淺談cy2108氣缸體頂面和底面多孔加工組合機床的設計

王 夏

（南寧機械廠，廣西 南寧 530003）

機械制造業是一個國家經濟發展的重要支柱。而制造業的生產能力主要取決于制造裝備——機床的先進程度。組合機床兼有低成本和高效率的優點，在大批、大量生產中得到廣泛應用，并可用以組成自動生產線，組合機床主要由臥式底座、中間底座、液壓滑臺、動力箱、多軸箱等組成。

本企業主導產品是單缸柴油機，主要用于配套農業機械，隨著市場經濟的發展，在進一步拓展傳統單缸柴油機業務的同時，確立了以先進環衛機械和可再生能源動力機械為主、農業機械和通用機械為輔的發展戰略，為此本企業與某大型內燃機企業聯合設計投產一條cy2108氣缸體生產線，該生產流水線由多臺組合機床與普通通用設備共37臺組成完成cy2108氣缸體所有加工工序。

1 制定工藝方案

cy2108氣缸體結構復雜，精度要求高，該零件選用的材料為HT250，具有較高的強度、耐磨性、耐熱性及減震性，切削性能良好，其加工品質直接影響cy2108內燃機整機性能。cy2108氣缸體頂面和底面工序加工是整條生產流水線的關鍵工序，因為后續加工的“一面兩孔”定位基準的兩個孔由該工序加工，兩定位孔準16+0.018加工精度與位置度要求高，為確保上述要求，兩定位孔的鉆孔和鉸孔加工要在同一設備上一次裝夾完成。同時cy2108氣缸體頂面和底面工序共有各種孔加工25個，其中底面曲軸蓋分開面6-M16-4H螺孔，深48 mm加工難度最大，因為孔深48 mm距底面平面還有75 mm，這樣孔的總深度就達到133 mm，遠大于6倍直徑的要求，歸屬難度較大的深孔加工，同時6-M16-4H螺孔口端還有6-準22R7深10 mm的曲軸蓋定位銷孔，其粗糙度和精度要求高，也要求一次裝夾完成鉆孔和鉸孔加工，兩關鍵點在同一面加工給組合機床設計增加了難度。

從上述工藝分析如將鉆孔和鉸孔加工分開進行，兩次裝夾后將影響各關鍵孔的精度與位置度要求，同時要增加一臺組合機床，要設計投產一條生產規模為單班年產1.8萬cy2108氣缸體生產線，承擔加工鉆孔和鉸孔兩道工序的頂面和底面雙面組合機床的生產節拍，直接影響著整條生產線的加工速度。因此，組合機床就成為生產線的核心，要達到最好效果也就要在工藝以及刀具、模具和組合機床設計上進行改進。

2 組合機床總體設計

cy2108氣缸體頂面和底面加工工序采用三個平面進行定位，其中主要的定位面與cy2108氣缸體設計基面重合，加工出來的兩定位基準孔符合全生產線的“一面兩孔”定位要求。

2.1 夾具與模具設計

夾具采用左右固定鉆模板框架結構，人工裝卸工件，手工定位和夾緊。由于6-M16-4H螺孔是距底面平面還有75 mm的凹面，在設計鉆模時考慮鉆模導套端面距工件不應大于鉆頭直徑，于是鉆模板要在底面平面前凸55~60 mm。本組合機床設計是兩道工序在一臺設備上完成，鉆模導套要同時適用鉆頭和鉸刀，為此6-M16-4H螺紋底孔采用GB1440-1985，準22.5加長錐柄麻花鉆設計成復合鉆頭，一次將6-M16-4H螺紋底孔和準22R7的擴孔尺寸加工完成，準22R7深10 mm的曲軸蓋定位銷孔鉸刀也同樣設計適用于鉆模導套，其材料為T10A并進行熱處理保證鉆模導套的剛性和耐磨性。在加工完成螺紋底孔后手工更換鉸刀即可，從而保證了工件的精度要求。

2.2 主軸箱體設計

左右主軸箱采用計算機輔助優化設計，計算和精確地標出各傳軸的坐標座位，底面加工有15根主軸，傳動軸有22根；頂面加工有10根主軸，傳動軸有14根；主軸與傳動軸之比為1：1.2，結構緊湊，達到較高的設計水準。本工序以鉆孔為主，切削量較大，為減輕主軸箱內齒輪和各軸的負荷，避免失效，為此采用多路傳動形式。

主軸箱動力采用機床通用件TW33動力箱，液壓滑臺為TW33A-11，滑臺底座為TW33A-10，主軸箱體由本企業MAZA臥式加工中心生產并達到設計精度要求，夾具底座鉆模板框架夾緊結構設計出圖自制，大大縮短制造周期。

電氣上采用先進的PLC技術構成控制系統，與傳統的繼電接觸器系統相比，可減少電氣接線及開關接點，大大地降低故障，并可自我檢測故障，出故障時及時發出警報。此外，還設有互鎖程序，使一面滑臺工進完成時，另一面可繼續工進，完成整個工序的加工，應用PLC控制系統使本組合機床具有更高的可靠性和更好的穩定性。

3 結束語

該組合機床與其他機床配套制造完成，即可形成生產線批量投產，月可完成生產cy2108氣缸體1 500臺，可創工業產值130多萬元，加工精度達到設計要求，使用效果良好，該生產線的投入使用又是我廠經濟增長的一個亮點。

[1]孟少農.機械加工工藝手冊：第三冊[M].北京：機械工業出版社，1992.

[1]大連組合機床研究所.組合機床設計：第一冊[M].北京，機械工業出版社1976.

[1]成大先.機械設計手冊（單行本）：液壓傳動[M].北京：化學工業出版社，2010.