缸体加工

2024-10-10

缸体加工（精选10篇）

缸体加工篇1

柴油发动机的气缸体, 毛坯大多采用铸造件, 由于铸造的特性, 粗加工基准的选择正确与否, 直接影响到加工零件最终能否满足设计的需要。本文通过对一种气缸体粗基准的选择分析, 说明该粗基准选择的合理性, 对同类气缸体零件的粗基准的选择, 有借鉴意义。

柴油发动机中的气缸体, 是整个发动机的骨架, 所有的发动机外围件都直接安装在它的上面, 如曲轴、气缸盖、喷油泵、飞轮等。气缸体本身的质量, 对整台发动机的质量影响是至关重要的。出于对柴油机使用要求的需要, 气缸体的材料一般采用铸铁, 以提供给整台发动机所需要的强度、抗振性等。

粗基准对气缸体的影响

铸件在浇注的过程中, 容易产生变形现象。在选择加工定位时, 需要根据具体的铸造情况, 合理选择定位点, 合理分配气缸体因铸造时产生的变形量, 将变形的影响减到可接受的范围。在气缸体的加工过程中, 经常会出现气缸体的螺纹孔中心与毛坯的铸造搭子中心不重合, 各个缸孔的加工余量不均匀, 关键部位出现壁薄等质量问题, 这往往与气缸体粗加工的基准选择不合适有关。

典型粗基准选择

以某六缸直列发动机的气缸体的首序粗加工基准的选择为例, 来说明气缸体第一道工序的定位基准该如何进行选择。如图1所示, 该气缸体为湿式缸套, HT250材料, 毛坯为铸件。

由于首序加工, 需要加工出后续加工工序用的工艺定位基准, 因此, 需要对气缸体进行完全定位。该气缸体首序加工定位基准的选择如图2所示 (加粗线) , 分别选择了气缸体毛坯第一缸上缸孔中心, 第一、七曲轴半圆孔的内侧和中间档的中心。

下面来分析定位对气缸体自由度的限制情况, 为了便于说明, 将气缸体放到坐标系中 (见图3) 。

第一缸上缸孔中心限制, 第一、七曲轴半圆孔的内侧限制, 中间档的中心限制, 气缸体的6个自由度被完全限制, 因此该定位是完全的定位。

图4是该气缸体首序加工的夹具, 位置1定第一、七曲轴半圆孔的内侧, 位置2定气缸体中间档的中心, 位置3定气缸体的第一缸上缸孔中心。图4是零件在夹具装夹状态。

一般粗基准的选择, 需要考虑两个方面:一是保证加工面 (孔) 与非加工面 (孔) 之间的相互位置精度要求;二是合理分配各加工面 (孔) 的加工余量。

该气缸体的粗基准选择, 是否考虑了这两个方面的要求呢?首先需要了解一下该气缸体的铸造情况。该气缸体的主要铸造砂芯分为主体芯、上盖盘芯、下盖盘芯、前端插片芯、后端插片芯和水套芯等;主体芯组芯的情形如图5所示。

在铸造时, 在图5中砂芯1的位置形成气缸体的上下缸孔, 在位置2形成气缸体的主轴承座两侧面等, 在位置3形成第一、七曲轴半圆孔的内侧。也就是说, 该气缸体粗基准选择的都是主体芯形成的面和孔。在铸造组芯的时候, 是以主体芯为基础进行组芯, 其他砂芯的位置都是相对于主体芯而言的。随着主体芯的变化而变化, 主体芯的稳定性直接决定了其他砂芯是否稳定。因此, 粗基准选择铸造稳定的面、孔无疑是正确的。

在实际浇注的过程中, 铸件不可避免地会存在变形情况。从该气缸体的形状来分析, 变形最大的方向在气缸体的长度方向, 而长度方向的变形, 影响最大的就是各个缸孔及两端面。如果不能合理分配各个缸孔的加工余量, 就有可能会导致后续缸孔加工不出、过水间隙小、端面加工不出等质量问题, 直接导致零件的报废。本例的粗基准在长度方向的定位, 选择气缸体中间档中心, 相当于从气缸体的中间将变形量往两端进行分配, 这样就能够将变形的影响减到最小 (见图6中 (1) ) 。

而对于左右侧方向的定位, 则是选择了气缸体的缸孔中心, 以气缸体缸孔中心往两侧分配左右侧面的加工余量和铸件变形量。而选择上缸孔中心, 则是将旋转的角度误差尽量的减到最小 (见图6中 (2) ) 。

结语

从以上对粗基准的选择分析可知, 该定位基准的选择符合粗基准的选择原则, 是一种比较好的选择方法, 对于类似的气缸体粗加工基准的选择有借鉴意义。

缸体加工篇2

20世纪80年代进口的缸体珩磨机，电气控制系统采用继电器、接触器等分立元件，故接线复杂，电气控制程序不易改变，故障率高，并且采用了大量的逻辑继电器，识图困难，维修极不方便，元器件全为进口件，需大量的外汇，备件时时紧缺，影响正常生产。为此，以PLC控制为主、继电器为辅的形式对该设备进行了改造。将PLC外的元件国产化，并且将部分逻辑继电器的功能进行了改造。

2 机床简介

缸体珩磨机用于汽车缸体缸孔网纹珩磨，它包括模拟行程控制，机械/液压自动进给装置，还具有带气动测量仪的珩磨头，液压引位工作台，汽车缸体自适应配合装置，以及换向延时装置。该设备分3个工步完成6个缸孔的加工，长度350mm，分粗磨、精磨和平顶珩磨三步。

顶部、底部换向点标称值电位器在操作面板上可调，用以调节缸孔加工长度。另有一实际值电位器，模拟检测磨头位置，在机床上面，由链条带动，经模拟量行程控制装置，与上、下标称电位器比较，控制上下行程。

加工开始时把缸体放入工作台，工作台锁紧，在按下“自动开始”按钮后，滚道落下，机床重复执行如下①～⑦动作:①夹具夹紧;②珩磨;③夹具松开;④工作台松开拔销;⑤终点判别;⑥工作台移动;⑦工作台锁紧。当6个缸孔珩磨完毕，压上终点开关，工作台抬起并返回，循环结束。

3 系统的改造

3.1 PLC的选型

日本和泉FA-2型PLC为薄形插件模块结构，它的CPU模块、电源模块、输入输出模块各自独立，可自由插入各个位置，I/O模块可根据需要配置，特别是继电器输出模块各输出点的独立性，使设计方便、简化，节约了硬件资源，

因此，选用了和泉FA-2型PLC对机床进行改造。

3.2 系统配置

系统的硬件和软件采用积木式结构，所有加工动作均由PLC程序控制。系统配置图，如图1所示。PLC机部分的8槽底板上配有2个输入模块和4个输出模块，1个外部电源模块供PC输入用。外围电路包括2套模拟量行程控制装置，2套自适应控制装置和一些电磁阀、指示灯、行程开关、按钮等。按钮、旋钮接入 1#输入模块，其分配表。

3.3 电子模拟量行程控制装置(HUS-13型)的控制

该电子模拟量行程控制装置原由逻辑继电器控制，现将装置的有关控制信号(如启动信号等)改为由PLC输出控制，与之相关的PLC输出模块3#的接线图。

3.4 SFH-243型主轴进给装置的改造

此装置原与RBS-246型组合继电器配合使用发控制信号，用于控制珩磨压力、尺寸测量装置投入。由于其输入和输出信号为电平信号，所以其功能改由PLC 实现，内部逻辑用PLC程序控制，并在具体实现中做了以下适当处理：磨头加工过程中，在气源刚接入时，仪表发一次信号，为假信号。程序设计中，测量信号在主轴旋转3s后取，稳定0.2s后接收。改造后相应程序流程图。

