缸体不同角度曲轴瓦面斜油孔加工方式创新

崔万成

摘 要：介绍一种新的缸体不同角度曲轴瓦面斜油孔加工方法，降低劳动强度，大幅提高生产效率。

关键词：不同角度;斜油孔;生产效率

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.04.010

气缸体曲轴瓦面斜油孔是润滑油的通道，油孔深度和直径比值大于10，属深孔加工，加工效率低。

以我司某缸体为例，曲轴瓦面斜油孔有10根，其中5根通主油道，与缸孔中心线夹角25.5°，另外5根是通凸轮轴孔，与缸孔中心线夹角34°。该型号缸体曲轴瓦面有两种不同角度的润滑斜油孔，加工时间比较长，是生产线上的瓶颈工序。

曲轴瓦面斜油孔常用加工方式以摇臂钻、加工中心通用设备为主。通用设备均是单孔逐个加工，效率偏低。

我司該型号缸体月产量3000台左右，缸体生产线以组合专用机床为主，加工中心为辅。组合专用机床用滚道连接，缸体直线输送，采用平行加工和顺序加工相结合的方式。结合我司生产线特点、气缸体曲轴瓦面斜油孔加工要求，我司自行设计曲轴瓦面斜油孔组合机床。

1 组合机床结构

组合机床是立式结构，动力滑台垂直进给，滑台上的动力箱连同多轴箱切削头实现主切削运动。多轴箱共计10根主轴，其中5根加工通凸轮轴孔的斜油孔，另外5根加工通主油道的斜油孔。工装夹具是旋转结构，切削刀具是普通的高速钢钻头，加工位置由钻模板上的导向引导套引导。工装夹具采用一面两销定位，上顶式液压楔铁夹紧。楔铁夹紧机构具有自锁功能，夹紧工件后，楔铁机构自锁，夹紧牢固。组合机床有三个工位，分别是加工一工位，加工二工位，装卸工位。

立式旋转三工位曲轴瓦面斜油孔组合专机如图所示：

加工一工位钻与缸孔中心线夹角34°的通凸轮轴孔的斜油孔，加工二工位钻与缸孔中心线夹角25.5°的通主油道的斜油孔。装卸工位，输送缸体。

立式旋转三工位组合专机的起始工位是装卸工位。此工位安装在支架上的定位油缸（03）推动定位插销（04）插入夹具体（05）定位销孔，防止夹具体旋转。夹具体（05）位置固定后，气缸体沿着输送滚道输送到定位夹紧位置。

加工一工位是定位油缸（03）后退，拔出夹具体（05）的定位插销（04），夹具体（05）在旋转控制机构作用下绕着旋转轴（02），逆时针旋转34°到加工一工位。夹具体在重力作用下底部与死挡（08）面贴合，同时旋转控制机构液压油缸保持压力。动力滑台（01）工进，多轴箱（06）同时钻5根与缸孔中心线夹角34°通凸轮轴孔的斜油孔。

加工一工位钻孔结束，动力滑台带动多轴箱（06）快退到安全位置，在旋转控制机构作用下夹具体（05）绕着旋转轴（02），顺时针旋转59.5°到加工工位二。夹具体在重力作用下底部与死挡（09）面贴合，同时旋转控制机构液压油缸保持压力。动力滑台（01）工进，多轴箱（06）同时钻5根与缸孔中心线夹角25.5°通主油道的斜油孔。

加工二工位钻孔结束后，夹具体逆时针旋转25.5°到装卸工位。安装在支架上的定位油缸（03）推动定位插销定位插入夹具体（05）定位销孔，固定夹具体。上顶式液压楔铁夹紧机构松开，缸体沿着滚道输送到下一加工设备。

夹具体从装卸工位状态旋转到加工工位一状态以及从加工工位一旋转到加工工位二状态，旋转过程要控制且保持匀速旋转状态，不能因夹具体倾斜，重心偏移造成加速旋转。如果出现加速旋转，冲击力铰大，容易造成夹具体疲劳断裂或者夹具定位精度不准，油孔加工偏斜。

2 旋转控制机构选择

通常旋转控制机构有齿轮减速机构、涡轮蜗杆机构、伺服电机控制以及齿轮齿条机构。齿轮减速装置结构简单，能实现旋转控制，但空间占比大。伺服电机虽然能控制旋转，但其工作环境要求高，维护成本高，不宜采用。涡轮蜗杆机构结构简单，蜗杆与电机连接，电机转速快，涡轮转速快，夹具体绕旋转轴旋转速度也快，碰到死挡对夹具体冲击大，扭矩瞬间增大，容易烧坏电机。如果电机与蜗杆之连接减速机构，则空间占比大，对于空间相对小的夹具体而言，不适用。

齿轮齿条机构，首先结构简单，齿条直线运动带动齿轮旋转，齿条可以与油缸活塞杆直接连接。其次，小行程、大旋转。旋转齿轮m=3，Z=30，齿轮的每齿间夹角θ=360°/30=12°。夹具体从加工工位一旋转到加工工位二，旋转角度是59.5°，旋转齿数δ=59.5°/12°≈5，旋转齿轮转过5个齿就能把夹具体从加工一工位旋转到加工二工位。第三，液压油缸控制，工作环境要求低，维护费用低。第四，液压油几乎没有压缩性，液压油缸进出油路加电磁节流阀，能够有效控制液压油油压和流速，实现旋转的匀速和可控。

3 组合机床优点

立式旋转三工位曲轴瓦面斜油孔组合机床与传统加工方式比较，优点：（1）一次装夹，完成两种不同角度斜油孔加工;（2）同步加工各孔，提高生产效率;（3）工装采用通过式，与后续加工设备滚道连接;（4）工件装卸方便;（5）保养维护成本低;（6）减轻劳动强度;（7）占地面积小，节约空间。