1. 產(chǎn)品亮點
通用技術(shù)集團(tuán)昆明機(jī)床股份有限公司KHAXLE630×2臥式雙面車橋加工中心,采用先進(jìn)的機(jī)械、電氣、液壓、氣動等技術(shù)設(shè)計制造而成,具有自動化程度高、性能優(yōu)良、精度及生產(chǎn)效率高等特點。
將車橋橋殼固定在液壓夾具上(一次裝夾),通過兩端主機(jī)平旋盤高速旋轉(zhuǎn),同時完成橋殼軸頭的內(nèi)孔、外圓、肩面、法蘭、螺紋、圓弧形錐度面等部位的粗、精加工。機(jī)床加工精度與生產(chǎn)效率高,性價比高,是車橋橋殼加工的優(yōu)選設(shè)備。機(jī)床配置自動換刀系統(tǒng)、工件檢測系統(tǒng)、除霧裝置、自動開合操作門、整機(jī)防護(hù)等,較高的自動化程度滿足后期組線要求。
2. 結(jié)構(gòu)特點
兩臺臥式加工中心對置布局,門式正掛主軸箱,中間為固定工作臺,液壓夾具安裝在固定工作臺上,十字滑臺沿床身導(dǎo)軌縱向移動,立柱沿十字滑臺導(dǎo)軌橫向移動,主軸箱沿立柱導(dǎo)軌上下移動,刀座滑塊在平旋盤上徑向移動,機(jī)床主運(yùn)動為平旋盤旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(SP1、SP2軸),八個運(yùn)動坐標(biāo)軸分別是:立柱橫向移動(X1、X2坐標(biāo)軸)、主軸箱垂直移動(Y1、Y2坐標(biāo)軸)、十字滑臺縱向移動(Z1、Z2坐標(biāo)軸)、平旋盤滑塊移動(U1、U2坐標(biāo)軸)。
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(1)平旋盤主軸箱
主軸箱體為緊湊箱型鑄件,采用FEA有限元分析和優(yōu)化得到最優(yōu)強(qiáng)度和最輕重量。SP1、SP2主軸采用高精度高速平旋盤,配置恒溫油冷卻系統(tǒng),確保工作時溫升低,熱變形小,加工精度高。主電機(jī)驅(qū)動二擋變速齒輪箱,帶動SP1、SP2軸實現(xiàn)10-630r/min轉(zhuǎn)速范圍。
(2)直線運(yùn)動進(jìn)給機(jī)構(gòu)
采用伺服電機(jī)與滾珠絲杠副直聯(lián)驅(qū)動方式,傳動鏈短,傳動間隙小,精度高,Y軸采用液壓油缸平衡主軸箱重量,動態(tài)響應(yīng)特性好,Y軸伺服電機(jī)帶抱閘制動功能,防止意外斷電時主軸箱下墜。
(3)在機(jī)工件檢測系統(tǒng)
兩臺主機(jī)均設(shè)有雙測頭,雙測頭采用“倒U形”布局,由氣缸驅(qū)動伸出或縮回,通過機(jī)床直線軸移動實現(xiàn)工件(車橋橋殼)的在機(jī)檢測,從而進(jìn)一步簡化工序,提高生產(chǎn)效率。
(4)液壓夾具
液壓夾具安裝于固定工作臺上,配置液壓、氣動等動力實現(xiàn)工件夾緊、松開及工況檢測。通過調(diào)整液壓夾具相關(guān)部件可快速滿足十多種規(guī)格橋殼零件的定位和夾緊。
(5)機(jī)床安全防護(hù)裝置
全封閉式整機(jī)防護(hù)罩以及各導(dǎo)軌、測頭,防護(hù)完備、安全可靠,滿足機(jī)床強(qiáng)力切削、大流量切削液、沖屑功能要求,配置除霧裝置、自動開關(guān)機(jī)構(gòu)等,確保機(jī)床安全、高效、長期運(yùn)行。
3. 技術(shù)亮點
(1)創(chuàng)新設(shè)計
