發(fā)動機曲軸加工機床的高效專用性，是曲軸制造裝備的一大典型特征。“高效專用”對機床的基本要求是高剛度、高速度和大功率。高效專用機床的基本特征是“量體裁衣”型，即按照用戶需要提供個性化產(chǎn)品。
整體解決方案要求
高效專用機床屬于“精益機床”，去除冗余功能，具有高效率和極強的針對性特點。現(xiàn)代高效專用機床的供貨方式是整體解決方案。整體解決方案有如下要求：
1．要求從設備研制到投產(chǎn)后都采用協(xié)同工程——與上下游合作伙伴(供應商)及用戶，通過異地設計建立動態(tài)聯(lián)盟。聯(lián)合研制貫穿于全過程，為用戶服務貫穿于產(chǎn)品全生命周期。
2．要求供貨商熟悉用戶產(chǎn)品(包括預測中期發(fā)展的新產(chǎn)品)，熟悉用戶工藝，具有編程能力、設備優(yōu)化使用能力、工藝裝備成套能力和集成能力，即可將工藝系統(tǒng)、物流系統(tǒng)和信息系統(tǒng)集成為制造單元及相應的人員培訓。
3．要求供貨商具備自主技術創(chuàng)新能力，提供的不僅是全面的，還必須是當代技術水平可達到的“最佳”方案。促使供貨商實現(xiàn)用戶需求“拉動”的自主創(chuàng)新。同時，與用戶聯(lián)合研制過程中積累的多個創(chuàng)新，為開發(fā)的產(chǎn)品“原創(chuàng)性”打下基礎。
4．還要求供應商具備經(jīng)濟分析能力，能夠根據(jù)用戶資金(包括動態(tài)資金)，提出幾個方案及報價，并且為用戶提出投資回報周期及盈利分析。
5．要求用戶提供擬加工工件圖紙或他們的典型工件圖紙和技術要求；提出應達到的生產(chǎn)率(單件加工工時)和質(zhì)量水平(均應適當高出現(xiàn)有的水平)；工件在本機床加工前后工序的情況，使得機床一到廠即可立即投入生產(chǎn)，而且加工效率和加工質(zhì)量均能立刻穩(wěn)定可靠地符合或高于用戶原來提出的要求，迅速創(chuàng)造效益。
典型曲軸高效專用機床應用三例
1.數(shù)控車-車拉機床
車拉技術起源于美國的一項技術專利，在曲軸加工中逐漸得到發(fā)展。目前的發(fā)展較為普遍，在國外大量用于半精加工曲軸的主軸頸和連桿軸頸加工中。車拉技術加工形式可分為3種：直線車拉、內(nèi)環(huán)刀具旋轉(zhuǎn)車拉和外環(huán)刀具旋轉(zhuǎn)車拉。車拉工藝大約在1983年左右開發(fā)出來，從1983～1988年短短的5年中，車拉工藝從直線式發(fā)展成回轉(zhuǎn)式，到1988年發(fā)展到車－車拉工藝，到目前為止其拉削方法也逐步改為梳刀工藝代替，其主要特點有：一次設定能完成所有同心圓的車削，具有在同一臺機床上完成車-車拉加工、高效率、通過使用特殊卡盤和刀具系統(tǒng)實現(xiàn)柔性加工以及機床保養(yǎng)簡便、維護成本低等優(yōu)點，特別適用于平衡塊側(cè)面不需加工、軸頸有沉割槽的曲軸。其中拉削工藝可用高效的梳刀技術代替，梳刀加工通常放到該工序的最后工步，通過微量的徑向進給和縱向車削實現(xiàn)高速精加工。采用梳刀工藝具有精度高、效率高、切屑易清理和軸向進刀量小等優(yōu)點。
2.數(shù)控高速外銑機床