3.5 刹车装置的改造

原刹车装置采用逻辑继电器控制，改造后采用能耗制动方式，简便易行，其原理图。

珩磨完成，M533为ON，动力头向上，主轴停转，P260为OFF，电机开始制动并计时，P261、T15为ON，经制动接触器KM82给电机绕组加入直流24V电压，延时到T15断开闭点信号，P261为OFF，制动结束。

4 结束语

缸体加工篇3

关键词：发动提；缸体缸盖；输送系统

1.输送系统的构成以及滚道的种类

电气系统主要由四个部分组成，分别是电气柜、空中走线、滚道上走线以及人机界面，在对滚道的所有运动过程是由程序来进行相关的控制且指令互锁。为了让各个加工线对于工件姿态的不同要求能够得到满足，需要的滚道输送形式也是各有不同的，主要有以下几种：

1.1积放式直线机动滚道

积放滚道的特点是工件在滚道上停止的时候，跟工件接触的辊子也会同时停止转动，这样就能够防止工件被划伤。直线滚道上设有分隔料器，能够让工件的单独进入下一工序得到保证，光电开关被设置在分隔料器的前端，当工件脱离了这个开关之后分隔料器就会更换动作，满料开关被设置在滚道的末端，作用是对下段滚道的不再上料进行通知，工件放错装置被安装在每段连续的滚道上面，这样就能够避免将工件上反的情况出现。

1.2区域式直线机动滚道

区域式直线机动滚道的接近开关和挡料器被设置在滚道上，当工件的输送到位之后，开关就会发令，让减速机的运转停止，挡料器将挡料伸出，从而停止工件的输送，等进入到下一个工序的要料时，缩回挡料器，重新启动减速机，滚道的输送工件工作继续进行。

1.30到90度水平转台机动滚道

0到90度转台能够让工件进行水平90度的旋转，为了防止突然断电的时候工件卡在直滚道和转盘中间的情况，会有齐缝开关被设置在转台的两端。转台是按照以下的流程工作的：占位光电开关显示料空的时候会通知上段滚道上料，然后接近开关就会发令，挡料器就会让挡料伸出，转台输送减速机就会停止转动，然后就会启动旋转减速机，在旋转了90度之后，停止旋轉减速机的运作，启动输送减速机，将工件输送到下段滚道上。

2.缸体输送线方案说明

2.1平面布置图

2.2主要供货范围

3.结言

在整个生产的过程当中，生产和输送系统都是非常重要的一部分。因此必须要使用不同特点的输送方式来完成产品的输送。因此在进行设计的时候就更加要根据自身的不同需求来选择不同的输送系统，从而让生产的安全可靠得到保证，让企业的效益得到有效的提升。

参考文献：

[1]张明兴.缸体缸盖结合面平面度超差问题的解决[J].汽车工艺与材料. 2010（05）

小型缸体类零件车削工艺与加工篇4

1 零件结构分析

小型缸体是发动机的一个重要零件, 它的缸头面 (如图1端面A) 和箱体面 (如图1端面B) 分别和汽缸头和箱体装配, 密封性要求很高, 否则会漏气, 造成功率下降。所以对产品的加工精度要求很高, 特别是两个端面的平面度、平行度和粗糙度等, 都有较高的精度要求。如图1所示零件图分析可得, 该零件为铸铝, 是半成品加工, 只需要精加工φ57㎜的外圆长22㎜, 端面A以及端面B, 毛坯余量只有0.8mm左右, 其中多个尺寸有较严的尺寸精度和表面粗糙度等要求。如φ57㎜的外圆与端面A、B精度要求为0.8, φ57㎜的外圆与端面A的垂直度要求为0.05mm, 端面A和端面B除了有平面度要求0.05mm外还有平行度要求为0.05mm。也就是说该零件的精度要求较高, 而难度就在于装夹非常困难, 必须要保证工件的中心与车床主轴中心同轴。

2 传统加工工艺分析

该零件并非轴类零件, 不能像加工普通的轴类零件那样用三爪卡盘来夹紧工件。也不是对称的零件, 周边有很多压铸出来的散热片, 而且凹凸不平, 不能作为夹紧部位。长22㎜的φ57㎜外圆, 如果用卡盘夹持这一部分, 有以下几个问题:1夹持长度太少, 不利于夹紧工件, 工件易飞出, 造成安全事故;2刀具无法同时车削两个平面, 刀具会与卡盘发生干涉;3壁厚太小, 如被夹持容易产生变形。

综上所述, 该零件的装夹不能按照常规的方法进行, 不能从外观上进行装夹, 必须考虑内孔的定位装夹方式。

根据零件的毛坯特点, 小型缸体的两个端面比较平整, 内孔也经过加工, 有一定的尺寸精度和表面粗糙度, 可以用于定位。因此, 最终定位方式为:以小型缸体端面为Z轴方向定位, 内孔为X、Y轴方向定位。夹紧方式采用小型缸体带动拉杆移动, 拉杆的锥面使涨芯涨开, 靠涨芯外表面与工件内孔的摩擦力来夹紧工件。

2.1 传统夹具设计图如下:

2.2 涨芯图如下

2.3 对夹具结构说明:

①涨芯的材料为65Mn (弹簧钢) , 弹性较好, 在涨芯上开槽, 增加弹性。装夹时涨芯与工件内孔有较大的间隙, 以方便装夹, 涨芯的外径尺寸为51.9-0.1-0.15, 最大可涨开直径为52.4以上, 而小型缸体内孔直径为52+0.1 0, 故夹持没有问题。

②因整个夹具伸出部分较长, 故在右端用顶尖定位, 增加夹具刚性, 减少震动, 提高加工精度。

③工件装夹时小型缸体端面与定位套的端面接触, 这样能保证大批量生产中的定位精度。

④拉杆左端与小型缸体连接, 右端与涨芯是锥面配合, 当小型缸体向左移动时, 带动拉杆向左移动, 拉杆通过与涨芯的锥面配合使涨芯向外涨开, 达到夹紧的目的。

⑤通过限位圈的厚度限制拉杆向左移动的行程。

2.4 加工程序

根据尺寸精度和形位公差的要求, 因毛坯余量较小, 只需要精加工就可以完成。车削小型缸体的两个端面, 必须采用左偏外圆车刀和右偏外圆车刀, 刀具材料为金刚石。加工程序如下:

根据传统的工艺方案进行加工, 小型缸体加工完成后, 最终零件图样如图4所示。因为所采用的夹具存在多次装夹, 使其定位精度不高, 所加工的零件有三分之一是达不到精度要求的, 零件报废率较高, 而且在装夹过程中耗时较长。单件零件加工需要5分钟才能完成, 效率不算高。为了更好地减少零件报废率, 减低成本, 缩短单件零件的生产时间, 以提高生产率, 我在原有的工艺基础上拟进行改进。

3 夹具的改进

由于之前设计的夹具主要问题在于定位精度不够高, 导致零件无法达到精度要求, 所以必须从定位上下手。改进后的零件图如下:

3.1 对夹具结构说明:

1夹具材料为65Mn (弹簧钢) , 夹具由拉杆和夹套两部分组成, 由图4所示, 零件左边是拉杆, 右边的是夹套。

2夹套的左端开有4个裂口, 当拉杆与夹套配合时, 拉杆的锥面使夹套左端涨开, 靠夹套外表面与工件内孔的摩擦力来夹紧工件。夹套左端外径尺寸为51.9-0.1-0.15, 最大可涨开直径为52.4以上, 而小型缸体内孔直径为52+0.1 0, 故夹持没有问题。

3工件装夹时小型缸体端面与夹套定位端面接触, 通过夹套中段的端面作为定位基面, 零件的定位就可以非常准确了, 这样就能保证大批量生产中的定位精度。

4由于零件只有一个内孔, 而且还是通孔, 所以该夹具可以掉头继续装夹, 也就是说, 零件的两次加工都用同一个夹具装夹就可以了。如图5所示。

3.2 加工程序

程序一:加工箱体面 (端面B) , 装夹图如图6所示。

改进后的方案虽然需要一次加工后掉头进行二次加工, 但改进后的夹具装夹非常方便快捷, 所需装夹时间非常短, 最重要的是加工出来的成品精度非常高, 完全符合生产要求, 相比较加工效果比原来的加工方法要好, 单件零件加工时间更快, 每3分钟就可以完成一件零件加工, 生产效率提高将近有40%, 有效地缩短了生产时间, 降低了成本, 符合生产要求。与方案一相比, 方案二有优越性, 因此采用方案二进行生产。

4 结束语

本文主要介绍的使用数控车床加工小型缸体, 第一次工艺方案设计试用后, 对加工效果不太理想, 加工精度不高, 耗时较长。为了更好地提高生产效率, 缩短劳动时间, 我们对工艺进行了改良, 设计了一个更简单更实用的夹具。改进后, 加工零件的时间大大减少了, 由原来的5分钟/每件, 提高到3分钟/每件, 而且大大的提高了工件的精度, 减少了工件的报废率, 提高了生产效率和节约了成本。该零件加工后已正式投放市场, 而且投放市场后取得了较好的市场效应。因此, 我们在实际生产中应该充分发散思维, 多创新, 多思考, 多尝试, 以便更好地提高自身的基础知识和技能。

参考文献

[1]沙莉、阳夏冰主编.《机床夹具设计》[M].北京.北京理工大学出版社.2012年8月.ISBN:9787564064631

[2]机械加工工艺装备设计手册编委会编.《机械加工工艺装备设计手册》[M].北京.机械工业出版社.1998年6月.ISBN:9787111058571

[3]刘党生主编.《金属切削原理与刀具》[M].北京.北京理工大学出版社.2009年8月.ISBN:9787564025885

[4]郭仁生主编.《机械设计基础》[M].北京.清华大学出版社.2006年1月.ISBN:9787302120049

[5]徐鸿本、曹甜东主编.《车削工艺手册》[M].北京.机械工业出版社.2011年11月.ISBN:9787111352082

缸体加工篇5

【关键词】Pro/E；压铸模具；三维建模；模具设计；数控加工

【中图分类号】TG76【文献标识码】A【文章编号】1672-5158（2013）07-0209-02

1 引言

模具是现代工业，特别是汽车、摩托车、航空、仪表、仪器、攻关机械、电子通讯、兵器、家用电器、五金工业、日用品等工业必不可少的工艺装备。据资料统计，利用模具制造的零件数量，在飞机、汽车、摩托车、拖来机、电机、电器、仪表仪器等机电产品中占80%以上；在电脑、电视机、摄像机、照相机、录像机等电子产品中占85%以上；在电冰箱、洗衣机、空调、电风扇、自行车、手表等轻工业产品中占90%以上；兵器产品中占95%以上。

目前我国的模具生产厂约有3万多家，从业人数80万人。在模具工业的总产值中，冲压模具约占50%、塑料模具约占33%、压铸模具约占6%，其它各类模具约占11%。

随着我国压铸制造工业的不断发展壮大，压铸模具的设计与制造也愈来愈受到人们的关注。在经济全球化的浪潮中，产业发展过程中的国际分工正在形成，基于成本的压力，大量外商在我国采购压铸件，甚至还在我国建立压铸生产基地，从而使我国的压铸模具制造水平和能力有了很大提高，模具质量与先进工业国的差距逐步缩小，价格低廉驱使国外采购量剧增。而海内外模具市场的需求对我国模具产业的兴旺也起到一定的推动作用。同时，随着汽车行业的快速发展以及国产化过程的加快，如汽车缸体、仪表盘、启动档变速箱壳体等大型、精密、复杂的压铸件的需求会越来也大，从而使大型、精密、复杂的压铸模具的需求会越来也大。

虽然，我国压铸模具的设计与制造水平在一定程度上有了很大提高，但是压铸模的制造总体来说与国外先进工业国家相比差距仍然很大，主要表现在：

1、结构复杂些的模具以造复制模为主，缺乏创新能力；

2、在设计时对模具的热平衡分析、冷却系统设置及零件的快捷安装和更换等方面考虑欠周全；

3、制造的模具质量和精度较差；

4、模具在使用时稳定性不高、故障率大。

这些在设计和制造上存在的缺陷可能会导致所生产的模具不满足使用的要求，造成一定的浪费。因而亟需发展有效、准确的设计与制造压铸模具的方法。

本文介绍了运用Pro/ENGINEER Wildfire较强大的造型和加工功能对烟灰缸压铸模具进行设计和制造。在设计过程中，充分考虑模具的热平衡分析、冷却系统设置及零件的快捷安装和更换等问题。同时在制造的过程中，根据实际的生产条件，设置合适的切削速度和主轴转速，从而改善了模具的质量和精度。

2 烟灰缸三维建模

在进行烟灰缸模具设计与加工前，首先要利用Pro/ENGINEER系统下的【零件】模块对烟灰缸进行三维造型。

烟灰缸形状基本为拉伸体，主要由圆柱体、圆角、拔模角、圆、壳体等特征组成。本课题采用拉伸、圆角、斜度、阵列、切割、抽壳等实体特征完成烟灰缸的三维建模。具体步骤如下：

1、使用拉伸特征，建立烟灰缸基体，如图1所示；

2、使用拉伸切除特征，建立烟灰放置区，如图2所示；

3、使用圆角特征，对烟灰缸实体边线进行圆角设置，如图3所示；

4、使用斜度特征，设置烟灰缸的拔模角度，如图4所示；

5、使用拉伸和阵列特征，建立香烟放置区，如图5所示；

6、使用圆角特征，对烟灰缸实体边线进行圆角设置，如图6所示；

7、使用抽壳特征，建立烟灰缸壳体，如图7所示；

8、烟灰缸三维模型如图8所示。

3 烟灰缸模具设计

本章对烟灰缸实体零件进行模具设计，实现了一个完整的模具结构设计及其操作过程。

3.1模具设计工具栏简介

工具栏的默认设置是垂直方向，单击并拖动它将其水平放置，如图9所示。

：修剪零件模型。

3.2创建模具型芯、型腔

进入Pro/E【模具设计】模块，根据烟灰缸的实际尺寸选择镶块毛坯，毛坯的长、宽、高分别为320mm × 240mm× 95mm（如图10所示），设计的拉伸分型面如图11所示。

Pro/ENGINEER提供了模具打开功能，便于观察模具内部结构，并检查开模时的干涉情况。烟灰缸压铸模具模拟开模后的结果如图12所示，图13为铸件，图14为型芯，图15为型腔。

