[00352384]YTMCNC8336-16全数控高速凸轮轴磨床

课题来源：1.湖南宇环同心数控机床有限公司和力宇燃气动力、华晨瑞安汽车、北方动力公司签订的技术合同。应用领域YTMCNC8336-16全数控高速凸轮轴磨床主要用于机械工业、汽车、航空航天、船舶制造、内燃机等行业的发动机制造厂。加工发动机凸轮轴的凸轮轮廓。YTMCNC8336-16全数控高速凸轮轴磨床是国内最先进的用来磨削凸轮轴凸轮轮廓的高档数控机床，它可用于磨削各种发动机凸轮轴零件，也可磨制各种圆和非圆零件如各种凸轮片和标准母凸轮、靠模等。机床主要技术经济指标：1.加工凸轮轴零件精度：(1)基圆尺寸误差0.01mm；(2)基圆相对相邻主轴颈跳动≤0.01mm；(3)凸轮相位角偏差±10′；(4)凸轮母线对相邻主轴颈的平行度0.01mm；(5)凸轮轮廓曲线误差。A.全升程误差≤0.025mm；b.各缸凸轮升程一致性误差≤0.03mm；(6)凸轮表面粗糙度(精磨)Ra≤0.32微米。2.加工外圆零件精度：a.园度≤0.002mm；b.园柱度≤0.003mm；c.粗糙度Ra≤0.32μm。3.生产效率(砂轮线速度80m/s秒)加工四缸凸轮轴余量0.5毫米(直径方向)时间：4分钟加工六缸凸轮轴余量0.5毫米时间：6分钟四、与国内外同类技术比较机床总体技术性能与国外同类机床相比较中国美国日本湖南宇环同心美国兰迪斯日本丰田工机机床型号YTMCNC8336-16LandisCNC6400机床规格Φ360×1600Φ140×600Φ140×630砂轮使用线速度120m/s120m/s120m/s凸轮轮廓磨削精度0.0250.0250.025磨削表面粗造度Ra≤0.25μmRa≤0.20μmRa≤0.32μm参考价(不含税)38万美元110万美元100万美元五、成果的创造性、先进性(1)磨头采用自主知识产权的静动压轴承内置式动平衡电主轴，主轴转速4600转/分，砂轮直径φ500时砂轮线速高达120米/秒。它是中国生产线上数控凸轮轴磨床上使用的砂轮线速度最高的磨床。磨头120米/秒的高线速度有效地结合了CBN砂轮高金属切除率的特性，它使传统的磨削观念发生了重大变化，磨削不再是一种高精低效加工工艺，而是一种高速、高效、高精加工工艺。且主轴轴承具有高精度、高刚性、高转速的特点，加工凸轮的表面粗糙度由Ra0.4提高到Ra0.25。(2)凸轮轴磨削数学模型的建立、840D数控系统人机界面和智能化磨削软件的设计。针对凸轮轴零件切点跟踪磨削加工的特点，以加工过程中的恒金属去除率为原则，建立凸轮轴零件磨削过程中砂轮架横向位移与工件变速运动的数学模型。借助matlab工具实现磨削算法。通过加载MatrixVB控件，将算法转换为VB程序。该算法可发现升程表中的跳跃异常，能通过在线修改消除异常。根据算法还可以绘制速度、位移、凸轮轴轮廓曲线。磨削软件通过DDE动态数据交换与机床通信，访问NCU、PLC，设置加工参数和加工方式等。智能化磨削软件的开发使加工方式更加方便快捷，并利用算法，通过升程表，生成加工子程序，提高了加工效率。(3)头架采用力矩电机直接传动，减少了原采用连轴器、滚珠丝杆传动链，去掉了传动链的间隙，传动机构更紧凑，传动效率更高，传动力矩更可靠，提高了头架的传动精度、减少了磨削力的变化，减少了凸轮磨削的振纹。(4)床身采用双墙板纵横加筋框形结构，砂轮架即可X轴前后移动，又可Z轴左右移动；工件(头架)只作C轴旋转运动。床身四周设计冷却液通道。传统的凸轮轴磨床床身结构为倒T字形，砂轮架只作X轴移动。工件(头架)即作C轴旋转，又作Z轴(工作台)移动。床身采用双墙板纵横加筋框形结构和新的运动形式，床身的稳定性提高，刚性增强，加工件的质量增加了，加工件的精度提高了。(5)砂轮架采用直线电机直接驱动静压卸荷导轨，减少了原采用连轴器、滚珠丝杆传动链的间隙。减小了导轨的摩擦阻力，使砂轮架X轴的运动更平稳可靠。(6)采用CBN砂轮磨削技术。CBN砂轮是一种新型超硬磨具，CBN砂轮和静动压轴承内置式电主轴组成的高速高效磨头磨削凸轮轴，可获得粗糙度Ra0.25微米的良好表面质量，且无表面磨削缺陷。它使传统的高精低效磨削加工变为高速高效高精加工工艺，采用CBN砂轮的高速高效数控磨床研制成功，用现代磨削加工工艺取代传统的磨削加工工艺，不仅成为生产的实际可能，而且将成为该世纪的主导加工技术潮流。