
数控机床,是一种高精度的自动化机床,数控机床又称为CNC机床,即计算机数字控制机床。配备多工位刀塔或动力刀塔,机床就具有广泛的加工工艺性能,可加工直线圆柱、斜线圆柱、圆弧和各种螺纹、槽、蜗杆等复杂工件,在复杂零件的批量生产中发挥了良好的经济效果。数控机床作为一种小型零件的自动化加工设备,相对桌上仪表车床来说,自动化程度高,例如在加工小型零件时,一位操作工人可以同时管理数台数控机床,几乎可以达到长时间的无人化运转。数控机床每分钟的产能可以是桌上仪表车床的数倍,对小型零件的加工非常适宜。目前,已有好多五金零配件加工企业认识到了这个问题,正在逐步采用这种 数控机床,数控设备加工行业规模正兴起,这是降低成本,提高加工质量,升级企业市场竞争力的一种有效手段, 数控机床的应用将大大减少企业对工人依赖,提高生产效率,应用也将越来越广泛。

数控车床的主轴主要有三种型式:高精度双列向心推力球轴承、双列和单列圆锥滚子轴承,向心推力球轴承。高精度双列向心推力球轴承:为了尽可能减少主轴部件温升热变形对机床工作精度的影响,通常利用润滑油的循环系统把主轴部件的热量带走,使主轴部件与箱体保持恒定的温度。在某些数控镗、铣床上采用专用的制冷装置,比较理想的实现了温度控制。为了使润滑油和油脂不致混合,通常采用迷宫密封方式。双列和单列圆锥滚子轴承:这种轴承径向和轴向刚度高,能承受重载荷,尤其能承受较强的动载荷,安装与调整性能也好。但是,这种轴承限制了主轴的较高转速和精度,因此使用中等精度、低速与重载的数控机床。在主轴的机构上,要处理好卡盘和刀架的装夹、主轴的卸荷、主轴轴承的定位和间隙调整、主轴部件的润滑和密封以及工艺上的其他一系列问题。向心推力球轴承高速时性能良好,主轴较高转速可达4000r/min。但是,它的承载能力小,因而适用于高速、轻载和紧密的数控车床。角接触双列向心推力球轴承组合,后支撑采用成对向心推力球轴承。此配置形式使主轴的综合刚度大幅度提高,可以满足强力切屑的要求,因此普遍应用于各类数控机床。

打中心孔机床采用卧式数控伺服驱动方式,两端动力头同时完成工作两端面的铣削,另两端同时完成中心孔的钻削或两端外圆的套车等工作,具有刚性好,精度高,柔性强,工作稳定,加工效率高的优点,是汽车半轴、凸轮轴、曲轴、变速箱轴、电机轴等轴类零件加工十分理想的不可缺少的加工设备。厚重强壮的床身尅定是铣打中心孔机器不可缺少的条件。机床结构均采用质量上乘的米汗纳铸铁GC-276经时效回火处理,刚性及稳定型比较好,30度倾斜式床身结构,使排屑和装夹更加方便。四主轴两端同时加工方式一定是铣打机与传统设备本质区别的先决条件也是提高加工效率根本方法。

目前,国内加工汽车发动机缸体曲轴孔、凸轮轴孔多采用机械液压传动机构及轴承镗套两端支承的方式。但其缺点是专用机床只能适合一种产品的精加工,大连多序合一卧式数控车床质量好当市场需求新品时,还得需要从机床厂重新订购适用于单一品种的专用机床,而原用机床改进起来非常困难。同时加工精度也受到相关元件使用寿命及可靠性的影响而造成加工精度受限。另外原生产工艺简单、生产线流程较长、工序分散且单一、产品零件综合关联尺寸不易保证、需要大量的工人从事简单的操作,因此人工成本较高。多序合一卧式数控车床质量好更主要的缺点是随着国内汽车市场不断的发展壮大以及由此而不断变化的个性化需求,致使发动机技术不断推陈出新,其缸体结构也就不断变化,而前述生产线又不具备柔性化的特点,不能在同一条生产线上进行多品种转化生产。综上所述原有发动机缸体曲轴孔、凸轮轴孔专机急需改进以适应不断变化的市场需求。

发动机缸体镗孔专机未来展望:(1)在加工发动机缸孔时,可采用价格低廉的国产CBN刀具替代进口CBN刀具进行缸孔的半精镗、精镗高速加工。(2)对于灰铁材质发动机缸孔精镗加工时,整体CBN刀片不但可以在0.3mm以下进项精镗,也可以在单边0.50mm以上情况下进项半精镗或粗镗加工;而复合PCBN刀片只能在单边0.30mm以内进行镗削,否则复合PCBN刀片会出现崩刃风险。(3)在精镗加工时,根据CBN刀片的核定寿命来强制换刀,以确保加工工件的安全性。(4)由于发动机缸孔加工的精度要求,采用精镗自动补偿系统的加工中心,精度会更好,当然在粗加工和半精镗中,也可使用专机。

发动机缸体目前有两种材质,分别是灰铸铁和压铸铝,什么样的刀片材质适合精镗发动机缸体呢?常见刀片材质为硬质合金刀具,硬质合金刀片应用广泛,灰铸铁和压铸铝均可加工,但由于刀具自身性能的限制,不能实现高速切削。发动机缸体(缸孔)精镗的刀片材质有:PCBN刀片和PCD刀片,均属于超硬材料刀具,其中PCBN刀片用于灰铸铁发动机缸体的镗孔工序,相较于硬质合金刀具可提高生产效率,降低生产成本;PCD刀片则用于压铸铝发动机缸体的镗孔工序,可获得较高的表面光洁度和尺寸精度。PCBN刀片精镗灰铸铁发动机缸体的材质主要有BN-S300材质和BNK30材质,PCD刀片精镗压铸铝发动机缸体的材质主要有CDW010材质。