一種曲軸曲柄銷過度圓角銑削加工設(shè)備和方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種曲軸曲柄銷過度圓角銑削加工設(shè)備和方法，其中，所述曲軸曲柄銷過度圓角為R27×R10㎜，是由2段圓弧組合形成的光滑過度圓角，其特征在于，所述加工設(shè)備包括：由3個(gè)R27圓弧刀片沿軸向分布組合加工完整的R27圓弧的銑刀部分，每個(gè)刀片的切削部分長(zhǎng)度約為14mm，和由1個(gè)R10刀組成的加工R10圓弧的銑刀部分，且這兩部分與相應(yīng)的光滑過度圓角相對(duì)應(yīng)。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了曲軸曲柄銷過度圓角為兩段圓弧的銑削加工，提高了產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。
【專利說明】一種曲軸曲柄銷過度圓角銑削加工設(shè)備和方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于一種曲軸曲柄銷過度圓角銑削加工設(shè)備和方法。
[0002]

【背景技術(shù)】
[0003]中高速大功率柴油機(jī)曲軸是典型的細(xì)長(zhǎng)異形軸，是柴油機(jī)的關(guān)重件。曲柄銷過渡圓角是指曲柄銷與曲臂連接的過渡圓角(結(jié)構(gòu)見圖1、2和3所示)，其中，該部位對(duì)應(yīng)力集中非常敏感，過渡圓角對(duì)提高曲軸疲勞強(qiáng)度和使用壽命有非常重要的意義，直接影響柴油機(jī)的質(zhì)量和使用壽命。
[0004]曲柄銷過度圓角傳統(tǒng)的加工方法，是在曲軸專用車床上，用圓弧車刀走程序加工，加工出的過度圓弧形狀不精確，表面質(zhì)量差，最后該部位還需手工打磨修理。
[0005]傳統(tǒng)的曲軸曲柄銷過度圓角加工方法:曲軸固定在工作臺(tái)上，刀盤繞曲軸旋轉(zhuǎn)切肖IJ，每加工一拐，工人都必需吊裝移動(dòng)6噸多的曲軸，重新定位、裝夾和對(duì)刀。勞動(dòng)強(qiáng)度大，操作難度大，生產(chǎn)輔助時(shí)間長(zhǎng)。大量的時(shí)間都消耗在準(zhǔn)備階段，生產(chǎn)效率低下。加工出的過度圓角表面質(zhì)量差，由于曲軸變形大，過度圓角形狀很不規(guī)則，圓周方向深淺不一，鉗工打磨工作量大。由于機(jī)床性能不穩(wěn)定，對(duì)工人技能要求很高，曾經(jīng)由于加工該部位時(shí)扎刀，報(bào)廢過一根曲軸,故加工風(fēng)險(xiǎn)很大。
[0006]在車銑中心上，用球頭銑刀銑削過度圓角，刀具懸伸太長(zhǎng)，剛性差，震刀嚴(yán)重。且該方法只能加工過度圓角為單一圓弧的曲軸，有局限性。
[0007]_


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種專用曲軸圓角加工盤銑刀，在車銑復(fù)合加工中心實(shí)施曲軸曲柄銷過度圓角加工，使大型曲軸加工封閉在車銑復(fù)合加工中心和磨床上，提高曲軸加工工藝穩(wěn)定性和生產(chǎn)效率，提高曲軸產(chǎn)品質(zhì)量。本加工方法結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用范圍廣、操作方便、便于推廣使用。
[0009]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案如下:
一種曲軸曲柄銷過度圓角銑削加工設(shè)備，其中，所述曲軸曲柄銷過度圓角為R27XRlOmm，是由2段圓弧組合形成的光滑過度圓角，其特征在于，所述加工設(shè)備包括:
由3個(gè)R27圓弧刀片沿軸向分布組合加工完整的R27圓弧的銑刀部分，每個(gè)刀片的切削部分長(zhǎng)度約為14 mm，和由I個(gè)RlO刀組成的加工RlO圓弧的銑刀部分，且這兩部分與相應(yīng)的光滑過度圓角相對(duì)應(yīng)。
[0010]其中，還設(shè)有刀桿，其中，所述刀桿的直徑為Φ 80 IM，且所述刀桿的一端與刀盤相連接，一端通過接口與機(jī)床相連接。
[0011]其中，所述刀桿為由金屬制成的減振刀桿。
[0012]一種曲軸曲柄銷過度圓角銑削加工方法，采用上述加工設(shè)備，所述加工設(shè)備的中心與機(jī)床的主軸之間存在傾斜2。的角度，且所述機(jī)床的車銑復(fù)合中心共有5個(gè)控制軸，數(shù)控系統(tǒng)為西門子840D，以實(shí)現(xiàn)任意3軸聯(lián)動(dòng)；其特征在于，進(jìn)刀方向?yàn)榇怪边M(jìn)刀；
