陳鑫,余以忠,劉曉軍
青島海西重工有限責任公司 山東青島 266555
KZA180飛刀盤機床是一種用來加工大型曲軸的專用設備,其床身導軌兩端有兩個支撐床身,中間是回轉環床身。支撐床身上有V形支撐,用來支撐曲軸兩端主軸頸,對曲軸進行定位、固定;回轉環床身上有回轉刀架,回轉刀架轉動進行切削,刀架可進行徑向運動(X軸)。該床身可整體橫向移動(Z軸),也能夠縱向移動,使回轉刀架的中心與兩個支撐軸頸中心產生偏心(e軸)?;剞D刀架套在曲軸的拐頸上,繞曲軸拐頸旋轉,對曲軸拐頸進行切削(見圖1)。
低速柴油機中的零件連桿,其桿身、曲線等外圓的車削通常是在重型臥式車床上進行。如果在飛刀盤機床上加工,由于連桿兩端沒有用于定位的軸頸,所以無法使用V形支撐來定位??稍谶B桿毛坯兩端鍛造出兩個定位軸頸,在臥式車床上車兩個定位軸頸,用來在飛刀盤V形支撐上定位,完成加工之后將這兩段軸頸作為廢料切除,但這樣增加了毛坯制造和機械加工工序的工藝成本。
圖1 曲軸加工
飛刀盤機床加工連桿,需要解決零件的定位、裝夾問題,并且能夠利用設備原有的定位方式,盡量減少對設備的改動。
為使連桿能在飛刀盤機床上準確定位、穩定裝夾,設計制作了一套頂尖裝置,其主要結構包括:安裝在兩個支撐床身V形支撐上的頂尖座、可伸縮的頂尖機構和托架。
工裝結構如圖2所示,頂尖座為半圓筒形,上方是凹半圓形,下方有U形槽,槽底是與上方半圓同心的凸半圓形,V形支撐插入頂尖座的U形槽內,通過槽底的凸半圓進行支撐定位?;顒禹敿馔獠繛閳A筒形,安裝在頂尖座的凹半圓上,通過V形壓板將可伸縮移動的活動頂尖機構固定在頂尖座上?;顒禹敿鈾C構內部由頂尖、絲杠、螺母和套筒等組成,實現頂尖的伸縮移動。
通過調整在V形支撐與頂尖座之間的墊片厚度,使兩個尾座床身上安裝的頂尖的中心同軸。
在支撐床身的V形支撐前端面安裝托架。
圖2 工裝結構
圖3為飛刀盤機床連桿的加工,其工藝流程如下。
1)檢查連桿毛坯余量,并在兩端劃中心十字圓線。
2)在連桿毛坯兩端鉆中心孔。
3)在飛刀盤機床的兩個支撐床身上分別安裝頂尖、托架等工裝,調整兩頂尖同軸,用V形壓板固定。
將連桿毛坯吊至飛刀盤機床上,并穿過回轉環,伸出兩端的頂尖頂住連桿中心孔,連桿兩端的下平面用千斤頂支撐在托架上,并用壓板壓緊。
4)移動回轉刀架床身(e軸)至回轉中心與連桿中心同軸的位置。
圖3 連桿加工示意
刀具隨刀架旋轉對連桿頸進行車削(旋風車),通過刀架X軸與回轉環床身Z軸數控聯動車削連桿錐面及過渡曲線。
兩端頂尖機構類似于車床的尾座頂尖,對工件進行定位,并有一定的支撐壓力;連桿零件的兩端是扁方形狀,通過托架上的千斤頂支撐、壓板壓緊,使連桿不能轉動,對連桿進行固定。
該設備的回轉環刀架是對稱雙刀架結構(見圖4),并且兩個刀架聯動進刀。在兩個刀架上同時安裝車刀,并調整好刀具安裝的前后位置,可進行雙刀同時車削,提高加工效率;因刀具沿對稱方向切削,使零件切削受力平衡,有利于零件的加工穩定性。
圖4 回轉環刀架
飛刀盤機床通過使用經過改進的工裝,具備了加工大型低速機連桿的能力。對于一些專用機床,利用其自身的優勢特性,通過工裝、工藝方法的改進,可使其能夠加工其他產品,拓展了專用設備的加工范圍。