曲軸(zhou)和(he)凸(tu)輪(lun)(lun)軸(zhou)是發動(dong)機重要運動(dong)部件(jian)，其傳(chuan)統(tong)工藝采用車床對主軸(zhou)頸(jing)、連(lian)桿頸(jing)和(he)凸(tu)輪(lun)(lun)進行粗(cu)加工。由于工件(jian)結構特殊和(he)切(qie)削量大(da)且不均勻，工件(jian)受(shou)力大(da)而(er)容(rong)易(yi)彎曲變形，所以(yi)加工精度難以(yi)保證，影響后續加工質量，同時存在設備數(shu)(shu)量多、人員多、效率(lv)低(di)、成本(ben)高(gao)等問題(ti)。數(shu)(shu)控(kong)內銑(xian)(xian)和(he)數(shu)(shu)控(kong)外銑(xian)(xian)的出現為解決(jue)這些問題(ti)提供了條件(jian)。掌握數(shu)(shu)控(kong)銑(xian)(xian)床的結構、工作原理及(ji)其調(diao)整方(fang)法(fa)對提高(gao)發動(dong)機曲軸(zhou)和(he)凸(tu)輪(lun)(lun)軸(zhou)粗(cu)加工質量具有重要意義。
發動機軸類零件粗加工
（1）曲軸粗加工的發展
20世紀70年代(dai)(dai)以前(qian)，采用(yong)多(duo)把車(che)(che)刀(dao)一次對(dui)軸頸(jing)的(de)外(wai)圓、圓角和側(ce)面(mian)(mian)及(ji)臺階(jie)進行加工(gong)(gong)(gong)，但同一零件的(de)不(bu)同部位需多(duo)道工(gong)(gong)(gong)序(xu)才能完成軸頸(jing)和連(lian)桿頸(jing)的(de)粗(cu)加工(gong)(gong)(gong)。多(duo)刀(dao)車(che)(che)削(xue)(xue)存在余量大、平衡塊(kuai)側(ce)面(mian)(mian)加工(gong)(gong)(gong)為斷(duan)續(xu)切(qie)削(xue)(xue)及(ji)易產生振動(dong)和打刀(dao)問(wen)題，刀(dao)具壽命低(di)(di)，不(bu)良率(lv)高，切(qie)削(xue)(xue)效(xiao)率(lv)低(di)(di)。七(qi)八(ba)十年代(dai)(dai)曲(qu)軸粗(cu)加工(gong)(gong)(gong)又出(chu)現了CNC車(che)(che)削(xue)(xue)、CNC外(wai)銑(xian)和CNC內(nei)銑(xian)工(gong)(gong)(gong)藝(yi)。80年代(dai)(dai)末90年代(dai)(dai)初又開發出(chu)了車(che)(che)拉(la)、車(che)(che)－車(che)(che)拉(la)工(gong)(gong)(gong)藝(yi)，該工(gong)(gong)(gong)藝(yi)具有精度高、效(xiao)率(lv)高等優點。90年代(dai)(dai)中期(qi)又開發出(chu)CNC高速外(wai)銑(xian)，它對(dui)平衡塊(kuai)側(ce)面(mian)(mian)需要加工(gong)(gong)(gong)的(de)曲(qu)軸方面(mian)(mian)，比CNC車(che)(che)削(xue)(xue)、CNC內(nei)銑(xian)和車(che)(che)－車(che)(che)拉(la)的(de)生產效(xiao)率(lv)高。
由于(yu)加(jia)工(gong)(gong)(gong)精度(du)和(he)加(jia)工(gong)(gong)(gong)效率(lv)的原因，車(che)削(xue)一般只(zhi)用(yong)于(yu)主軸頸加(jia)工(gong)(gong)(gong)。曲軸內(nei)銑(xian)和(he)高(gao)速外銑(xian)不能加(jia)工(gong)(gong)(gong)軸向沉割槽(cao)(cao)，當(dang)(dang)曲軸有軸向沉割槽(cao)(cao)時(shi)，應采(cai)用(yong)車(che)-車(che)拉(la)方(fang)法加(jia)工(gong)(gong)(gong)。當(dang)(dang)曲軸平(ping)衡塊側面需要加(jia)工(gong)(gong)(gong)時(shi)，銑(xian)削(xue)工(gong)(gong)(gong)藝(yi)大(da)大(da)優(you)(you)于(yu)車(che)拉(la)工(gong)(gong)(gong)藝(yi)。其(qi)具有切(qie)削(xue)速度(du)高(gao)、工(gong)(gong)(gong)序(xu)時(shi)間短、切(qie)削(xue)力小、溫升較低(di)、刀具壽命高(gao)、換刀少、精度(du)高(gao)和(he)機床柔性好等(deng)優(you)(you)點。