3.3 模具元件的设计

模具元件设计的具体步骤如下：

1、使用混合特征、圆角特征、拉伸切除特征及镜像特征，设计动模板结构；

2、使用切除操作和拉伸切除特征，设计定模板结构；3、使用旋转特征和阵列特征，创建导套；4、使用旋转特征和阵列特征，创建导柱；

5、使用拉伸特征和拉伸切除特征，创建定模底板；

6、使用旋转特征，创建浇道衬套；

7、使用旋转特征，创建流道；

8、选择水线命令，在定模板和动模板上创建水线；9、使用拉伸特征和拉伸切除特征，创建动模垫板；10、使用拉伸特征，创建垫块；

11、使用拉伸特征和拉伸切除特征，创建动模底板；12、使用旋转特征，创建限位钉；

13、使用拉伸特征和拉伸切除特征，创建顶出底板；14、使用拉伸特征和拉伸切除特征，创建顶出板；

15、使用旋转特征，创建顶针杆，并装配和修剪顶针杆；16、使用旋转特征，创建复位杆；

17、使用旋转特征，创建推板导套；18、使用旋转特征，创建推板导柱；19、完成所有模具元件的创建后，遮蔽和隐藏不必要的因素，得到最后的装配图如图16所示。

4 烟灰缸上下模数控加工

一般而言，计算机辅助制造系统由刀具路径文件的生成和机床数控代码指令集的生成两部分组成。利用CAD/ CAM 软件，根据加工对象的结构特征、加工环境的实际要求（如加工机床的性能和参数、夹具、刀具等）和工艺设计的具体特点生成描述加工过程的刀具路径文件之后，就需要用到称之为“后置处理器”的模块来读取生成的刀具路径文件，从中提取相关的加工信息，并根据指定机床数控系统的特点以及NC（numerical control）程序格式要求进行相应的分析、判断和处理，从而生成数控机床所能直接识别的NC程序。

4.1 Pro/Engineer NC 模具加工

数控编程是生成控制数控机床进行零件加工的数控程序的过程，它是目前CAD/CAM系统中最能明显发挥效益的环节之一。Pro/ NC 模块能生成驱动数控机床加工所必需的数据和信息。它所提供的工具能够使加工人员按照合理的工序将设计模型处理成ASCⅡ刀位数据文件，这些文件经后处理变成数控加工程序。Pro/ Engineer NC 的加工流程包括：建立所需要的加工模型、设定加工操作环境、定义NC 序列、生成刀位数据文件、后置处理并生成NC代码，驱动数控机床。

4.2烟灰缸上模的数控加工

在规划烟灰缸上模加工操作之前，首先应进行初始化设置，包括参考模型的加载、工件的设置、机床的设置、加工零点与退刀曲面的选择等。烟灰缸上模数控加工的具体步骤如下：

1、规划表面铣削刀具路径，实现对烟灰缸上模的数控加工，表面铣削结果如图17所示；

2、规划粗加工刀具路径，实现对大部分材料的铣削加工，粗加工结果如图18所示；

3、刀具路径重新排序，将粗加工放在表面铣削的前面，使其符合“先粗后精”的加工原则；

4、规划轮廓加工刀具路径，实现对陡斜面的精加工，轮廓铣削结果如图19所示；

5、规划精加工刀具路径，实现对浅平面区域的精加工，精加工结果如图20所示；

6、全部序列完成后并确认无误后，进入后处理操作，得到烟灰缸上模数控加工的NC程序。

4.3烟灰缸下模的数控加工

在规划烟灰缸下模加工操作之前，首先应进行初始化设置，包括参考模型的加载、工件的设置、机床的设置、加工零点与退刀曲面的选择等。烟灰缸下模数控加工的具体步骤如下：

1、规划体积块粗加工刀具路径，实现对毛坯工件的粗加工，结果如图21所示；

2、规划腔槽铣削刀具路径，实现对槽内曲面的加工，结果如图22所示；

3、规划轮廓精加工刀具路径，实现对外围曲面的精加工，结果如图23所示；

4、规划直线切削曲面加工刀具路径，对以上刀具路径未能有效加工的浅平面进行加工，结果如图24所示；

5、规划精加工刀具路径，实现对浅平面区域的精加工，结果如图25所示；

6、全部序列完成后并确认无误后，进入后处理操作，得到烟灰缸下模数控加工的NC程序。

5 总结

在烟灰缸产品设计中，成功应用了Pro/ENGINEER Wildfire软件中的拉伸、拉伸切除、倒圆角、拔模斜度、阵列、抽壳等特征实现了三维建模。同时进行了烟灰缸压铸模具设计，实现了开模仿真、模架装配等重要的生产过程，并运用数控编程模块Pro/NC对烟灰缸上下模进行了刀具参数设置、制造参数设置及加工刀路设计，实现模拟加工过程。

发动机缸体加工基准的选择篇6

基准选择

对于缸体加工的精基准, 无论采用组合机床还是加工中心, 生产线是刚性自动线还是柔性生产线, 以缸体精加工后底面和其上的两个定位销孔作为整个缸体线加工的精基准, 已成为缸体加工工艺选择精基准的通则。但是粗基准和过渡基准选择缸体上哪些特征要素作为粗基准或过渡基准却存在差异。

粗基准指缸体处于毛坯状态, 以缸体上的孔、面作为加工过渡基准的基准, 过渡基准则指缸体加工精基准时选择的基准。以下分两种方案作分析。

(1) 第一种方案缸体在产品设计初期就考虑专门设定一些平面作为过渡基准。

粗基准为缸体底面和1、4缸毛坯孔 (见图1) 。

过渡基准为在缸体右侧专门设计四搭子平面 (411、412、416、417) 和两个水堵孔 (401、402) (见图2) 。

缸体在浇铸时, 为了保证顶面 (与缸盖结合的平面) 组织致密, 浇口设在底面, 为此在以底面作为粗基准面时, 底面虽经毛坯浇口打磨, 但高低不平, 不能直接用于定位, 必须在粗铣后才能上线加工 (也有在底面设三个低于底面的三个小平面, 作为定位的粗基准面, 此时底面可不粗铣) 。1缸毛坯孔采用两点定位, 4缸毛坯孔采用一点定位和底平面三点定位构成六点定位。在卧式加工中心上加工缸体进气侧四个上、下小平面和两个水堵孔。图2所示缸体以过渡基准平面和孔定位加工精基准, 即粗精铣底面和钻、镗底面的两个定位销孔。

(2) 第二种方案缸体结构上不专设过渡基准, 而用缸体本身的功能特征要素来作为过渡基准。

粗基准为缸体2挡、4挡主轴瓦盖结合面 (毛坯面) , 过渡基准为顶面和缸体1、4缸毛坯缸孔。缸体1、4缸主轴瓦安装面虽是毛坯面但比较平整, 无须加工可直接用于定位基准来粗铣、半精铣顶面, 铣刀盘刀齿采用粗铣刀齿和半精铣刀齿阶梯组合, 一次铣削完成粗铣、半精铣顶面 (见图3) 。保证铣出的平面和工艺基准 (主轴瓦盖安装面) 平行, 无角度约束, 顶面留有0.5mm精铣余量 (顶面精铣安排在精镗缸孔工序中完成, 保证顶面和缸孔中心垂直, 也可消除物流中划伤顶面的缺陷) 。