在加工時(shí)，采用隨動(dòng)銑削的加工方法進(jìn)行加工，所述加工設(shè)備的刀具始終和曲柄銷的過度圓角保持相切。
[0013]其中，加工時(shí)機(jī)床主軸必須傾斜2°，且在加工的時(shí)候，曲軸繞主軸頸中心回轉(zhuǎn)，主軸沿X、Y軸方向上下、左右移動(dòng)，銑刀與曲軸始終保持相切位置，三軸聯(lián)動(dòng)銑削加工。
[0014]本發(fā)明采取了上述方案以后，實(shí)現(xiàn)了曲軸曲柄銷過度圓角為兩段圓弧的銑削加工，提高了產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。通過現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試與跟蹤，這種方法在車銑復(fù)合中心加工出的圓弧，用樣板檢驗(yàn)符合圖紙要求，表面粗糙度由有原來(lái)的Ral2.5提高到Ra3.2。這種曲軸曲柄銷過度圓角銑削加工方法，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用范圍廣、操作方便、加工風(fēng)險(xiǎn)低，便于推廣使用。
[0015]本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實(shí)施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點(diǎn)可通過在所寫的說明書、權(quán)利要求書、以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)和獲得。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述，以使得本發(fā)明的上述優(yōu)點(diǎn)更加明確。其中，
圖1是現(xiàn)有技術(shù)的曲軸曲柄銷過度圓角的示意圖；
圖2是現(xiàn)有技術(shù)的曲軸曲柄銷過度圓角的示意圖；
圖3是現(xiàn)有技術(shù)的曲軸曲柄銷過度圓角的示意圖；
圖4是本發(fā)明曲軸曲柄銷過度圓角銑削加工設(shè)備的刀盤的示意圖；
圖5是本發(fā)明曲軸曲柄銷過度圓角銑削加工設(shè)備的刀盤的示意圖；
圖6是本發(fā)明曲軸曲柄銷過度圓角銑削加工設(shè)備的示意圖；
圖7是本發(fā)明曲軸曲柄銷過度圓角銑削加工方法的示意圖。
[0017]

【具體實(shí)施方式】
[0018]以下將結(jié)合附圖及實(shí)例來(lái)詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施方式，借此對(duì)本發(fā)明如何應(yīng)用技術(shù)手段來(lái)解決技術(shù)問題，并達(dá)成技術(shù)效果的實(shí)現(xiàn)過程能充分理解并據(jù)以實(shí)施。需要說明的是，只要不構(gòu)成沖突，本發(fā)明中的各個(gè)實(shí)施例以及各實(shí)施例中的各個(gè)特征可以相互結(jié)合，所形成的技術(shù)方案均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
[0019]其中，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:用裝有圓弧刀片的盤銑刀在車銑復(fù)合中心上隨動(dòng)銑削曲軸曲柄銷過度圓角。
[0020]具體來(lái)說，曲軸零件如圖1、2、3所示，在實(shí)施例中，其長(zhǎng)度5730±1，最大回轉(zhuǎn)直徑Φ860，6個(gè)曲柄銷頸分為3個(gè)不同的相位，相位角為120°。材料為34CrNiMo6，重量約6000Kg。主軸頸 Φ37(Λ6 (O -0.036)mm、曲柄銷頸 Φ35(Λ6 (O -0.036)mm、曲柄銷頸偏心距:250±0.2mm。曲柄銷過度圓角R27XR10 mm，主軸頸方向切深2.4 mm，曲柄臂方向切深0.5 mm。
[0021]其中，由于刀具方案確定是解決圓弧加工的瓶頸。
[0022]前期其它機(jī)型曲軸配置的刀具為球頭銑刀，在使用過程中，該刀具暴露出震刀嚴(yán)重，表面粗糙度達(dá)不到圖紙要求，刀具磨損快的缺陷，且球頭銑刀加工方案只能加工單一圓弧的過度圓角，兩種以上圓弧銑削加工國(guó)內(nèi)暫無(wú)成功經(jīng)驗(yàn)。
