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　　上海機床廠有限公司??MK8280/SD-H數(shù)控切點跟蹤曲軸磨床介紹

　　一、機床參數(shù)及介紹

　　本機床適用于磨削中速、低速的船用柴油機、機車的內(nèi)燃機，以及各種大型動力機械的曲軸的主軸頸和連桿頸外圓，即可滿足單件生產(chǎn)也可實現(xiàn)批量曲軸磨削加工。

　　機床采用前后床身分體式的布局，其中頭、尾架安裝在前床身上，采用內(nèi)裝式高精度大扭矩力矩電機同步帶動工件作回轉(zhuǎn)及分度運動；拖板安裝在后床身上，通過高響應(yīng)直線電機驅(qū)動作縱向移動；砂輪架在拖板上，采用閉式靜壓導(dǎo)軌支撐，高響應(yīng)直線電機驅(qū)動作橫向移動，同時砂輪架與頭、尾架聯(lián)動控制，實現(xiàn)一次裝夾，完成曲軸主軸頸和連桿頸的磨削加工。

　　機床具備多套在機測量量儀。軸向和徑向定位量儀可以實現(xiàn)曲軸初始狀態(tài)的調(diào)整和曲軸連桿徑相位的檢測、校正。在線直徑測量量儀由MARPOSS FENAR-L制造,帶處理單元用于直接與CNC連接，通過一個特殊設(shè)計,使測量頭跟隨連桿頸旋轉(zhuǎn)移動而移動。機床中自動圓度檢測使用直徑測量量儀在一個磨削循環(huán)結(jié)束后在線直徑控制,包括結(jié)果保存和半自動控制參數(shù)的補償，并快速優(yōu)化與圓度相關(guān)的參數(shù)。

　　二、機床的特點

　　1.大型曲軸切點跟蹤數(shù)控磨床的總體設(shè)計方法與性能保證技術(shù)

　　從切點跟蹤磨削工藝、磨床及其關(guān)鍵功能部件設(shè)計制造、性能控制三個核心環(huán)節(jié)開展關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，通過系統(tǒng)集成實現(xiàn)整機的性能優(yōu)化。運用數(shù)理統(tǒng)計分析方法，對大型船用曲軸的結(jié)構(gòu)特征和工藝特征進行分析。利用成組技術(shù)基本原理，基于模塊化與可重構(gòu)設(shè)計理念，對曲軸切點跟蹤磨床進行總體構(gòu)型設(shè)計。在技術(shù)方案的設(shè)計中，減少位置誤差、運動誤差、力變形、熱變形、震顫等因素對磨削精度的影響，以保證整機的性能指標(biāo)。

　　2.曲軸變速回轉(zhuǎn)驅(qū)動磨削工藝方法

　　針對曲軸切點跟蹤磨削中，曲軸連桿頸的表面磨削質(zhì)量和曲軸的撓曲變形也將隨著工件回轉(zhuǎn)相位角不斷變化這一共性難題，建立“曲軸磨削位置－磨削力－夾持與支撐載荷－曲軸撓曲變形”關(guān)系的數(shù)學(xué)模型，確定切點跟蹤磨削過程中曲軸的磨削變形規(guī)律。采用變速驅(qū)動工件回轉(zhuǎn)的磨削加工方法，以曲軸整周回轉(zhuǎn)過程中彈性撓曲變形量最小為目標(biāo)，優(yōu)化頭尾架變速驅(qū)動的時變曲線，以實現(xiàn)在整個磨削過程中材料切除率與曲軸彈性撓曲變形的有效控制，達到曲軸軸頸與端面的高精度磨削。

　　3.高隨動特性的砂輪架驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計

　　在結(jié)構(gòu)設(shè)計方面，研究砂輪進給系統(tǒng)采用閉式靜壓導(dǎo)軌實現(xiàn)精確橫向進給、精準(zhǔn)重復(fù)定位及載荷平衡控制。在驅(qū)動性能方面，采用大推力高分辨率直線電機驅(qū)動技術(shù)，并通過閉環(huán)控制技術(shù)提高砂輪進給系統(tǒng)的運動精度和動態(tài)響應(yīng)特性。在測控技術(shù)方面，通過對曲軸軸頸加工誤差的在線測量，對砂輪的隨動進給進行精確補償，以提高曲軸軸頸的磨削精度。

　　4.磨削過程中的隨動支撐技術(shù)

　　為了減少大型曲軸因自重和磨削力的作用而產(chǎn)生的撓曲變形，同時提高磨削加工過程中砂輪與工件的接觸剛度，采用伺服托架在磨削過程中對大型曲軸的軸頸段進行隨動支撐。伺服托架可以沿著曲軸主軸頸的半徑方向數(shù)控移動，隨曲軸主軸頸磨削半徑的不斷變化而進行連續(xù)微動支撐。伺服托架的每個運動都通過NC軸實現(xiàn)，在磨削過程中能夠?qū)崟r調(diào)整支撐位置，提高了支撐柔性，保證了曲軸在磨削過程中的高精度旋轉(zhuǎn)和穩(wěn)定加工。

　　5.曲軸尺寸、位置與變形量的在線檢測與控制

　　針對大型曲軸軸頸段多且分布在不同的空間位置的特點，利用多點測試原理，在磨削過程中對磨削加工軸頸進行實時在線接觸測量，保障軸頸的加工精度�；�于整個曲軸相關(guān)定位基準(zhǔn)的測試數(shù)據(jù)，建立工藝模型，確定曲軸各軸段的徑向及各端面的軸向定位基準(zhǔn)和加工余量，保證加工余量合理分配，避免因過切和欠切而導(dǎo)致的工件報廢。通過接觸式測量，獲得曲軸的撓曲變形和軸頸的形狀誤差，以確定伺服托架在隨動支撐過程中的工作參數(shù)和曲軸磨削過程中的誤差補償量，確保曲軸在加工過程中的穩(wěn)定支撐和加工精度。