缸體(2S1002011-X2)是一汽集團(tuán)大連柴油機(jī)廠新開發(fā)的一種微型車用柴油發(fā)動(dòng)機(jī)缸體，由于其側(cè)面(凸面)有十幾處大小不一、高低不等的凸臺(tái)，用常規(guī)的銑削加工很不方便。本文介紹一種新型組合機(jī)床——三坐標(biāo)數(shù)控銑床來實(shí)現(xiàn)凸面銑削加工。
工件材料為灰鑄鐵，硬度為HB170～241。
加工前毛坯情況：頂?shù)酌姘刖庸?，以缸體底面及頂面Ⅰ、Ⅲ缸孔為定位銷孔。加工部位的凸面距缸體中心線為144.5(標(biāo)記)，139.5(標(biāo)記)，128.5(不做標(biāo)記的其余凸面處)，加工粗糙度為Ra12.5，加工余量為3～4mm。
切削參數(shù)如下：
v=106.87m/min；
n=540r/min;Sz=0.15mm/z;
S0=0.75mm/r;Sm=405mm/min。
刀具采用f63(Z=5)專用硬質(zhì)合金銑刀。
主電機(jī)選用：
Fz=9.81×54.5×Se×Sz0.74×Sp0.90×Z×d-1.0
式中 Fz——圓周分力(切削力)
Se——切削寬度(最大38mm)
Sz——每齒進(jìn)給量(0.15mm/z)
Sp——銑削深度(4mm)
Z——銑刀齒數(shù)(5齒)
d——銑刀直徑(f63)
Fz=9.81×54.5×38×0.150.74×40.90×5×63-1.0=1389.9(N)
銑削消耗功率為：
Pc=Fzv/60×1000=1389.9×106.87/60×1000=2.48(kW)
銑削功率：
P=1.15Pc=1.15×2.48=2.85(kW)
機(jī)床電機(jī)功率為：
Pm=P/h=2.85/0.75=3.8(kW)
式中 h——機(jī)床效率，h為0.75
機(jī)床總體設(shè)計(jì)。
裝料高度為1160mm；總功率為18kW；輪廓尺寸為4100mm×3000mm×2610mm；總重量為10t；生產(chǎn)節(jié)拍為3.5min/件。
機(jī)床為單面臥式三坐標(biāo)數(shù)控銑床，由底座、夾具、三坐標(biāo)數(shù)控滑臺(tái)組成，單獨(dú)設(shè)置液壓站、電氣柜、空中走線、走管、自動(dòng)上下料等，夾具采用框架式結(jié)構(gòu)，一面兩銷定位方式，液壓夾緊。
自動(dòng)工作循環(huán)如下：
自動(dòng)上料→工件定位→工件夾緊→主電機(jī)啟動(dòng)→Z向快進(jìn)→X向工進(jìn)→Y向工進(jìn)→Z向快進(jìn)→X向工進(jìn)→Y向工進(jìn)→……Z向快退→X向快退(銑頭退至原位)→主電機(jī)停止→工件松開→工件拔銷→自動(dòng)下料。
由于加工的凸面高低不等，動(dòng)力頭須X、Y、Z三向移動(dòng)，為了在執(zhí)行動(dòng)作循環(huán)中不致于損壞機(jī)床，且在機(jī)床各動(dòng)作間實(shí)現(xiàn)互鎖，為此數(shù)控滑臺(tái)設(shè)置“零位”極限開關(guān)。
數(shù)控系統(tǒng)通過對(duì)機(jī)床參數(shù)的調(diào)整，保證了工件加工精度的要求。
該機(jī)床電氣部分，數(shù)控系統(tǒng)選用英特馬達(dá)(INDRAMAT)簡(jiǎn)易數(shù)控系統(tǒng)DKC。
該機(jī)床于1997年10月通過驗(yàn)收，經(jīng)過用戶使用效果良好，完全達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。能適應(yīng)不同規(guī)格工件的加工，生產(chǎn)率大幅度提高。