[0023]對(duì)工件和現(xiàn)有刀具進(jìn)行分析，經(jīng)過仿真技術(shù)模擬后，提出了新的盤銑刀加工方案，采用該方案后，曲軸過度圓弧的加工可由車銑加工中心完成，表面粗糙度將能夠滿足圖紙的要求，這樣，既減少了零件周轉(zhuǎn)的時(shí)間，又提高了零件的加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率。對(duì)以后曲軸批量加工及提高工藝穩(wěn)定性有重要意義。
[0024]如圖4、5、6所示，所述曲軸曲柄銷過度圓角銑削加工設(shè)備，其中，所述曲軸曲柄銷過度圓角為R27 X RlO mm，是由2段圓弧組合形成的光滑過度圓角，所述加工設(shè)備包括:
由3個(gè)R27圓弧刀片沿軸向分布組合加工完整的R27圓弧的銑刀部分，每個(gè)刀片的切削部分長(zhǎng)度約為14 mm，和由I個(gè)RlO刀組成的加工RlO圓弧的銑刀部分，且這兩部分與相應(yīng)的光滑過度圓角相對(duì)應(yīng)。
[0025]具體來(lái)說，其由兩種不同規(guī)格的圓弧刀片組成的過度圓角的刀盤。
[0026]在實(shí)施例中，所述兩種不同規(guī)格的圓弧刀片為9個(gè)半徑27mm的R27圓弧刀片3和3個(gè)半徑1mm的RlO圓弧刀片4，且所述刀盤2的直徑為Φ 125mm，有效齒數(shù)Zeff=3。
[0027]具體來(lái)說，其由兩種不同規(guī)格的圓弧刀片組成的過度圓角的刀盤，過度圓角由R27和RlO兩段圓弧相切組成，R27圓弧長(zhǎng)度約42 mm、RlO圓弧長(zhǎng)度約5 mm，且所述圓弧銑刀由3個(gè)R27圓弧刀片沿軸向分布組合加工完整的R27圓弧，每個(gè)刀片的切削部分長(zhǎng)度約為14 mm，RlO圓弧用I個(gè)RlO刀。綜述，曲柄銷頸的完整過度圓弧用3個(gè)R27圓弧刀片和I個(gè)RlO圓弧刀片加工，綜合考慮排屑和加工效率等問題，4個(gè)刀片沿圓周向分布為10度；在整個(gè)銑刀盤上可以布置3組刀片，即9個(gè)R27圓弧刀片和3個(gè)RlO刀片。極大地降低了刀片的制造難度和制造成本。
[0028]其中，還設(shè)有刀桿I，其中，所述刀桿I的直徑為Φ 80 mm，且所述刀桿的一端與刀盤相連接，一端通過接口與機(jī)床相連接。其中，所述刀桿I為由金屬制成的減振刀桿。
[0029]圖7是本發(fā)明曲軸曲柄銷過度圓角銑削加工方法的示意圖，具體來(lái)說，一種曲軸曲柄銷過度圓角銑削加工方法，采用上述加工設(shè)備，所述加工設(shè)備的中心與機(jī)床的主軸之間存在傾斜2°的角度，且所述機(jī)床的車銑復(fù)合中心共有5個(gè)控制軸，數(shù)控系統(tǒng)為西門子840D，以實(shí)現(xiàn)任意3軸聯(lián)動(dòng)；其特征在于，進(jìn)刀方向?yàn)榇怪边M(jìn)刀；
在加工時(shí)，采用隨動(dòng)銑削的加工方法進(jìn)行加工，所述加工設(shè)備的刀具始終和曲柄銷的過度圓角保持相切。
[0030]其中，加工時(shí)機(jī)床主軸必須傾斜2°，且在加工的時(shí)候，曲軸繞主軸頸中心回轉(zhuǎn)，主軸沿X、Y軸方向上下、左右移動(dòng)，銑刀與曲軸始終保持相切位置，三軸聯(lián)動(dòng)銑削加工。
[0031 ] 具體來(lái)說，采用以上的加工設(shè)備進(jìn)行加工，進(jìn)刀方向?yàn)榇怪边M(jìn)刀。
[0032]由于曲柄銷過度圓角與曲柄側(cè)面切深很淺，只有0.5 mm，從曲柄側(cè)面最淺處垂直進(jìn)刀，簡(jiǎn)化了程序，避免45°方向進(jìn)刀時(shí)在曲柄銷上加工出一小平面。
[0033]加工出的曲軸曲柄銷過度圓角形狀用設(shè)計(jì)的樣板檢驗(yàn)，粗糙度用粗糙度測(cè)量?jī)x檢測(cè)。
[0034]本發(fā)明采取了上述方案以后，實(shí)現(xiàn)了曲軸曲柄銷過度圓角為兩段圓弧的銑削加工，提高了產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。通過現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試與跟蹤，這種方法在車銑復(fù)合中心加工出的圓弧，用樣板檢驗(yàn)符合圖紙要求，表面粗糙度有原來(lái)的Ral2.5提高到Ra3.2。這種曲軸曲柄銷過度圓角銑削加工方法，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用范圍廣、操作方便、加工風(fēng)險(xiǎn)低，便于推廣使用。
