[發明專利]一種柴油機缸蓋閥座孔加工機床的改造方法及其應用

在審

• 申請號: 201710793886.3
• 申請日: 2017-09-06
• 公開（公告）號: CN107457418A
• 公開（公告）日: 2017-12-12
• 發明（設計）人: 雷軍;贠虎臣;符博峰;趙明;喬衛杰
• 申請（專利權）人: 陜西柴油機重工有限公司
• 主分類號: B23B35/00
• 分類號: B23B35/00;B23Q15/14;B23Q15/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及機械設備技術領域，特別涉及一種柴油機缸蓋閥座孔加工機床的改造方法及其應用。

背景技術

在柴油機缸蓋的生產過程中，缸蓋是柴油機的關鍵零件，作為柴油機的備件消耗量大，加工周期較長，尤其是進排氣閥座孔的加工，由于受汽缸孔徑及缸蓋間距等因素限制，導致其結構及工藝要素在空間上高度集中，在加工時刀具數量大，控制的要素多。

若采用在常用的臥式或立式加工中心，刀具數量多，加工的輔助時間大，刀具損耗大，經濟成本隨之升高，不適應批量生產目的。

在加工缸蓋的閥座孔時，被加工的閥座孔為缸蓋的主要加工要素，尺寸和形位的公差要求嚴格，一般占缸蓋主要加工要素的60%以上，其形位公差一般為：同軸度φ0.03～0.04mm、粗糙度不低于Ra1.6～3.2μm，主要加工要素相對于基準面（燃燒面）的垂直度在0.02mm；按照常規的加工方法，常采用精加工的方法是：多把精鏜刀、倒角刀及三面刃銑刀組合加工，對于精度要求高加工要素采用組合鏜刀或組合鉸刀。

現有技術中，在解決這類問題，通常采用如下方法：

（1）采用臥式加工中心加工，每個加工要素需要一把鏜刀，倒角刀、槽銑刀，對于同軸度要求高的孔采用組合鏜刀，加工要素愈多，刀具數量越大；隨著孔加工深度的增加，在長徑比過大，不易振刀；換刀次數增加，輔助時間增加，刀具的成本增大，經濟成本也隨之升高；不適應小批量多品種的生產。

（2）采用立式加工中心加工，隨著孔加工深度的增加，需要機床的工作行程就越大，機床的采購價格就越高，但是由于主軸是立式的，在長徑比過大，不易振刀（相對于臥式加工），雖然也能滿足加工要求，但是對于目前缸蓋的加工精度屬于不太經濟的加工，屬于“大牛拉小車”的現象。

（3）在柴油機缸蓋中閥座孔數量多，加工要素集中，在不易控制的毛坯鑄造組織不均勻的狀況下，孔在加工中容易出現鑄造材料的硬點，易發生刀尖的破損，若沒有及時發現并處理，易發生缸蓋毛坯的報廢，甚至機床主軸的受損，導致加工成本增加。

在一些加工小批量多品種的工廠中，以上的方案明顯都不適用。

發明內容

鑒于現有技術中存在的上述問題，本發明的主要目的在于提供一種一種柴油機缸蓋閥座孔加工機床的改造方法及其應用，以解決現有技術中存在的缺陷。

為了達到上述目的，本發明采用了如下技術方案：

一種柴油機缸蓋閥座孔加工機床的改造方法，包括以下步驟：

（1）在機床的主軸端面設置有平旋盤，將其與機床的PLC控制系統電連接；

（2）在機床主軸的刀具的刀柄處加設零件測頭，零件測頭與PLC控制系統電連接；零件測頭能夠快速進行工裝及零件的快速找正、定位，并且在工序進行中對工件測量將數據反饋與PLC控制系統，以對在加工過程中出現的誤差進行修正；

（3）在機床的主軸上加設動態監控儀、振動傳感器，動態監控儀、振動傳感器與PLC控制系統電連接，對加工時間、刀具位置、刀具編號、刀具轉動速度、機床功率、機床扭力、機床切削力進行實時監控。

進一步的，在所述PLC控制系統中還設有數據儲存單元，將刀具編號、刀具轉動速度、機床功率、機床扭力、機床切削力數據儲存。

進一步的，在所述PLC控制系統中還設有自動學習系統。

進一步的，自動學習系統為BP神經網絡模塊。

一種柴油機缸蓋閥座孔加工機床的改造方法的機床的應用，其特征在于包括如下步驟：

（1）使用者在PLC控制系統內設置加工相關數據，加工過程中加工時間、刀具位置、刀具轉動速度、機床功率、機床扭力、機床切削力的額定數據值；

（2）開啟機床，PLC控制系統根據使用者設置所需加工的數據，控制平旋盤運轉狀態，來控制機床主軸的加工角度；

（3）設置在機床主軸的刀具的刀柄處的零件測頭對機床所加工的零件進行快速找正、定位，并且對加工過程中的尺寸進行測量，將數據反饋與PLC控制系統，PLC控制系統根據操作者輸入的額定數據值，控制主軸以修正偏置值；

（4）設置在機床的主軸上的動態監控儀、振動傳感器實時監測加工中的加工時間、刀具位置、刀具編號、刀具轉動速度、機床功率、機床扭力、機床切削力，并將數據反饋與PLC控制系統，PLC控制系統根據操作者輸入的額定數據值進行判斷，如果差異過大則控制緊急停止機床。