以半精铣顶面和1、4缸毛坯孔为过渡基准定位加工精基准, 粗精铣底面至最终尺寸和钻、镗底面两个定位销孔至尺寸, 构成“一面两销孔”作为缸体加工工艺的精基准, 符合工件六点定位原则。在本工序还可安排接油盘连接螺孔和半精加工主轴承盖定位止口尺寸等。

方案分析

1.第一种方案

(1) 在产品设计阶段, 考虑缸体加工工艺性时, 必须专门设置过渡基准定位面 (411、412、416、417) 。

(2) 过渡基准定位面以缸体毛坯缸孔定位加工, 存在着加工误差δ1、定位误差δ2, 再以过渡基准定位, 加工精基准底面和底面两个定位销孔时, 也存在着加工误差δ3、定位误差δ4等误差叠加, 影响加工精度。

(3) 在加工中, 过渡基准定位面由于毛坯缺陷的原因加工不出, 造成整个缸体无法加工而报废。过渡基准定位面如果余量大 (或余量不均匀) , 经常打坏铣刀刀齿, 造成刀具消耗上升。

2.第二种方案

(1) 产品设计时, 无须设置过渡基准定位面, 可减少缸体的重量, 简化缸体的结构和降低刀具的消耗, 缩短加工节拍。

(2) 顶面作为缸体的重要平面, 余量能够得到绝对保证, 不存在余量不足、铣不出而造成缸体报废或余量过大、打坏刀具的现象。

(3) 以缸体主轴瓦结合面定位, 不存在多个误差的积累, 加工精度容易控制。

(4) 顶面大, 定位稳定, 保证加工后的底面和顶面平行。从工艺安排上, 再以精加工底面和两个定位销孔定位精加工顶面, 满足整机对缸体的技术要求。做到顶面和底面互为基准, 保证顶底面的平行。

结语

发动机缸体试制加工的关键技术篇7

某型汽车发动机为四冲程20气门直列式发动机, 最高转速为6200r/min, 排量为1.6L, 由国内某大型汽车制造公司自主设计。发动机缸体由气缸体 (见图1) 与下缸体 (见图2) 组成, 气缸体与下缸体毛坯均采用铝合金低压铸造成型, 且气缸体上镶嵌有四处薄壁气缸套 (材料为灰铸铁) 。气缸体合件如图3所示。

该发动机缸体的结构特点主要有三方面。

1.结构特殊

一般发动机采用气缸体与曲轴箱铸成一体的整体结构, 简称气缸体。该汽车发动机缸体由气缸体、下缸体两个零件组成, 需要进行气缸体、下缸体单体粗加工后, 再合缸进行气缸体组件上曲轴孔、气缸孔及两端头定位销孔的精加工。

2.尺寸多、精度要求高

缸体是发动机的重要组件, 各面均有装配要求。各加工面平面度、平行度及垂直度要求严格, 所有加工面平面度要求为0.03m m。气缸孔径、圆度、圆柱度, 曲轴孔孔径、圆度、圆柱度及各定位销孔的位置精度等要求高, 均不大于0.02mm。

3.主要技术参数

(1) 气缸体、下缸体及气缸体组合件外形尺寸及形位公差气缸体411.3m m×299m m× (162.8±0.02) m m, 下缸体 (391±0.05) m m×254.5m m× (104±0.02) m m, 气缸体组合件4 1 1.3 m m×299m m× (266.8±0.02) m m。气缸体与下缸体结合面平面度均为0.02mm, 其他各面平面度、平行度及垂直度均为0.03mm。

(2) 气缸孔孔径圆度为, 圆柱度为

气缸孔孔壁网纹参数:与水平方向网纹夹角为40°～60°, 表面粗糙度值平均峰谷高度核心剖面深度缩减的尖峰高度不大于缩减的沟痕深度轮廓支撑长度率

(3) 曲轴孔全长为断续的五个孔组成, 孔径为圆柱度为

加工工艺

1.工艺性分析

该发动机气缸体与下缸体均采用低温铸造成形, 同时气缸体上镶嵌有四处薄壁气缸套, 所有安装面均需要采用切削加工至尺寸。加工的部位、特征较一般发动机缸体多, 同时尺寸精度较一般发动机缸体严。由于是分体结构, 零件的整体刚性也较一般发动机缸体差, 所以工艺过程比一般发动机缸体复杂。该发动机缸体需要加工的内容特征主要包括平面、斜面、销孔、螺纹孔、喷油器孔、气缸孔、曲轴孔和通气孔等。工艺过程必须分两个阶段进行, 包括气缸体与下缸体分体阶段的加工与气缸体合件的加工。涉及加工工艺方法多是加工该发动机缸体的特点。

2.加工工艺方法

(1) 切削加工切削加工是加工缸体的主要工艺方法, 所占工作量最大, 切削加工涉及的面广, 包括钻孔、铣面、铰孔、攻螺纹、镗孔等, 其中难点主要是针对定位销孔的加工, 确保定位销孔尺寸合格, 因此须制作专用铰刀进行铰孔。在加工正式产品之前, 必须对所有的铰刀进行试加工, 直至铰刀完全合格后方可加工正式产品。此外, 发动机缸体上各种规格的螺纹孔较多, 攻螺纹所占切削加工的比重较大, 有的螺纹孔较深, 丝锥必须制作成带内冷的丝锥才能确保攻螺纹排屑顺畅, 从而保证螺纹孔合格。所以, 铰孔与攻螺纹这两种工艺方法是切削加工过程中必须引起足够重视的, 也是必须重点解决的两大工艺难题。

(2) 珩磨发动机缸体加工至成品, 珩磨所占工作量的份额比起切削加工的工作量相对较轻。但发动机缸体气缸孔壁网纹是靠珩磨加工而成的, 网纹参数是否合格, 对发动机的性能及使用寿命影响极大。珩磨网纹品质的好坏对珩磨设备、珩磨条及珩磨的工艺参数依赖性较大, 所以必须购置高品质的珩磨条, 选择合适的珩磨参数来进行珩磨加工。另外, 必须加强加工过程中的监测, 当珩磨的网纹参数符合设计要求后, 必须对所选用珩磨参数进行固化。

(3) 检漏气密性检查是发动机缸体加工过程中的一项重要工作, 如果发动机缸体油道与水道一旦有超过设计要求的泄漏现象, 则缸体只能做报废处理。所以, 无论是发动机缸体试制或批量生产, 都应做发动机缸体100%的气密性检查。为减少投资, 在试制阶段可采用专用工装进行气密性检查, 而在批量生产阶段可采用专用机械设备进行缸体气密性检查。

(4) 清洗缸体清洗工作非常重要。众所周知, 清洁度要求对发动机的使用性能与使用寿命至关重要, 发动机运动偶件之间一旦有哪怕是细小的多余物, 都将会影响发动机的使用性能与寿命。所以, 在发动机缸体加工过程中与缸体最终加工成成品后都应该适当安排清洗工序。

3.加工工艺流程安排

该缸体加工至成品, 整个工艺流程分气缸体与下缸体分体加工与缸体合件加工两个阶段, 具体工艺流程如下:

(1) 气缸体加工加工气缸体结合面及其上特征→加工气缸体非结合面及其上特征→加工气缸体一侧面特征→加工气缸体另一侧面特征→加工气缸体上一处斜孔→精加工气缸体结合面及其上特征→加工气缸体结合面上一处斜孔→中间清洗→气密性检查。