兩臺臥式加工中心對置布局,中間為固定工作臺,液壓夾具安裝在固定工作臺上,兩臺主機(jī)與工作臺共用整體床身,主運(yùn)動為平旋盤旋轉(zhuǎn)運(yùn)動,進(jìn)給運(yùn)動為X1、Y1、Z1、U1、X2、Y2、Z2、U2八個軸。
橋殼一次裝夾,高精度平旋盤高速車削完成法蘭、螺紋、軸承位的粗精加工,軸頭的尺寸精度、形位精度與粗糙度較好達(dá)到“以車代磨”的要求,螺紋、法蘭對軸承位的同軸度提高一倍。可調(diào)整的液壓夾具、可徑向移動的平旋盤滑塊(U1、U2軸),適應(yīng)十多種規(guī)格橋殼的加工。
整機(jī)加工效率提高了40-50%,換產(chǎn)時間從原3小時縮短至50分鐘,單班操作人員由3人減至1人,占地面積僅為原3臺機(jī)床的50%,較高的自動化程度滿足后期組線要求。
(2)平旋盤主軸箱創(chuàng)新設(shè)計
由主軸電機(jī)、二檔變速齒輪箱、主軸箱箱體、平旋盤部件等組成,平旋盤直徑500mm,轉(zhuǎn)速范圍10-630r/min,額定扭矩470Nm;配置刀具外冷、內(nèi)冷、恒溫油冷卻等功能,減小加工過程中的切削熱量,保證零件加工精度、刀具使用壽命等。
(3)在機(jī)工件檢測系統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計
兩臺主機(jī)均設(shè)有雙測頭,雙測頭采用“倒U形”布局,移動距離短,檢測速度快。兩端檢測系統(tǒng)同時檢測軸頭直徑尺寸,將檢測結(jié)果與圖紙比較,調(diào)整后續(xù)程序,確保加工質(zhì)量。工件測量系統(tǒng)工作時,由氣缸將測頭推出,待機(jī)時縮回,測頭防護(hù)裝置關(guān)好,避免受到切削液與鐵屑污染。
(4)整機(jī)裝配工藝創(chuàng)新設(shè)計
采用共用基準(zhǔn)校正方法以及精密刮研技術(shù),確保兩臺主機(jī)的床身三線軌大扭曲和平行的方向一致,保證對置主機(jī)移動的相互平行及精度。通過設(shè)計專用絲杠定位工裝,減少配合間隙的影響,提高絲杠軸承座安裝精度。
采用自下而上的裝配精度控制方法,確??傃b精度的一次性合格。采用專用位置量具對液壓夾具調(diào)整后的位置進(jìn)行測量,確保夾具各夾持位置準(zhǔn)確可靠。
(5)技術(shù)水平
針對車橋橋殼軸頭高效加工的專用設(shè)備,暫無國內(nèi)外同類型機(jī)床可以對比,經(jīng)“廣東省科學(xué)技術(shù)情報研究所”國內(nèi)查新,未見相關(guān)文獻(xiàn)報道,屬于國內(nèi)首創(chuàng)自主研發(fā)創(chuàng)新成果,處于國內(nèi)領(lǐng)先水平。
該設(shè)備自動化、柔性化程度較高,可靠性好,能滿足用戶當(dāng)前加工需求,并具有擴(kuò)展空間,可滿足后期的組線需求。
4. 圍繞該產(chǎn)品所開展的技術(shù)創(chuàng)新工作
針對車橋橋殼加工工藝、產(chǎn)能需求進(jìn)行分析及優(yōu)化,選取最優(yōu)的工藝方案,研發(fā)一款能裝夾多規(guī)格橋殼零件,實現(xiàn)以車代磨加工橋殼軸頭的設(shè)備,為用戶提供整體解決方案。
(1)創(chuàng)新研發(fā)臥式雙面加工中心加工橋殼軸頭
