高速銑削汽缸頭表面組合機床的設計

【摘要】為了提高汽缸頭表面加工質量，須設計高轉速、高剛性、高效率且經濟的專用組合銑床。文中主要論述了高速銑床總體設計方案、機床主要機械部件設計方案、冷卻系統(tǒng)及電氣系統(tǒng)的設計方案。

【關鍵詞】高速銑；組合機床

1、前言

當今社會，隨著摩托車、汽車等制造業(yè)的迅猛發(fā)展，鋁制品的使用越來越廣泛，質量要求也越來越高，特別是許多鋁件表面粗糙度要求低于0.2（接近鏡面），且表面不得有刀痕。而普通銑床或圓臺銑床的主軸轉速低（小于2500r/Min）、剛性差、效率低，加工鋁件表面光潔度難以達到圖紙要求，而加工中心功能復雜、造價高，故設計高轉速、高剛性、高效率、低價格的專用銑削組合機床，就成了企業(yè)的迫切需要。

本次設計的高速銑床用于精密加工摩托車發(fā)動機汽缸頭大平面。本高速銑床具有通用性，換上不同的工裝夾具，可以加工其它鋁件或鋼件平面（如摩托車發(fā)動機缸體，左右箱體，汽車缸體，汽車缸蓋等）。鋁件加工余量小于3mm，鋼件加工余量小于1mm，加工寬度小于280mm，其它參數(shù)見機床總體設計方案。

2、機床總體設計方案

2.1缸頭平面加工精度要求

3.4數(shù)控工作臺設計

本高速銑的工作臺只沿X軸作往復直線運動。直線導軌安裝方式有點特殊，即滑塊固定在床身上（不移動），而直線導軌安裝在工作臺上（隨工作臺往復移動）。工作臺位于中位時，左右移動最大行程為300mm。滾珠絲桿支承座和步進電機支座分別安裝在床身兩邊加工后的平面上，如圖6所示。

3.5銑刀設計

在高速銑床中，面銑刀是切削加工件的重要部件。因為面銑刀具有多個切削刃，且銑床在工作時具有很高的速度，因而銑刀切削零部件的工作效率很高。本設計根據(jù)圖7資料，選用銑刀型號ZMA（B）200，詳細參數(shù)如下：

4、電氣系統(tǒng)的設計

本機床電氣控制的主要部件為：1）控制銑削頭旋轉運動的三相異步電機；2）控制工作臺往復移動的步進電機；3）冷卻油泵；4）潤滑泵。

由上可知，本機床電氣控制內容不復雜，從經濟實用性出發(fā)，選用廣州單軸數(shù)控系統(tǒng)。

5、機床冷卻潤滑方案設計

由于銑刀盤直徑大，轉速高，在銑削力作用下，軸承發(fā)熱量大，需要設計專用冷卻油箱裝置，在銑削頭箱體內通過循環(huán)冷卻油，帶走軸承高速旋轉產生的熱量，減少主軸熱變形，提高加工精度。

對于數(shù)控滑臺直線導軌和螺母滾珠絲桿副的潤滑冷卻，這里選取貝奇爾集中潤滑系統(tǒng)比較合理。

6、結束語

本文主要對高速銑床行了深入的研究和設計，解決了高速銑床設計過程中的難題。本高速銑床己經成功制造了30多臺，在高轉速下主軸不發(fā)熱，機床剛性好，加工精度完全達到了缸頭平面加工精度技術要求，得到了重慶汽配廠和摩配廠家的充分認可。實踐證明，本文的設計方法是合理的，設計理念是先進的。希望本文能對同行在設計類似機床時起到重要參考作用。

參考文獻

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