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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，采用內裝式高精度大扭矩力矩電機同步帶動工件作回轉及分度運動；拖板安裝在后床身上，通過高響應直線電機驅動作縱向移動；砂輪架在拖板上，采用閉式靜壓導軌支撐，高響應直線電機驅動作橫向移動，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，通過一個特殊設計,使測量頭跟隨連桿頸旋轉移動而移動。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)結束后在線直徑控制,包括結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)控磨床的總體設計方法與性能保證技術

　　從切點跟蹤磨削工藝、磨床及其關鍵功能部件設計制造、性能控制三個核心環(huán)節(jié)開展關鍵技術攻關，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構特征和工藝特征進行分析。利用成組技術基本原理，基于模塊化與可重構設計理念，對曲軸切點跟蹤磨床進行總體構型設計。在技術方案的設計中，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。

　　2.曲軸變速回轉驅動磨削工藝方法

　　針對曲軸切點跟蹤磨削中，曲軸連桿頸的表面磨削質量和曲軸的撓曲變形也將隨著工件回轉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”關系的數(shù)學模型，確定切點跟蹤磨削過程中曲軸的磨削變形規(guī)律。采用變速驅動工件回轉的磨削加工方法，以曲軸整周回轉過程中彈性撓曲變形量最小為目標，優(yōu)化頭尾架變速驅動的時變曲線，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動系統(tǒng)設計

　　在結構設計方面，研究砂輪進給系統(tǒng)采用閉式靜壓導軌實現(xiàn)精確橫向進給、精準重復定位及載荷平衡控制。在驅動性能方面，采用大推力高分辨率直線電機驅動技術，并通過閉環(huán)控制技術提高砂輪進給系統(tǒng)的運動精度和動態(tài)響應特性。在測控技術方面，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

　　為了減少大型曲軸因自重和磨削力的作用而產生的撓曲變形，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)，在磨削過程中能夠實時調整支撐位置，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�；�于整個曲軸相關定位基準的測試數(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。