá)到工藝要求尺寸。該工藝方案的優(yōu)勢是只需要一次夾緊曲軸，不需要重復(fù)調(diào)整工裝位置。但是因加工時(shí)機(jī)床主軸距離工件較遠(yuǎn)，刀具吃刀量有限，所以當(dāng)進(jìn)給速度過大時(shí)，將導(dǎo)致刀具振動(dòng)，影響產(chǎn)品質(zhì)量；同時(shí)因玉米銑刀上兩刀片分布位置會(huì)產(chǎn)生接刀痕跡，需要再次進(jìn)刀修整，故加工效率較低。3臥式萬能銑床搭配棘輪式工裝加工臥式萬能銑床剛性好，能承載重負(fù)荷切削。銑床的主軸電動(dòng)機(jī)功率高、變速范圍廣，能夠充分發(fā)揮刀具效能，進(jìn)行高速切削。機(jī)床結(jié)構(gòu)上，工作臺(tái)有X、Y和Z三個(gè)機(jī)動(dòng)進(jìn)給方向。所搭配工裝結(jié)構(gòu)為氣缸帶動(dòng)壓板夾緊方式，曲軸后端外圓裝配棘輪，棘輪的齒數(shù)根據(jù)曲軸外六方尺寸設(shè)計(jì)。圖6為XA6132臥式萬能銑床加工。夾具包括氣缸、V形鐵、壓板、棘輪和棘爪。加工刀具為φ80mm旋風(fēng)銑刀，編號R220.69-0080-12-7AN。圖6

XA6132臥式萬能銑床加工示意1—棘爪

2—棘輪

3—壓板

4—?dú)飧坠ぱb調(diào)整完畢后，機(jī)床加工工步如下。1）打開氣閥，氣缸帶動(dòng)壓板夾緊曲軸。2）開動(dòng)機(jī)床，一次進(jìn)刀，加工1個(gè)面，加工到工藝尺寸。3）關(guān)閉氣閥，旋轉(zhuǎn)曲軸至棘輪旋轉(zhuǎn)到第二齒。循環(huán)工步1）到工步3）共6次。工藝參數(shù)：轉(zhuǎn)速1180r/min，進(jìn)給速度750mm/min。加工節(jié)拍：16min。該工藝方法的優(yōu)點(diǎn)是采用能安裝直徑較大的旋風(fēng)銑刀的臥式萬能銑床加工，因只需一次進(jìn)刀，所以加工效率有所提升。但是因棘輪精度直接影響外六方加工精度，同時(shí)棘爪和棘輪開始接觸的一瞬間產(chǎn)生沖擊，影響加工精度，故加工后尺寸控制并不理想。4臥式萬能銑床搭配萬能分度盤加工萬能分度盤是可以安裝在銑床上，用于將工件分成任意等份的機(jī)床附件。利用分度刻度和游標(biāo)、定位銷和分度盤以及交換齒輪，將裝夾在頂尖件或卡盤上的工件分成任意角度，輔助機(jī)床利用刀具進(jìn)行加工工作。圖7為XA6132臥式萬能銑床搭配萬能分度盤加工。加工刀具為φ80mm旋風(fēng)銑刀，編號R220.69-0080-12-7AN。加工工步如下。圖7

XA6132臥式萬能銑床搭配萬能分度盤加工示意1）萬能分度盤夾緊曲軸。2）開動(dòng)機(jī)床，一次進(jìn)刀，加工1個(gè)面，加工到工藝尺寸。3）手動(dòng)搖動(dòng)分度盤旋轉(zhuǎn)60°。循環(huán)工步1）到工步3）共6次。加工節(jié)拍：12min。采用該工藝方法有較高的加工效率，同時(shí)萬能分度盤可以保證加工精度。但需人工搖動(dòng)手柄，1根曲軸需要搖動(dòng)手柄約40圈，操作人員勞動(dòng)量較大，同時(shí)搖動(dòng)圈數(shù)容易出現(xiàn)錯(cuò)誤，導(dǎo)致產(chǎn)品報(bào)廢。5臥式萬能銑床搭配數(shù)控分度盤加工此工藝方法需要先對臥式萬能銑床進(jìn)行數(shù)控化改造，改造內(nèi)容為安裝數(shù)控分度盤。數(shù)控裝置及電氣線路改造的目的為通過數(shù)控裝置編程，實(shí)現(xiàn)曲軸自動(dòng)旋轉(zhuǎn)至加工位置。圖８為XA6132臥式萬能銑床搭配數(shù)控分度盤加工。加工刀具為φ80mm旋風(fēng)銑刀，編號R220.69-0080-12-7AN。a）加工示意b）實(shí)物圖8

XA6132臥式萬能銑床搭配數(shù)控分度盤加工加工工步如下。1）數(shù)控分度盤夾緊曲軸。2）開動(dòng)機(jī)床，1次進(jìn)刀，加工1個(gè)面，加工到工藝尺寸。3）數(shù)控萬能分度盤旋轉(zhuǎn)120°，重復(fù)工步2），往復(fù)6次。加工參數(shù)：轉(zhuǎn)速1180r/min，進(jìn)給速度750mm/min，加工節(jié)拍6min。該工藝方法的優(yōu)點(diǎn)是，數(shù)控化改造可避免使用人工萬能分度盤而產(chǎn)生廢品的風(fēng)險(xiǎn)。使用數(shù)控萬能分度盤，能夠