(2) 下缸体加工加工下缸体结合面及其上特征→加工下缸体非结合面及其上特征→加工两侧面特征→加工→处斜孔→精加工下缸体结合面→中间清洗→气密性检查。

(3) 气缸体合件加工合缸→加工曲轴孔及气缸孔→加工合件两端面特征→珩磨→检曲轴孔与气缸孔并打分组标识→拆缸→最终清洗→合缸、油封及装箱。

加工难点及解决措施

气缸体与下缸体虽然加工的特征多, 主要是一些面、孔及螺纹孔等特征, 这些一般的特征通过数控设备选用适当的加工方法是完全可以保证的。

1.确保消除加工变形

把消除加工变形作为加工缸体加工的难点, 这是因为缸体选材为铸铝, 铸铝材料在加工过程中易产生变形是加工铸铝件的常见问题。虽然缸体与下缸体加工余量小, 整体结构刚性尚好, 产生加工变形的风险也会相对减轻, 但由于要求加工的进度较快, 工序安排紧凑, 释放加工应力的时间相对较短, 所以产生加工应力变形的可能性始终存在, 很难确保各安装面较严的平面度要求。

解决措施如下:

(1) 平面度要求严的重要特征面, 分粗精加工。

(2) 加工过程中选择合适的压紧位置。

(3) 加工过程中及时换刀, 确保刀具切削刃锋力, 减小切削阻力, 从而减小加工变形。

2.确保曲轴孔的孔径尺寸及同轴度

把确保气缸体合件曲轴孔的孔径公差与同轴度作为加工缸体加工的难点, 这是因为曲轴孔的孔径较大, 孔径公差与五孔同轴度要求严, 加上孔较深, 加工的工艺性差, 确保该孔孔径公差与同轴度要求对设备精度、刀具精度及操作者的技术水平依赖性较强。此外, 在加工该孔时合缸螺栓的拧紧力矩与拧紧角度与装配时螺栓的拧紧力矩与拧紧角度有所差异, 也使得在两种状态下检测的数据会有所差异。

解决措施如下:

(1) 分粗加工、半精加工、精加工三步加工至尺寸, 使应力依次释放。

(2) 加工过程中选择合适的合缸螺栓拧紧力矩与拧紧角度, 使加工出的孔径值在加工状态与装配状态时的测量值一致。

(3) 加强加工过程中的监测, 及时调整。

(4) 制作专用铰刀或镗刀。

(5) 及时修磨刀具, 确保切削刃锋利。

3.确保气缸孔的圆柱度

把确保气缸孔的圆柱度作为加工缸体的难点, 这是因为气缸孔的孔径公差与圆柱度要求严, 加上气缸孔的四周有一圈环形水道, 缸套壁较薄, 从而使得气缸套的刚性变差, 产生加工变形的风险也相应增大。

解决措施如下:

(1) 选择针对性品牌刀具。

(2) 分粗精加工, 给精加工合理留量 (单边留量0.1mm) 。

(3) 加工过程中及时更换刀片, 确保刀具切削刃锋利。

加工设备选型

根据发动机缸体外形尺寸及尺寸精度、加工进度要求及工艺流程安排等综合因素考虑, 从讲经济、讲质量、讲进度的设备选型原则出发, 考虑到前面几个工位均为粗加工, 尺寸精度不高, 设备只需要考虑工作台的尺寸大小及三个线性轴的工作行程能否满足缸体加工要求即可, 粗加工工序尽可能安排在经济适用型立式加工中心上进行。两台卧式加工中心承担全部半精加与部分精加工内容, 曲轴孔与气缸孔的加工安排在高精度进口卧式加工中心上完成。

气缸孔壁平台网纹能改善磨擦内表面油膜分布、改善发动机的工作性能、缩短发动机磨合期、提高发动机寿命、降低全损耗系统用油消耗等作用, 网纹质量的好坏, 对发动机的使用性能及使用寿命具有很大的影响。珩磨应分三道序完成, 即分粗加工、精加工与平顶珩。试漏检测可制作专用检具进行气缸体与下缸体的油道与水套的气密性检测。清洗可安排在清洗机上进行清洗。加工某型发动机缸体的主要设备见图4～图8。

刀具选型与招标

发动机缸体需要加工的部位多, 需要加工的特征多, 主要的工艺方法是切削加工。所以, 发动机缸体试制需要配备大量的刀柄、刀具, 刃具选型的难度大。针对发动机缸体加工的特征、设备型号及所要求的加工进度, 拟定了所需要的刀柄、刀具、刀夹等刃具种类、型号、数量明细表, 将所需要的刃具分成十大类, 即A类标准钻头 (20项) 、B类非标刀具 (22项) 、C类标准铣刀 (9项) 、D类标准丝锥 (11项) 、E类镗刀 (9项) 、F类端面铣刀 (10项) 、G类液压刀柄及夹套 (6项) 、H类ER刀柄及夹套 (36项) 、I类刀柄附件 (2项) 、J类专用曲轴孔镗刀 (3项) 。

此次发动机缸体试制刃具招标, 采用分类打包招标。分类打包招标采购刀具相对于整体打包招标采购刀具, 虽然在技术操作层面上来说要繁琐、复杂得多, 但这种招标方式的好处十分明显。分类分项招标采购方式为企业采购到物美价廉的刃具提供了更大的可能。

加工关键控制点设定

1. 曲轴孔的加工

曲轴孔是发动机的关键特征, 某型发动机缸体曲轴孔孔径大, 孔深约390m m, 同轴度、圆度及圆柱度要求严, 是加工该发动机缸体的难点之一。

解决方案:曲轴孔分粗加工、半精加工、精加工加工至尺寸, 粗加工单边留量0.4m m, 半精加工单边留量0.04mm, 最后精铰至尺寸。

每道工序选用刀具分别为:专用球头选刀、专用进口防振镗刀及专用精铰刀。

精加工设备:选用M H 1 6 0 0 (德国德马吉公司生产) 。

2.气缸孔的加工

气缸孔是发动机的关键特征之一, 该气缸孔孔径大, 孔深约130m m, 同轴度、圆度及圆柱度要求严, 是加工该发动机缸体的难点之一。

解决方案:气缸孔分粗加工、半精加工、珩磨加工至尺寸, 粗加工单边留量0.2m m, 半精加工单边留量0.1m m, 最后珩磨加工至尺寸。

每道工序选用刀具分别为:粗加工与半精加工均选用进口镗刀加工;珩磨使用粗珩磨头与双进给精珩磨头分粗珩与精珩与平顶珩加工至尺寸, 确保气缸孔孔径与缸孔壁网纹。

半精加工设备:选用M H1600 (德国德马吉公司生产) 。与曲轴孔精加工一次装夹成形, 以确保两者的位置关系, 如垂直度等。

3.合缸力矩的确定

加工合件时合缸力矩值的合适与否对确保主轴孔在装配时的变形影响极大, 这也是客户非常关注的一个重要指标。为选择出最优的合缸力矩值, 在充分尊重设计的前提下, 在参照以前加工发动机缸体合缸经验的基础上, 与客户一起, 凭借实验值确定缸体加工合缸力矩值。经验是加工力矩值应比装配力矩值大10%～15%, 才能确保曲轴孔在加工时与装配时的一致。

专用夹具要求

发动机缸体加工工序较长, 为确保加工进度与加工质量, 每个工位都必须配备专用夹具, 在试制生产阶段, 对进度的要求还不是太苛刻, 主要是确保产品的加工质量。所以, 在试制阶段一般不考虑制作成本较高的气动夹具或液压夹具。为降低试制成本, 在试制阶段主要是制作一些简易的工装, 确保定位的准确, 工装设计主要的原则是:确保定位与设计图样的一致性, 以方便编制数控程序与方便检测。

