CN109834317A - 曲轴孔加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种曲轴孔加工方法。在加工中心通过主轴涨刀杆的运动带动展开式镗刀的镗刀涨刀杆，实现镗刀刀片的涨刀和收刀。通过使用主轴涨刀杆的运动来带动展开式镗刀的镗刀涨刀杆，可以实现镗刀刀片的自动收刀和涨刀、自动换刀及直径自动补偿，提升了加工效率、加工质量和加工稳定性，实现了加工线生产的柔性化，提高了加工效率。
Description
技术领域
本发明涉及汽车领域，具体而言，涉及一种曲轴孔加工方法。
背景技术
曲轴孔作为发动机骨架缸体的重要孔系和加工设计及定位基准，它的加工质量直接影响发动机的装配精度及整体运转性能，在机加工中是一个难点。
专用加工机床曲轴孔加工：为保证曲轴孔的加工形状精度和位置精度，在专用加工机床上使用组合式镗刀进行半精镗和精镗加工，对曲轴孔镗刀进行导向和支撑，以保证曲轴孔加工的形状精度和位置精度。该加工方式由于采用专机加工，既无法满足柔性化生产需求，又无法进行自动涨刀补偿，局限性较强。
加工中心采用掉头镗孔的方式进行曲轴孔加工：由于曲轴孔镗刀悬伸较长，且曲轴孔孔长一般大于300mm，即采用两头镗进的方案，由于镗杆呈悬臂状态，悬伸较长，刚性和强度较差，易引起振动，难以保证被镗曲轴孔的尺寸精度和形位精度。
发明内容
本发明提出一种曲轴孔加工方法，其能够实现镗刀刀片的自动涨刀和收刀。
根据本发明一个方面提出的曲轴孔加工方法，在加工中心通过主轴涨刀杆的运动带动展开式镗刀的镗刀涨刀杆，实现镗刀刀片的涨刀和收刀。
根据本发明一个方面提出的曲轴孔加工方法，对曲轴孔进行半精镗和/或精镗加工。
根据本发明一个方面提出的曲轴孔加工方法，所述主轴涨刀杆的旋转运动带动所述镗刀涨刀杆，设置在所述镗刀涨刀杆的外周的齿轮与设置在刀夹上的齿条配合，实现所述镗刀刀片的涨刀或收刀。
根据本发明一个方面提出的曲轴孔加工方法，所述主轴涨刀杆的平移运动带动所述镗刀涨刀杆，设置在所述镗刀涨刀杆上的斜面与设置在刀夹上的配对斜面配合，实现所述镗刀刀片的涨刀或收刀。
根据本发明一个方面提出的曲轴孔加工方法，通过所述主轴涨刀杆的运动带动所述镗刀涨刀杆，实现所述镗刀刀片的径向涨刀补偿。
根据本发明一个方面提出的曲轴孔加工方法，根据加工出的曲轴孔的直径来计算所述镗刀刀片的径向涨刀补偿量。
根据本发明一个方面提出的曲轴孔加工方法，在所述加工中心通过程序来控制所述主轴涨刀杆的运动量。
根据本发明一个方面提出的曲轴孔加工方法，所述展开式镗刀通过机械手换刀臂或运动学刀库实现自动换刀。
根据本发明一个方面提出的曲轴孔加工方法，所述镗刀刀片的末端支撑在镗套中。
本发明的有益效果包括：通过使用主轴涨刀杆的运动来带动展开式镗刀的镗刀涨刀杆，可以实现镗刀刀片的自动收刀和涨刀、自动换刀及直径自动补偿，提升了加工效率、加工质量和加工稳定性，实现了加工线生产的柔性化，提高了加工效率。
附图说明
参照附图来说明本发明的公开内容。应当了解，附图仅仅用于说明目的，而并非意在对本发明的保护范围构成限制。图中：
图1示意性显示了在根据本发明一个实施方式提出的曲轴孔加工方法中主轴涨刀杆与展开式镗刀连接的结构示意图；
图2显示了在根据本发明一个实施方式提出的曲轴孔加工方法中用展开式镗刀进行加工的示意图；
图3示意性显示了在根据本发明一个实施方式提出的曲轴孔加工方法中镗刀涨刀杆与刀夹的一种配合结构；
图4示意性显示了在根据本发明一个实施方式提出的曲轴孔加工方法中镗刀涨刀杆与刀夹的另一种配合结构。
具体实施方式
根据本发明的一实施方式，在曲轴孔加工方法中，在加工中心通过主轴涨刀杆的运动带动展开式镗刀的镗刀涨刀杆，实现镗刀刀片的涨刀和收刀。如图1所示，主轴1的主轴涨刀杆11与展开式镗刀2的镗刀涨刀杆21例如通过键与键槽的配合而连接。通过使用主轴涨刀杆的运动来带动展开式镗刀的镗刀涨刀杆，可以实现镗刀刀片的自动收刀和涨刀、自动换刀及直径自动补偿，提升了加工效率、加工质量和加工稳定性，实现了加工线生产的柔性化，提高了加工效率。
