偏心式异型销孔镗床工作原理及改进.pdf

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1、魏向宋高峰吕素芳：偏心式异型销孔镗床丁作原理及改进21偏心式异型销孔镗床工作原理及改进魏向宋高峰吕素芳贾学敏(山东滨州渤海活塞股份有限公司)[摘要]本文主要介绍了偏心式异形销孔镗床的工作原理和改进过程，通过改进实现了异形销孔加工程序的精确调整，达到了加工异形销孔的目的。同时降低了生产成本，提高了产品质量。[关键词]偏心式异形销孔镗床螺旋槽偏心主轴滚轮间隙间隙调整装置1前言随着发动机输出功率的不断提高．活塞承受的燃气压力也不断上升．作为支撑部分的销孑L负荷明显增加，销座上的应力集中愈来愈大。致使销座内端产生裂纹。活塞过早的失效。为改善活塞在气缸中上下运动过程销孔的受力状况，使销

2、孔应力均匀分布。提高销孔的承载能力．降低销孔内侧上缘比压．防止该处应力集中而疲劳损坏。提高发动机的效率和寿命，通常将活塞销孑L设计成异形。其形状主要有喇叭口、椭圆及变椭圆的组合型孔(非圆曲面形孔)。随着主机对活塞性能要求的增高，活塞异形销孔加丁的品种逐步增加，而生产线现用偏心式异形销孔镗床由于设备精度达不到．只能加工直孑L，对于异形销孔的加T需要多次调整和测量．并且经常出现尺寸不稳现象，无法实现曲面异形销孔的精确加工。在生产旺季，随着订单的增加．异形销孔活塞品种和数量需求急速增长。对高精密异型销孑L镗床的需求也不断增加，公司现有的高精密镗床已处于满负荷状态，无法达到生产需求，

3、而购进新的异形销孔镗床需要大量资金．并且由于时间制约无法及时达到生产需求。2010年，“围绕质量抓改进，争创全国质量大奖”是我们公司的_T作重点。要想在生产旺季打开市场，取得良好的市场信誉，必须以高端的产品和高质量的保证以及及时的产品交付来作为品牌的竞争。为了及时生产出客户需求的产品，达到用户满意的目的。我们对现有偏心式异形销孔镗床进行了改进。使其达到了准确调整加工异形销孔的水平．为公司节省了购买精密异形销孔镗床的资金，同时，异形销：fL力u工质量也得到了改善。下面，简要介绍一下偏心式异型销孔镗床机械加1=的原理和改进过程。2工作原理偏心式异形销孔镗床的机械加工过程主要是通过

4、安装在主轴上的镗杆的相对径向摆动实现销孔异形的加工。镗头主轴由外轴和偏心内轴两部分组成．安装刀具的镗杆安装在偏心内轴上，当主轴电机带动主轴旋转时．镗杆跟随主轴同步旋转，产生一个旋转半径，刀具实现直孔加工，而当偏心内轴相对外轴有一个相对旋转时，则刀具的旋转半径有一个相对主轴中心上升和下降的径向摆动．此径向摆动通过车床数控系统的控制实现各种形状的销孔异形的加工。而按装镗杆的内轴相对外轴的径向摆动是通过交流伺服电机拖动滑台做往复直线运动．滑台再带动安装在内轴和外轴上的螺旋机构做往复运动实现的(结构如简图l所示)。田1刀内燃机与配件2010年第11期偏心式异形销孔镗床工作原理图(图2

5、)。6圈2e为偏心量。8为当刀杆自传到仪角时。刀具相对起始点一I点的增刀量。O为主轴中心。O’为刀杆自转中心。I点为刀具在初始状态下刀尖所在位置。I、Ⅱ两点在同一中心为O的圆周上(两点相对刀具所在初始状态无增刀)。I、Ⅱ两点连线上方阴影部分，表明了刀具相对初始圆(即增具在初始状态下所在的以主刀中心O为圆心的回转圆)的轴刀情况。I、Ⅱ两点下方阴影部分。表明了刀具相对始圆的减刀情况。如图所示，设刀具自传半径为R，刀具绕主轴中心O回转半径为P则：p2=R％e2+2Recoset所以：2pdp=一2Resinadot即do=一Resinotdct／p因为e相对R为一较小量，而p=、／

6、霄虿所以：p—Rdp=-esinotdot(1)设y=sinot。则dy=cosada当oto=900时。dylcto．舯=cos90。dot=0即：刀具在初始状态Oto=900。当仅有一个较小的变化时，sinct值近似不变化，即近似为一常数。而偏心量e是一常数。所以：esinot近似为一常数。即有：dpOCdot呈线性变化。设刀具的初始状态蛳=900，e=1．00mm，则(1)式可简化为：dyla但ar=-dct(2)此式为偏心增刀方程。滑台在伺服电机的带动下作往复直线运动，带动与滑台连接的小轴一起运动．由于小轴与螺旋槽导套连接，当滑台在伺服电机的带动下做往复直线运动时，安

7、装在小轴上的滚轮沿螺旋槽导向套上的螺旋槽面作来回往复运动．此往复运动使得斜槽导套产生扭矩，并通过斜槽导套的花键槽将扭矩传递给与内轴固定连接的花键轴．由花键轴的旋转带动内轴有一个相对的周向位移摆动。使的内轴在同外轴一起旋转的同时，与外轴有一个相对的周向位移，因为两轴的轴线之间有一个偏心量。当两轴出现相对的周向位移时．安装在内轴上的加工刀具的刀尖与外轴中心线的距离发生变动，实现升刀与降刀过程。从而通过数控程序控制伺服电机的运动实现非圆柱销孑L加工中刀尖的径向位移。因此。偏心式异型销孔镗床的工作实质是：滚轮沿