虽然在试制阶段是制作一些简易工装, 但对制作夹具的要求也是较高的, 主要有三方面的要求:一是要确保缸体加工时的定位精度, 这就要求制作的夹具定位精度高, 特别是必须保证定位销的精度、定位销与定位销之间距离尺寸精度及定位销与定位面垂直度要求;二是要确保夹具有足够大的刚性, 避免长时间使用夹具变形;三是要方便缸体的快速装卸, 减少不必要的辅助时间。

缸体检测

为确保生产线加工进度, 如何安排检测工作是必须事先考虑的。一般来讲, 在生产线上加工的单一产品经首件检测尺寸合格后, 在工艺系统任何一个环节未发生改变时, 后续加工的产品质量是有保障的, 尤其是数控加工的产品一致性好。所以, 一般精度的尺寸无需每件检验, 但对于缸体气缸孔孔径尺寸及曲轴孔孔径等关键尺寸, 每件产品加工完成后必须进行检验, 检测量具可选用浮标式气动量仪。

缸体加工篇8

1 问题的提出

应用高速加工中心加工缸体的缸盖,技术要求为平面度0.02,表面粗糙度为R0.8,加工时,采用机床厂推荐的切削参数:切削速度为V=1 100 m/min,f=0.08 mm,ap=0.76 mm,刀具参数为操作人员根据经验选用,加工后,粗糙度、平面度不能稳定在技术要求内,废品率较高,厂方希望分析质量问题的原因,并提出相应的工艺措施。

通过现场的产品分析与工艺过程的了解,初步确定问题存在于刀具参数的选择,为了验证,对加工过程进行了有关实验。

2 实验

2.1 实验目的

影响切削表面质量的因素很多,在一定的切削用量下,可以从人-机床-刀具-工件组成的工艺系统进行系统的分析[3]。本实验主要研究刀具参数,主要是刀具的前角、后角、刀具悬伸量及刀尖圆弧半径对切削质量的影响,验证不同刀具参数的切削效果,寻求不同参数影响加工质量的程度,并从中优化一组刀具参数。

2.2 实验对象及条件

切削对象为柴油机缸盖,材料为ZL102,属铝硅镁系合金,主要成分为Si10%~13%,Mg0.25%~0.45%,Al>85%,力学性能:σb=153 MPa,δ10=2%,HBS为50。

实验时采用机床厂提供的推荐用切削参数V=1 100 m/min,f1=0.08 mm,ap=0.76 mm。

机床为高速加工中心型号HS-664,产地意大利FLDIA公司。

刀具材料为涂层硬度合金[4],刀具型式为准18立式铣刀。

采用干涉显微镜测量粗糙度。

2.3 实验方案

由于影响切削表面质量的因素较多。在实际加工中,这些因素相互影响相互制约,若采用单因素分析法,难以找出各因素影响的内在联系,且实验量太大。为使实验所选因素水平具有代表性,本实验采用正交试验设计,其特点是针对各因素取定几个水平,按均匀搭配的原则安排试验,并对实验结果进行统计分析,寻求影响加工质量的主要因素,并获取最优方案。

2.3.1 实验因素及水平的确定

根据现场产品及工艺分析,结合高速加工的特点,确定刀具的前角γ,后角α,刀尖圆弧半径εr,刀杆悬伸比L/D为实验因素。

各因素的水平,根据高速加工时刀具的参数选择范围表1确定,实验的因素水平表见表2。

2.3.2 正交试验表设计

根据前述分析,本实验采用四因素三水平正交实验,正交试验表为L(9)34[5]。

2.4 试验结果及分析

按正交试验表安排的试验号,依次进行了切削实验,记录试验结果,填入表中,得到实验结果见表3。

通过实验结果的统计分析,得出各因素的极差,按大小依次为悬伸比、前角、后角、刀尖圆弧半径,各因素的水平均值中,A1,B3,C1,D3为最小。

3 讨论

切削过程中,刀具的后角α、前角γ、刀尖圆弧半径εγ及悬伸比L/D都对表面粗糙度产生影响,且相互制约,影响程度见图1。

刀具悬伸比与前角对粗糙度影响较大,这是因为悬伸比越大,则刀具刚度越差,在高速切削中,因振动而影响粗糙度。前角影响粗糙度与前刀面间的摩擦有关,影响刀具的锋利程度,同时对刀具的散热效果影响较大。从而对粗糙度造成较大影响。大后角虽然对切削有利,但影响刀具的刚度与散热效果,两种作用相互抵消,故对粗糙度影响有限。刀尖圆弧半径较大时,在低速切削时,有利于提高表面质量,但高速切削时,因进给量很小,故对粗糙度影响较小,这从实验结果得到证实,这也是高速切削异于常规切削的特点之一,须引起加工时注意。

刀具的前角与后角对刀体的实体大小产生较大影响,过小的实体会削弱刀具刚度,同时使刀具温度易于升高。而这些都是高速切削的主要影响因素。

本次试验主要针对表面粗糙度进行刀具参数优化,它们对切削力及温度变化如何影响,需要通过试验进一步研究。

选择刀具参数时,不但要考虑刀具参数对表面粗糙度的影响,还要考虑刀具参数对刀具磨损及切削力、切削温度的影响,因此刀具参数选择不能单一考虑某一方面的要求。

从提高和稳定产品表面质量考虑,优化后的刀具参数为A1B3C1D3。

4 应用论证

将优化后的刀具参数为A1B3C1D3,提交厂方后,厂方按该参数进行加工,表面粗糙度为Ra0.6~0.8,一次良品率为98%,优化结果满足了加工要求。同时优化所得参数及优化过程对同类产品的加工也具有参考价值。

参考文献

[1]孙大涌.先进制造技术[M].北京:机械工业出版社,2000.

[2]艾兴.数控高速切削技术[M].北京:机械工业出版社,2003.

[3]夏伯雄.数控机床的产生发展及其趋势[J].精密制造与自动化,2008,(1).

[4]寇自力.超硬刀具的发展与应用[J].工具技术,2000,(8).

盘式制动器壳缸体加工的液压夹具篇9

现有一种定位精确、操作方便的用于盘式制动器壳缸体加工的液压夹具。包括底座, 底座上设有用于和工件上的对应孔插配定位的销定位机构, 销定位机构包括竖直滑动插配于底座上的对应穿孔中的两个以上的定位销和用于驱动定位销的销驱动装置, 所述的至少一个定位销上开设有气孔并于对应气孔中装有气密检测元件。

2 实施方案

(1) 一种用于盘式制动器壳缸体加工的液压夹具, 包括底座, 底座上设有用于对工件的对应表面支撑、压紧的支撑部件和液压夹紧部件, 其特征在于, 底座上还设有用于和工件上的对应孔插配定位的销定位机构, 销定位机构包括竖直滑动插配于底座上的对应穿孔中的两个以上的定位销和用于驱动定位销的销驱动装置, 销驱动装置包括转动装配在底座上的定位销操作手柄以及传动连接于定位销与定位销操作手柄之间的定位销连杆机构, 至少一个定位销上开设有气孔并于对应气孔中装有气密检测元件。