根据本发明的一实施方式，如图3所示，所述主轴涨刀杆的平移运动带动所述镗刀涨刀杆，设置在所述镗刀涨刀杆21上的斜面25与设置在刀夹24上的配对斜面26配合，实现所述镗刀刀片27的涨刀或收刀。镗刀涨刀杆与刀夹的运动方向如双箭头所示。
根据本发明的一实施方式，如图4所示，所述主轴涨刀杆的旋转运动带动所述镗刀涨刀杆，设置在所述镗刀涨刀杆21的外周的齿轮22与设置在刀夹24上的齿条23配合，实现所述镗刀刀片27的涨刀或收刀。镗刀涨刀杆与刀夹的运动方向如双箭头所示。
利用根据本发明的一实施方式的曲轴孔加工方法的加工过程示例如下：
缸体曲轴孔的公差为0.04mm，圆柱度0.02mm，表面粗糙度Ra1.6~Ra4，直径方向加工余量为0.6，缸体曲轴孔上半部分为铝合金材质，曲轴瓦盖部分为粉末冶金材质。利用带主轴涨刀杆（推拉杆）的加工中心，具有径向涨刀功能的曲轴孔线镗刀，具有曲轴刀具尾部支撑功能的镗套，内冷压力10 Bar。
首先，根据粗加工后的加工余量，合理分配半精加工和精加工的切削余量，例如精加工余量为0.1~0.3mm。优选的，精加工余量为曲轴孔直径方向0.15。切削速度主要考虑曲轴孔材质、加工余量、刀具直径、机床功率。进给速度主要考虑加工材料。其范围可以是切削速度Vc=70~200 m/min，进给速度F=0.06~0.18 mm/r，优选的，镗刀的切削速度Vc=118 m/min，进给速度F=0.13 mm/r。确定好余量分配及加工参数后，将镗刀带到与缸体的合适的相对位置中，完成对刀及涨刀后可以开始加工。加工开始前，主轴涨刀杆和镗刀涨刀杆处于收刀位置，然后，主轴带动曲轴孔镗刀在轴向进给到加工位置，此时，如图2所示，曲轴孔镗刀的末端伸入并支撑在支撑镗套3中以保证加工时曲轴孔的形状精度和位置精度，主轴涨刀杆轴向带动曲轴孔镗刀涨刀杆21，曲轴孔镗刀涨刀杆通过楔面配合或齿轮齿条及类似机构，推动刀夹径向运动，从而使镗刀刀片27（包括半精镗刀片和精镗刀片）涨刀到位，此时，主轴轴向向前，开始曲轴孔镗刀的半精镗、精镗加工，加工完成后，主轴涨刀杆轴向将镗刀涨刀杆带回到收刀位置，在刀片处于收刀状态下退刀，曲轴孔镗刀退出支撑镗套，完成曲轴孔的半精加工和精加工。
根据本发明的方法可实现曲轴孔半精加工及精加工分别进行或一次完成，优选一次完成对气缸体曲轴孔的半精镗和精镗加工。
本发明的技术范围不仅仅局限于上述说明中的内容，本领域技术人员可以在不脱离本发明技术思想的前提下，对上述实施例进行多种变形和修改，而这些变形和修改均应当属于本发明的保护范围内。
Claims (9)
1.一种曲轴孔加工方法，其特征在于，在加工中心通过主轴涨刀杆的运动带动展开式镗刀的镗刀涨刀杆，实现镗刀刀片的涨刀和收刀。
2.根据权利要求1所述的曲轴孔加工方法，其特征在于，对曲轴孔进行半精镗和/或精镗加工。
3.根据权利要求1所述的曲轴孔加工方法，其特征在于，所述主轴涨刀杆的旋转运动带动所述镗刀涨刀杆，设置在所述镗刀涨刀杆的外周的齿轮与设置在刀夹上的齿条配合，实现所述镗刀刀片的涨刀或收刀。
4.根据权利要求1所述的曲轴孔加工方法，其特征在于，所述主轴涨刀杆的平移运动带动所述镗刀涨刀杆，设置在所述镗刀涨刀杆上的斜面与设置在刀夹上的配对斜面配合，实现所述镗刀刀片的涨刀或收刀。
5.根据权利要求3或4所述的曲轴孔加工方法，其特征在于，通过所述主轴涨刀杆的运动带动所述镗刀涨刀杆，实现所述镗刀刀片的径向涨刀补偿。
6.根据权利要求5所述的曲轴孔加工方法，其特征在于，根据加工出的曲轴孔的直径来计算所述镗刀刀片的径向涨刀补偿量。
7.根据权利要求1所述的曲轴孔加工方法，其特征在于，在所述加工中心通过程序来控制所述主轴涨刀杆的运动量。
8.根据权利要求1所述的曲轴孔加工方法，其特征在于，所述展开式镗刀通过机械手换刀臂或运动学刀库实现自动换刀。
9.根据权利要求1所述的曲轴孔加工方法，其特征在于，所述镗刀刀片的末端支撑在镗套中。
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