[0035]裝刀方式為加工時(shí)機(jī)床主軸傾斜2°。車銑復(fù)合中心共有5個(gè)控制軸，數(shù)控系統(tǒng)為西門子840D，可以實(shí)現(xiàn)任意3軸聯(lián)動(dòng)。曲軸在車銑復(fù)合中心上旋轉(zhuǎn)時(shí)，曲柄銷的位置也隨著旋轉(zhuǎn)，要加工該部位的過度圓角，刀具就必須隨著曲柄銷的位置變化而移動(dòng)。我們采用隨動(dòng)銑削的加工方法進(jìn)行加工，就是刀具切削部位始終和曲柄銷的過度圓角保持相切。為了避免銑刀遠(yuǎn)端與曲柄銷產(chǎn)生過切,加工時(shí)機(jī)床主軸必須傾斜2°。曲軸繞主軸頸中心回轉(zhuǎn)，主軸沿X、Y軸方向上下、左右移動(dòng)，銑刀與曲軸始終保持相切位置，三軸聯(lián)動(dòng)銑削加工。具體加工圖如圖7所示。
[0036]本發(fā)明突破了曲軸高效加工中幾年來(lái)的瓶頸工序，同時(shí)標(biāo)志著我國(guó)大功率中速柴油機(jī)機(jī)曲軸工藝技術(shù)進(jìn)步，在行業(yè)內(nèi)處于領(lǐng)先地位，即僅用車銑復(fù)合加工中心和數(shù)控曲軸磨床兩類關(guān)鍵設(shè)備即可完成全部加工，擺脫了該工序?qū)◤S就有的原西德陳舊設(shè)備的依賴。該方法具有較廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域和較好的推廣價(jià)值。
[0037]最后應(yīng)說明的是:以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說，其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種曲軸曲柄銷過度圓角銑削加工設(shè)備，其中，所述曲軸曲柄銷過度圓角為R27 X RlO mm，是由2段圓弧組合形成的光滑過度圓角，其特征在于，所述加工設(shè)備包括: 由3個(gè)R27圓弧刀片沿軸向分布組合加工完整的R27圓弧的銑刀部分，每個(gè)刀片的切削部分長(zhǎng)度約為14 mm，和由I個(gè)RlO刀組成的加工RlO圓弧的銑刀部分，且這兩部分與相應(yīng)的光滑過度圓角相對(duì)應(yīng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的曲軸曲柄銷過度圓角銑削加工設(shè)備，其特征在于，還設(shè)有刀桿，其中，所述刀桿的直徑為Φ80 mm，且所述刀桿的一端與刀盤相連接，一端通過接口與機(jī)床相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的曲軸曲柄銷過度圓角銑削加工設(shè)備，其特征在于，所述刀桿為由金屬制成的減振刀桿。
4.一種曲軸曲柄銷過度圓角銑削加工方法，采用權(quán)利要求3所述的加工設(shè)備，所述加工設(shè)備的中心與機(jī)床的主軸之間存在傾斜2°的角度，且所述機(jī)床的車銑復(fù)合中心共有5個(gè)控制軸，數(shù)控系統(tǒng)為西門子840D，以實(shí)現(xiàn)任意3軸聯(lián)動(dòng)；其特征在于，進(jìn)刀方向?yàn)榇怪边M(jìn)刀； 在加工時(shí)，采用隨動(dòng)銑削的加工方法進(jìn)行加工，所述加工設(shè)備的刀具始終和曲柄銷的過度圓角保持相切。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的曲軸曲柄銷過度圓角銑削加工方法，其特征在于，加工時(shí)機(jī)床主軸必須傾斜2°，且在加工的時(shí)候，曲軸繞主軸頸中心回轉(zhuǎn)，主軸沿X、Y軸方向上下、左右移動(dòng)，銑刀與曲軸始終保持相切位置，三軸聯(lián)動(dòng)銑削加工。
【文檔編號(hào)】B23C3/06GK104339010SQ201310318441
【公開日】2015年2月11日 申請(qǐng)日期:2013年7月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月26日
【發(fā)明者】曹利平, 楊忻, 周團(tuán)輝 申請(qǐng)人:陜西柴油機(jī)重工有限公司