采用雙面對置式臥式加工中心,配置高速高精度平旋盤,使非對稱長回轉(zhuǎn)體工件旋轉(zhuǎn)變?yōu)榈毒咝D(zhuǎn),實現(xiàn)“以車代磨”,一次裝夾兩端同時加工完成所有工序,取代以前采用3臺機(jī)床“鏜內(nèi)孔→車軸頭及法蘭→磨軸頭軸承位”的加工工藝。大大提高生產(chǎn)效率及加工精度,同時減少人員、占地和能耗。自動開關(guān)操作門、工件在機(jī)檢測、可調(diào)整的液壓夾具的設(shè)計應(yīng)用,提高了機(jī)床的自動化程度。
(2)創(chuàng)新設(shè)計高速平旋盤以車代磨加工橋殼軸頭
平旋盤刀座沿滑塊導(dǎo)軌徑向移動實現(xiàn)不同尺寸軸頭的加工,主電機(jī)通過二檔減速箱驅(qū)動平旋盤旋轉(zhuǎn),帶動其上的刀座和刀具高速旋轉(zhuǎn),實現(xiàn)“以車代磨”的目的。平旋盤隨著滑臺、立柱以及主軸箱的直線運(yùn)動移動到不同位置實現(xiàn)不同規(guī)格橋殼各個位置的加工。
(3)創(chuàng)新設(shè)計液壓夾具實現(xiàn)不同規(guī)格橋殼的裝夾
液壓夾具由夾具底板、琵琶孔定位裝置、法蘭壓緊裝置(含圓管抱緊裝置)、輔助夾緊裝置、測頭檢具、位置校正檢具、供油分配器七大組件構(gòu)成,通過調(diào)節(jié)各夾持機(jī)構(gòu)位于底板上的相應(yīng)位置,可實現(xiàn)不同規(guī)格橋殼的定位與夾緊(目前可實現(xiàn)十多種規(guī)格的工件),使用夾具專用位置檢測量具進(jìn)行位置確認(rèn)以保證夾具各夾持位置的準(zhǔn)確可靠。該夾具利于不同規(guī)格產(chǎn)品換產(chǎn),以及尺寸在工作范圍內(nèi)的新產(chǎn)品試制。
(4)創(chuàng)新設(shè)計工件在機(jī)檢測系統(tǒng)
兩臺主機(jī)均設(shè)有雙測頭,雙測頭采用“倒U形”布局。在檢測橋殼軸頭直徑尺寸時,氣缸推出測頭后直線軸移動將雙測頭移動到需檢測軸徑兩側(cè),通過左右移動取值對直徑進(jìn)行測量計算,雙測頭的使用減少在測量過程中測頭的移動距離,提高檢測效率。檢測數(shù)據(jù)與圖紙尺寸比對確認(rèn)零件加工是否合格、刀具是否磨損以及加工程序是否需要修改,從而大大縮短零件加工后的精度檢測時間。
5. 產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域及產(chǎn)業(yè)化前景
橋殼通常采用3臺機(jī)床加工,工藝為“鏜內(nèi)孔→車軸頭及法蘭→磨軸頭軸承位”,法蘭、螺紋與軸承位在兩臺機(jī)床上加工,法蘭與螺紋相對軸承位的同軸度、垂直度不易控制。車橋規(guī)格種類眾多、市場需求變化快,需經(jīng)常換產(chǎn),原工藝換產(chǎn)時間較長,小批量生產(chǎn)時換產(chǎn)時間超過加工時間,效率低、勞動強(qiáng)度大,影響交貨周期。在新產(chǎn)品小批量試制時,原設(shè)備難以適應(yīng)。
響應(yīng)新型工業(yè)“專精特新”的發(fā)展要求及市場需求,公司研發(fā)的KHAXLE630×2臥式雙面車橋加工中心,可用于十多種重卡車橋橋殼的加工,提高生產(chǎn)效率,縮短換產(chǎn)時間。
用戶使用后反饋:該機(jī)床一次裝夾、以車代磨完成軸頭全部位置加工,與原三道工序加工方法相比,加工效率提升40-50%,法蘭、螺紋與軸承位同軸度提高一倍,換產(chǎn)時間大幅縮短,工件在線檢測裝置還解決了零件精度檢測問題,進(jìn)一步提高了效率。
KHAXLE630×2臥式雙面車橋加工中心以創(chuàng)新的理念及領(lǐng)先的技術(shù)得到了客戶的高度關(guān)注,市場及產(chǎn)業(yè)化前景廣闊。