(2) 定位销为菱形定位销或圆柱销。

(3) 支撑部件包括固定于底座上的用于对工件向上限位支撑的垫块和用于在水平方向上对工件侧面限位支撑的辅助定位板。

(4) 液压夹紧部件包括在竖直方向上用于对工件对应表面向下限位压紧的液压压板机构, 所述液压压板机构是由转动装配在底座上的压板以及与压板传动连接的液压缸构成, 压板的转动轴线沿水平方向延伸。

(5) 液压夹紧部件包括在竖直方向上用于对工件对应表面向下限位压紧的液压旋转压板机构, 液压旋转压板机构是由转动装配在底座上的旋转压板及与压板传动连接的液压缸构成, 旋转压板的转动轴沿竖直方向延伸。

3 成果

液压夹具采用销定位机构对工件定位, 采用液压夹紧方式压紧工件, 并且利用销定位机构上的气密检测元件对制动器壳体的内孔表面与销外圆表面的接触配合进行自动的气密封检测, 可保证工件在夹具上的定位精度, 使本实用新型整体上满足数控中心加工的自动化加工的需求, 如图1, 图2。

图示结构名称:底座1, 定位销操作手柄2, 液压压板机构3, 垫块4, 辅助定位板5, 菱形定位销6, 液压旋转压板机构7, 圆柱销8, 气密检测元件9, 定位销连杆机构10。

4 作用

盘式制动器壳缸体加工的液压夹具创新, 改变了现有技术中的制动器壳缸体的繁琐工序, 提高了加工效率低、加工精度差、劳动强度较大, 为现有的生产工艺及其夹具不能满足盘式制动器壳缸体的生产提供了方便。

参考文献

[1]兴涛, 沈刚, 杨萍.一种天线主面分瓣连接件的设计[J].航空制造技术, 2011 (07) .

[2]李映君.新型轴用并联压电式六维大力传感器的研究[D].大连理工大学, 2010.

[3]单奇艺, 李红波, 吴建林.保证发射架吊挂孔同轴度的定位工装设计[J].航空制造技术, 2010 (08) .

缸体加工篇10

一、系统选型及特点分析

1. 该系统使用的年限较长。I/O和程序都进行过修改, 接线凌乱。图纸、程序等资料和实际情况存在差异, 系统改造风险较大。

2. 现场I/O模块线号模糊不便清理, 又不能全部去掉I/O模块, 以避免影响施工周期。

3. 为了保证生产的稳定和可靠, 应该保证程序不变。

4. 原有系统每个单元都有一个独立的PLC处理器进行控制, 降低了全线停车的故障风险。若将原有几个CPU程序合并到一个CPU里, 程序变动的工作量较大, 且存在一定的风险。

根据以上的分析, 决定选用罗克韦尔自动化公司AB PLC5控制系统取代原PLC2控制器, I/O模块及框架保持原型号继续使用。PLC5控制器与各框架间通过Control Net网络通信连接, 将原有的一台编程电脑更换成Windows平台的工业控制计算机, 并增加一台笔记本编程维护终端, 编程软件使用RSLogix5。

Control Net是新一代自动化控制网络, 满足IEC61158国际工业现场总线标准, 它提供了一种在PLC之间、PLC与I/O子系统之间实现高速的通信方式, 可以支持多达99个节点, 最大网络距离20km, 还可以连接总线型、树型、星型及混合型等不同的网络拓扑结构。该网络集数种网络的优点于一身, 拥有I/O、PLC互锁和信息传输以及在同一网上编程等功能。Control Net采用了生产者/客户 (Producer/Consumer) 模式, 这种模式允许网络上的所有节点同时从单个的数据源取相同的数据。其最主要的特点是系统功能更强、效率更高 (因为数据的发送与客户的数量无关) 、同步化精确 (因为数据同时到达每个节点) 。Control Net具有极强的网络组态及诊断功能, 用户可以从网上任何一个PLC节点的网络编程口进入网络, 对网络进行编程和组态。网络组态软件为图形化WINNT软件, 用户界面友好, 一旦某一节点发生故障可及时发现, 大大提高网络诊断功能。

PLC-5/40C CPU和PLC-5/20C CPU都是使用钥匙开关改变处理器的操作方式。

(1) 运行 (RUN) 。在运行时可以运行程序, 强制I/O和将程序存到磁盘上。实际的输出被激活。在处于运行方式时, 不能建立或删除梯形图文件和数据文件, 也不能通过编程终端或软件改变操作方式。

(2) 编程 (PROG) 。在编程时输出被禁止, 处理器并不扫描程序。可以建立、修改和删除梯形图文件, 下载到EEPROM模块, 存储/恢复梯形图程序。当处于编程方式时, 不能通过编程终端或软件改变操作方式。

(3) 远程 (REM) 。在远程控制时可以通过编程终端软件在远程编程、远程测试和远程运行方式之间转换, 表1是对这些方式的解释。

二、系统结构与配置

1. 缸体深孔加工自动线主系统升级方案。

用PLC-5/40C处理器模块替代原有的PLC2/30处理器, 用1771-ASB网络适配器模块替代1771-AL模块, 取消1771-KA模块。主机架通过CPU上的通道1B (组态为Remote I/OScanner方式) 外带了二个扩展机架、二块Remote I/O模板1771-ASB。

2. 缸体深孔加工自动线子系统升级方案。

用PLC-5/20C处理器模块替代原有的1772-V18或1772-LV (PLC2/15) 处理器模块, 用1771-ASB网络适配器模块替代1771-AL模块, 取消1771-EM模块和1771-KA模块。

通过设置拨码开关, 各个处理器同其远程I/O机架之间采用扫描方式通信、两槽寻址, 从而达到对各个子系统的控制。

缸体深孔加工自动线增加一台在线编程器, 通过Control Net网络与控制系统连接, 进行在线远距离监视程序、I/O、数据, 进行在线上载、修改和下载程序。在线编程器采用DELL台式计算机, 配置一块Control Net网络通信模块1784-PCIC。缸体深孔加工自动线主系统与12个子系统通过处理器的Control Net网络连接, 构成一个完整的系统。系统通过Control Net实现主系统和子系统PLC之间的相互通信, 将以Windows作为平台的工业控制计算机连接到Control Net网络上, 并建立通信, 实现在线监视、故障报警等功能。

三、软件系统

1. PLC程序的升级。

使用专用PLC2升级软件将PLC2程序初步转化为PLC5程序, 然后修改完善补充, 重新修改确认系统配置、系统通信、过程控制、数据文件管理和处理, 增加现场需要的新功能。确保满足升级改造后不减少原有功能。

2. 编程软件RSLogix5。

RSLogix5编程软件是用于编写PLC5系列的程序。它结合了最新技术, 可大幅提高效率、节省开发时间。具有可靠的通信能力、强大的编程功能、诊断和监控能力, 以及运行控制功能。

(1) 自由格式的梯形图编辑器。使用户在书写程序时可只专心于应用程序的逻辑而不必关注语法的对错。

(2) 强有力的工程校验器。用户可根据其创建错误清单, 在方便的时候进行修改。

(3) 拖放式编辑功能。使用户能够在数据文件之间快速移动数据表元素, 在子程序或工程之间快速移动梯级, 或者在一个工程内部的梯级与梯级之间快速移动指令。

(4) 查询和替换功能。能够快速改变特定地址或符号的值。

(5) 工程目录为点击式界面。用户可访问包含在工程目录内的所有文件夹和文件。

(6) 用户数据监视器功能。可同时显示独立的数据元素以观察其间的相互作用。

(7) 柱状图功能。以文本或者时间图表形式监视数据表位或字。