20世紀90年代中期開發(fā)出來的CNC高速外銑技術，它對平衡塊側(cè)面需要加工的曲軸，比CNC車削、CNC內(nèi)銑和車-車拉的生產(chǎn)效率還要高。以四拐曲軸為例：CNC車-車拉工藝加工連桿軸頸要二道工序，而CNC高速外銑只要一道工序就能完成(應用工件回轉(zhuǎn)和銑刀進給伺服連動控制技術，可以一次裝夾不改變曲軸回轉(zhuǎn)中心隨動跟蹤銑削曲軸的連桿軸頸)，具有以下優(yōu)點：切削速度高(可高達350m/min)、切削時間較短、工序循環(huán)時間較短、切削力較小、工件溫升較低、刀具壽命高、換刀次數(shù)少、加工精度更高以及柔性更好。所以CNC高速外銑將是曲軸主軸頸和連桿軸頸粗加工的發(fā)展方向。
3.數(shù)控內(nèi)銑機床
數(shù)控內(nèi)銑是20世紀80年代中期出現(xiàn)的工藝，數(shù)控內(nèi)銑加工性能指標要高于普通外銑加工，尤其是對于鍛鋼曲軸，內(nèi)銑更有利于斷屑、剛性特別好。數(shù)控內(nèi)銑銑削工藝是目前國際上曲軸連桿頸粗加工先進的加工方法之一，尤其是大功率鍛鋼曲軸的加工內(nèi)銑工藝更是首選。內(nèi)銑機床有多種加工形式，使用最多的是曲軸固定型數(shù)控曲軸內(nèi)銑加工工藝，主要特點是：生產(chǎn)效率高、加工精度好、適用范圍廣和柔性好，其具有代表性的工藝裝備有德國HELLER公司開發(fā)的數(shù)控曲軸內(nèi)銑機床系列。其主要功能特點有：曲軸固定后不動，銑刀跟隨連桿頸銑削；機床床身為復合材料一體化結(jié)構(gòu)；工件兩端電子同步電動機旋轉(zhuǎn)驅(qū)動；具有干式切削、加工精度高和切削效率高等特點。控制系統(tǒng)可通過輸入零件的基本參數(shù)，即可生成自動加工程序。
典型曲軸高效專用機床的合理應用
曲軸高效專用機床也有它的加工局限性，只有合理應用合適的加工機床，才能發(fā)揮出曲軸加工機床的高效專用性，從而提高工序的加工效率。
1．當曲軸軸頸有沉割槽時，數(shù)控內(nèi)銑機床不能加工；如果曲軸軸頸軸向有沉割槽時，數(shù)控高速外銑機床和數(shù)控內(nèi)銑機床均不能加工，但數(shù)控車-車拉機床能很方便地加工。
2．當平衡塊側(cè)面需要加工時，數(shù)控內(nèi)銑機床應當為首選機床，因為內(nèi)銑刀盤外圓定位，剛性好，尤其適用于加工大型鍛鋼曲軸；此時不適合用數(shù)控車-車拉機床，因為在曲軸的平衡塊側(cè)面需要加工的情況下，采用數(shù)控車-車拉機床加工，平衡塊側(cè)面是斷續(xù)切削，且曲軸轉(zhuǎn)速又很高，在這種工況下，崩刀現(xiàn)象比較嚴重。
3．當曲軸的軸頸無沉割槽，且平衡塊側(cè)面不需加工時，原則上幾種機床都能加工。當加工轎車曲軸時，主軸頸采用數(shù)控車-車拉機床，連桿頸采用數(shù)控高速外銑機床則應成為最佳高效加工選擇；當加工大型鍛鋼曲軸時，則主軸頸和連桿頸均采用數(shù)控內(nèi)銑機床比較合理。
曲軸可以分為體形較大的鍛鋼曲軸和輕量化的轎車曲軸，鍛鋼曲軸軸頸一般無沉割槽，且側(cè)面需要加工，余量較大；轎車曲軸一般軸頸有沉割槽，且側(cè)面不需要加工。因此可以得出結(jié)論：加工鍛鋼曲軸采用數(shù)控內(nèi)銑機床，加工轎車曲軸主軸頸采用數(shù)控車-車拉機床，連桿頸采用數(shù)控高速外銑機床是比較合理的高效加工選擇。
如果您有機床行業(yè)、企業(yè)相關新聞稿件發(fā)表，或進行資訊合作，歡迎聯(lián)系本網(wǎng)編輯部， 郵箱：skjcsc@vip.sina.com
