曲轴主轴颈车-车拉数控机床设计.pdf

第 1 2期 2 0 1 5年 1 2月 组 合 机 床 与 自 动 化 加 工 技 术 M o du l a r M a c hi n e Too l＆ Au t o m a t i c M a n uf a c t u r i ng Te c h n i q u e NO ． 1 2 De c ．2 01 5 文章编号 1 0 0 1 2 2 6 5 2 0 1 5 1 2 0 1 0 6 0 3 D O I 1 0 ． 1 3 4 6 2 ／ j ． c n k i ． m m t a m t ． 2 0 1 5 ． 1 2 ． 0 2 8 曲轴主轴颈车一 车拉数控机床设计 米 刘 冬 ， 周孜亮 ， 李培宏 ， 丛 明 1 ． 大连理工大学 机械工程学院， 辽宁 大连1 1 6 0 2 3 ； 2 ． 大连机床集团有 限责任公 司， 辽宁 大连 1 1 6 6 2 0 摘要 为提 高汽车发动机曲轴零件的生产效率和加 工质量， 设计 了一种曲轴主轴颈车- 车拉专用数控 机床。根据曲轴零件的特点， 基于外回转车拉工艺原理， 采用模块化技术设计机床结构， 具有可变形 的4种结构 8种配置， 满足不同工件的加工需求。分析 了车． 车拉机床的结构组成与工作原理 ， 该机 床配有满足车拉削一体化 工艺的双圆盘刀架， 在保证 曲轴零件加 工精度 的前提下 ， 可实现 高速、 高 效、 高精密双主轴、 双刀架曲轴粗精加工， 具有推广和应用价值。 关键词 曲轴主轴颈； 车一 车拉 ； 模块化 ； 双圆盘刀架 中图分类号 T H 1 6 5 ； T G 6 5 文献标识码 A De s i g n o f t h e Tu r n - t u r n B r o a c hin g CNC M a c hin e T o o l f o r Cr a n k S h a f t Ma i n J o u r n a l L I U Do n g ， ZHOU Z i - l i a n g ， L I Pe i - h o n g ， CONG Mi n g 1 ． S c h o o l o f Me c h a n i c a l o f E n g i n e e r i n g ， D a l i a n U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y ， D a l i a n L i a o n i n g 1 1 6 0 2 3 ， C h i n a ； 2 ． D a l i a n Ma c h i n e T o o l G r o u p C o r p ． ， D a l i a n L i a o n i n g 1 1 6 6 2 0 ， C h i n a Ab s t r a c t I n o r d e r t o i mp r o v e t h e p r o d u c ti o n e ffi c i e n c y a n d p r o c e s s i n g q u a l i t y o f c r a n k s h a f t o f a u t o mo b i l e e n g i n e ， a s p e c i a l C N C ma c h i n e t o o l i s d e s i g n e d f o r t u m- t u r n b r o a c h i n g o f c r a n k s h a ft ma i n j o u r n a 1 ． Ac c o r d i ng t o the c h a r a c t e ris t i c s o f the c r a nk s h a ft，mo d u l a r d e s i g n t e c h n o l o g y o f ma c h i n e t o o l i s u ti l i z e d t o o b t ain 4 k i n d s o f d e f o r ma b l e s t r u c t u r e s a n d 8 k i n ds o f c o n fig u r a t i o n s fo r the p r o c e s s i n g r e q u i r e me n t s o f d i f f e r e n t p a r t s ，b a s e d o n e x t e r n a l r o t a tio n t u rn b r o a c h i n g p r oc e s s p r i n c i p l e ． Th e s t r u c t u r e an d wo r k i n g p r i n c i p l e o f tum- t u rn b r o a c h i n g ma c h i n e t o o l i s an a l y z e d．Th e ma c h i n e t o o l i s e q u i p p e d wi th d o u b l e d i s c c u t t e r whic h c a n me e t the t u rn b r o a c h i n g p r o c e s s ．On the p r e mi s e o f g u ara n t e e i n g t h e p r o c e s s i n g p r e c i s i o n，i t c a n r e a l i z e h i g h s p e e d，h i g h e ffi c i e n c y a n d h i g h p r e c i s i o n，d o u b l e s p i nd l e an d d o u bl e c u t t e r ，r o u g h an d fin e c r a n ks h a f t p r oc e s s i ng，an d h a s the p r o mo tio n a n d a p p l i c a t i o n v a l u e ． K e y w o r d s c r a nk s h a ft ma i n j o u r n a l ； t u r n - t u rn b r o a c h i n g ； mo d u l ar； d o u b l e d i s c c u t t e r 0 引言 曲轴是汽车发动机中负荷最严格的零件之一， 结 构较为复杂⋯， 其轴 向刚度和横向刚度相对较弱。要 想改善发动机的动力性能进而提高汽车的综合性能 ， 必须保证曲轴具有较高的加工质量 J 。曲轴的加工工 艺难点主要在主轴颈和连杆颈外圆的加工。随着汽车 工业和制造技术的发展 ， 国外针对汽车 曲轴主轴颈及 连杆轴颈的加工工艺已取得较大的进步。多刀车削工 艺和手工磨削工艺由于加工精度低和柔性极差等原因 已逐步被淘汰 4 。 。当前 ， 曲轴主轴颈和连杆轴颈的加 工主要采用 C N C车削、 C N C内铣和 C N C车一 车拉三种 工艺 。 车． 车拉加工技术在加工质量、 生产效率 以及灵活 性等方面具有竞争优势。国外车- 车拉工艺主要由几 家大公 司掌握， 德 国 B O E H R I N G E R公 司和 H E L L E R 公司结合曲轴车削工艺与曲轴车拉工艺 ， 已开发出曲 轴车一 车拉加工工艺， 具有生产效率高、 加工精度好、 柔 性强等特点 ， 适合有沉割槽曲轴的加工， 成为 目前国际 上曲轴粗加工和半精加工中流行的加工工艺之一_ 5 引。 而曲轴车拉加工工艺在我国的产品应用则刚刚起步。 针对以上情况 ， 结合曲轴零件 的结构特点和车拉 工艺要求 ， 设计了具有双圆盘刀架的曲轴主轴颈车． 车 拉专用数控机床， 实现了高速 、 高效、 高精密双主轴 、 双 收稿 日期 2 0 1 5 0 51 5 } 基金项目 国家“ 高档数控机床与基础翩造装备” 科技重大专项课题 2 0 1 I Z X I M 0 1 6 1 0 1 作者简介 刘冬 1 9 8 5 一 ， 男 ， 辽宁鞍山人 ， 大连理工大学讲师 ， 博士 ， 研究方向为智能机器人与系统 ， 结构优化设计 ， Em a i l l i u d d l u t ． e d u ． c n 。