解析发动机制造中的高速加工
随着新的工艺不断采用,超硬材料刀具、涂层刀具与合金材料刀具的不断开发,高速加工在普通加工中也变得愈发重要。发动机制造中的高速加工中心、高速外铣及CBN砂轮高速磨削等应用十分普遍。
发动机制造业在高速加工的应用中以电主轴实现主轴高速和以直线电机实现高直线移动速度为主要特征,目的是用高主轴转速和高速直线进给运动的单主轴加工中心来替代多主轴但难以实现高主轴转速和高速进给的组合机床。主轴最高转速一般可达60000r/min,最大进给速度100m/min左右。电主轴融合了许多尖端技术,如一般采用复合陶瓷材料或电磁悬浮的高速轴承、高速电机技术、定时定量油气润滑以及自动换刀装置等。也有一些公司为降低成本,不用直线电机,而采用中空通冷却液、加大直径和加大导程的滚珠丝杆。
上汽通用五菱发动机工厂采用高速加工中心、CBN砂轮等高性能机床,实现了高速铣削加工和磨削加工。
铣削加工
目前发动机中缸体、缸盖大平面加工一般使用铣削技术。以铸铁材料的缸体在高速铣削加工中心上的铣削加工为例,采用了立方氮化硼(CBN)刀片,其切削速度可达到700~1500m/min。
高速铣削加工中心
铣削的生产效率大大提高。对于铝合金材料的缸盖,则采用面铣刀进行高速切削加工。采用PCD刀片,铣刀直径逐渐缩小,并向多工位复式加工发展。
上汽通用五菱发动机工厂采用德国MAG公司的EX-CELL-O高速铣削加工中心,在发动机缸体缸盖线总共布置了104台。该加工中心结构,X轴的加工范围为0~630mm,Y轴的加工范围为0~630mm,Z轴的加工范围为0~710mm,B轴可实现306°旋转,W轴为带有20个刀位的刀库和相应的钻头折断检查装置。主轴为Weiss电主轴,转速无极可调,最大16000r/min,驱动功率30kW,使用免维护内冷刀柄,拉紧力达18000N,用永磁芯片跟踪刀具寿命、尺寸及补偿量等信息。设备附带安装了自动冷却站、切削废屑冲洗回收装置,可消除切屑飞散造成的机械故障,减轻机床清洁保养作业的强度,从而提高设备运转率。
缸体、缸盖线的铣削、钻孔、攻丝加工工艺全部由这104台EX-CELL-O加工中心完成。
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