双轴精镗孔机床的设计制造

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摩托车、微型车活塞销孔的加工要求圆柱度≤3µm，粗糙度Ra≤0.4µm。如此高的要求，需要高精度的加工设备保证。20世纪8 年代末，在国内定制适用的专用设备价格昂贵。在投资不大的前提下，我公司技术人员自行研制了精密液压主轴，利用C616车床床身组装精镗孔机床专机，基本解决了摩托车、微型车活塞销孔加工的难题，但仍存在以下不足:(1)自制液压镗头主轴转速≤2000r/min，切削速度较低、加工效率无法提高。(2)加工表面粗糙度难于达到要求，精镗加工后需对销孔滚压。(3)液压系统维护工作量较大。为进一步改善以上状况，我公司组织了课题组进行攻关。
$ B2 m2 R, n! o9 K1 w2 A) D
* O6 r) E6 N' {6 G, i) F1.主轴电动机 2.镗杆 3.压紧油缸 4.镗杆 5.销孔定位杆 6.销孔定位油缸 7.纵向伺服电动机 8.床身 9.支撑杆 10.减振垫 11.后主轴 12.前主轴
图1
聚晶金刚石刀具加工铝合金切削参数推荐表
, N# ?0 U" T) w5 `/ E6 c刀具供应厂家
切削速度
v(m/min)
进给速度
f(mm/r)
8 ]" a7 G: G0 [* v9 P, R切削深度
# j* D, `" [! a/ x; `2 kap(mm)
日本住友
6 F( W1 i+ z' X～3000
$ Y0 P* Q0 x8 _- d- q' d6 q& J～0.2
～3
# F- U0 z8 Q& c& i, T) n日本东芝
% e+ I" U+ U8 Q( q6 z5 M1 m. W! s1000～2500
- Y0 f! D9 ~2 o# L7 D9 O～0.2
! x+ y4 H7 Q/ a0.05～1.0
9 F6 K, b4 U* Q! B: k日本三菱
, R* x" W3 \% y' R8 ~～3000
" Q0 N6 l; s% S8 A. [; r～0.2
8 H* ~; d. h4 u～1
1 双轴精镗孔机床的设计
机械部分设计(图1)
% J; ?& z% M' m" N( M% l金刚石刀具适合用于高速加工有色金属及其合金。精镗销孔工序我们采用聚晶金刚石刀具，部分刀具供应商推荐的聚晶金刚石刀具加工铝合金的切削参数如右表。
  }. l* H; W& b2 E摩托车、微型车活塞的销孔较小，以Ø16mm 直径的销孔为例，在主轴转速2000r/min 时，其切削速度仅为
v=npd=100.48m/min
. g+ k3 N5 G# f: P此切削速度与上表所推荐的相比明显偏低。
: p4 H$ O3 {; j0 B3 b: E+ v0 w切削加工时，已加工表面的粗糙度主要决定于残留面积高度的几何因素和切削过程的不稳定因素。在使用聚晶金刚石刀具加工铝合金时不产生积屑瘤，由于切削速度的提高，影响粗糙度的切削过程的不稳定因素主要是切削力的增大和镗杆的振动。在一定的转速范围内，通过采用硬质合金镗杆、提高镗杆的刚性：严格控制镗杆的加工质量，减小镗杆的不平衡和调整刀具角度等措施，可以使这些不利因素的影响减至很小。
* K6 Y1 T( Q2 {7 }  X: k* o. R5 ?Ra∝H≈
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9 A  E( n( ~" T. U9 n
1.压紧油缸1 2、4、6.调速阀 3.压紧油缸2 5.销孔定位油缸 7、8、9.电磁换向阀 10.单向阀 11.压力表 12.电动机 13.油泵 14.溢流阀
图2