YX－CK339高效双轴数控车的设计

2013-09-28陈桂芳辛百灵

制造技术与机床 2013年5期

陈桂芳辛百灵

(①三门峡职业技术学院，河南三门峡 472000;②三门峡豫西机床有限公司研究所，河南三门峡 472143)

轮毂是汽车车轮的重要组成部分，是连接制动鼓和半轴凸缘的重要零件。其主要功能:承载汽车的总质量，通过轮胎吸收与缓和汽车行驶时所受到的路面冲击和振荡，保证轮胎与路面良好的附着性能，以提高汽车的动力性、制动性和通过性;产生平衡汽车转向行驶的同时，通过轮胎产生的自动回正力矩，使汽车保持直线行驶;轮毂不但是安装轮胎的骨架，也是将轮胎和车轴连接起来的旋转部件。轮毂分前轮毂和后轮毂，材质有灰铁、球铁、铝合金等。对于载重汽车，一般为球铁轮毂，数量有4个、6个、8个不等。随着汽车产量的不断扩大，人工成本的不断提高，传统的轮毂加工工艺已不适应大批、高效、优质的要求。

1 轮毂

(1)轮毂的结构特点

轮毂的结构特点符合盘套类零件的结构特点，故归结为盘套类零件。轮毂主要由有较高同轴要求的内外圆表面组成，零件的壁厚较小，易产生变形，轴向尺寸一般小于外圆直径。其中多个直径尺寸与轴向尺寸有较高的尺寸精度和表面粗糙度要求。

(2)主要加工表面及技术要求

主要加工表面:端面、台阶内孔、台阶外圆、内、外倒角等;

主要技术要求:孔与外圆一般具有较高的同轴度要求;端面与孔轴线的垂直度要求;内孔表面本身的尺寸精度、形状精度及表面粗糙度要求;外圆表面本身的尺寸、形状精度及表面粗糙度要求等。

(3)加工工艺方法

最常用的加工方法是在普通卧车上加工，加工完一端再掉头加工另一端，加工过程仅一把车刀在工作，加工质量由工人的技术水平决定。这种加工工艺效率低，质量不稳定，劳动强度大。

另一种加工方法是多工位的简易数控车床，一台机床加工一端，另一台加工另一端，加工过程仍然是一把车刀在工作，加工质量由机床自身精度保证。这种加工工艺仅保证了产品质量，降低了劳动强度，但仍然没有解决生产效率问题。

机床采用立式、双轴、排刀式、数控车床的结构形式。采用立式结构是为安装工件方便;采用双主轴结构可提高劳动效率，减少职工人数，降低生产成本，减小机床占地面积，一台机床就可完成轮毂的正反面加工;采用排刀式工艺方法，可使多把刀同时对轮毂不同位置分别进行加工，极大地提高机床的生产效率;采用数控伺服电动机驱动滚珠丝杠完成进给运动，通过合理布置刀具位置，实现多个位置加工使排刀式具备了一定的柔性。机床可配备两套φ500 mm的楔式三爪动力卡盘。机床的两套主轴，各配备一套独立的刀架、变速系统、数控系统、液压系统、工装夹具、刀具辅具、润滑冷却等，为两台单轴机床有机的组合。两根主轴平行作业时，机床在一个全循环中加工完两个相同工序的同样工件。用于顺序作业时，两根主轴分别加工同一工件两面不同的工序。机床在一个全循环中，加工完一个两面均需加工的完整工件。机床采用整体化设计，液压站和电控柜固定在机床后部，整齐美观，方便运输。机床总体结构如图2所示。

机床动作:吊装工件—自动夹紧—自动车孔、端面、外圆—加工停止，夹具松开—吊卸工件。

2 机床主要部件设计

2.1 双主轴箱设计

本主轴箱采用完全对称的结构，如图3所示，其传动完全独立，均由变频主电动机通过变速箱带动主轴旋转。采用变频电动机是为适应加工工件线速度变化的要求。主轴端部设连接盘可与线连接，也可与专用工装夹具相连接。主轴中心设夹紧油缸，为实现自动夹紧提供动力。主轴箱设排屑口，其下面连接自动排屑器，将切屑自动排入集屑小车。主轴箱中部设挡板，将两轴隔开，方便两轴同时加工和分别加工。