HL 1000 – 加工硬曲轴油孔机床

10/12/2008 - Oliver Hagenlocher

埃马克展示的HL 1000 型钻油孔机床,既能加工软曲轴又能加工硬曲轴。

硬加工的优点是: 能可靠防止油孔进出口处破裂或淬火裂纹。

 


加工卡车和轿车曲轴时,不仅对外轮廓的位置度、尺寸和形状要求非常精密, 对主轴颈和连杆轴颈油孔加工的精度要求也极高。 连杆和曲轴接触点处的润滑油就是通过油孔提供的。 这些油孔相互之间连通,有的和曲轴对称轴垂直,有的成斜角。 只有出油口和进油口的加工精密,才能保证有效润滑。 所以油孔加工的难度和要求都非常高。精密钻孔,然后根据图纸要求沉孔是极其关键的一步工序。 如果这步工序超差,那么前功尽弃,几乎已是成品的曲轴转瞬即会变成一块昂贵的废铁。 大多数情况下钻曲轴油孔时都是软加工。 也就是说先钻孔再硬化处理。 由于在曲轴内钻油孔时,油孔和曲轴成很小的锐角,所以油孔进出口处的材料很薄。 钻油孔后对主轴颈和连杆轴颈硬化处理时,这个位置的材料冷却太快,会变得很脆。 曲轴装机后运行时,这个脆弱部位的材料容易破裂脱落,从而影响轴承的运行性能,严重时甚至会造成发动机故障。 另外钻油孔后的曲轴在硬化处理时,容易在切入点处形成裂纹。 当曲轴受力大时,这些裂纹会导致曲轴断裂。 为了一开始就能消除故障源,埃马克专门研发了在硬化处理后的曲轴上加工油孔的工艺。 其优点是: 曲轴在钻油孔之前可以先硬化处理, 然后才钻油孔, 藉此可靠防止了油孔进出口处的破裂或淬火裂纹。

HL 1000型机床可加工的曲轴最大长度1020 mm,直径265 mm。 采用HL 1000 型机床加工直径在4到8 mm之间的油孔时,倘若采用微量润滑系统,刀具寿命能大大超越刀具现今的通常寿命。 所有工件,包括重量高达150 kg 的卡车曲轴,都会在加工完毕后尚处在装夹状态时检验它们的加工结果,而且加工结果被储存在控制系统内。

HL 1000 型机床
机床床身由高级树脂浇铸而成,热稳定性佳,减振出色。 (高级树脂浇铸床身的减振性能比灰铸铁床身优秀 6 到 8 倍)。 两个用于十字滑台行走的直线滚珠导轨布置在床身上面,加工区之外。 这种设计保证了不同速度下的最高精度和动态刚性。
十字滑台配置了两个轴(垂直轴 X 和水平轴 Z)。 两个轴各由一个预张紧的滚珠循环主轴和免维护的伺服交流电机驱动,电机内有配置了一个高分辨度的绝对值编码器(旋转式测量系统)。 配置的横向滑座和回转轴(横轴 Y 和回转轴 B)大大提供了机床的柔性,使机床可在不同角度位置进行钻孔加工。 此机床的最高快进速度可达40米/分,从而使换刀、上下料和定位的非机加工时间达到最短。 B 轴通过一个数控高动态的力矩电机驱动。 配置的高分辨度的直接测量系统保证了角度定位时的高精度。 盘式刀架有12个刀位,配置了HSK-A 50接口的刀具。 换刀过程由电主轴自行完成。 刀库布置在加工区外,不受铁屑等侵扰。 由于机床设计紧凑,动态很强,所以换刀时间短。

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