（2）凸輪軸粗加工的發展
早期凸(tu)輪(lun)軸的主軸頸一般以(yi)單刀或多(duo)刀普通車(che)床進(jin)行粗加工，凸(tu)輪(lun)普遍采用(yong)機械靠模式車(che)床進(jin)行單刀或多(duo)刀仿形車(che)削(xue)來完成。單刀車(che)削(xue)效(xiao)率低(di)；多(duo)刀車(che)削(xue)難以(yi)保(bao)證零(ling)件質(zhi)量(liang)，而且粗車(che)過(guo)后必須安排校直、粗磨等工序，生產(chan)效(xiao)率低(di)。
多刀(dao)車(che)削(xue)、仿(fang)形(xing)車(che)由于切削(xue)時受力大，工(gong)件(jian)容易(yi)發(fa)生(sheng)彎曲變形(xing)和(he)振動(dong)，刀(dao)具壽命(ming)低(di)，打(da)刀(dao)頻繁，不(bu)良率高。粗(cu)車(che)過后需安排校直、粗(cu)磨等(deng)工(gong)序。工(gong)件(jian)換(huan)型時需更(geng)換(huan)靠模、調整時間長，切換(huan)效率低(di)、成本高。新工(gong)藝凸(tu)輪軸主軸頸采用(yong)數(shu)控(kong)車(che)，凸(tu)輪則采用(yong)數(shu)控(kong)外銑(xian)進行高速銑(xian)削(xue)（合金鋼件(jian)鍛造毛坯(pi)）或CBN強力磨削(xue)（鑄鐵鑄造毛坯(pi)）。凸(tu)輪軸的粗(cu)加工(gong)經歷(li)了單刀(dao)車(che)削(xue)、多刀(dao)車(che)削(xue)、CNC車(che)削(xue)和(he)數(shu)控(kong)高速外銑(xian)的發(fa)展歷(li)程。
數控銑床的結構和工作原理
從20世紀60年代(dai)到90年代(dai)，數(shu)控銑(xian)(xian)(xian)(xian)床(chuang)(chuang)經(jing)歷(li)了普通數(shu)控三座標銑(xian)(xian)(xian)(xian)床(chuang)(chuang)、普通CNC外(wai)銑(xian)(xian)(xian)(xian)、高速CNC內(nei)銑(xian)(xian)(xian)(xian)和(he)高速CNC外(wai)銑(xian)(xian)(xian)(xian)幾個階段，其中高速CNC內(nei)銑(xian)(xian)(xian)(xian)和(he)高速CNC外(wai)銑(xian)(xian)(xian)(xian)在發動機(ji)曲軸、凸輪軸粗加工之中得到越來越廣泛(fan)的(de)應用(yong)。目前世界上數(shu)控內(nei)銑(xian)(xian)(xian)(xian)或外(wai)銑(xian)(xian)(xian)(xian)的(de)主(zhu)要生產廠家有(you)德國(guo)的(de)HELLER公司(si)、Boehringer公司(si)和(he)日本的(de)小松公司(si)。國(guo)內(nei)沈陽第一(yi)機(ji)床(chuang)(chuang)也生產曲軸內(nei)銑(xian)(xian)(xian)(xian)，但(dan)基礎還很薄(bo)弱。
（1）數控外銑機床
如圖1所(suo)示(shi)，數(shu)控(kong)外銑(xian)機(ji)床(chuang)一(yi)般由床(chuang)身、主軸(zhou)(zhou)(zhou)箱(xiang)、十(shi)字滑臺、銑(xian)削(xue)單元、跟蹤(zong)中心架(jia)、數(shu)控(kong)系統(tong)、排屑系統(tong)、潤(run)滑系統(tong)、油霧處(chu)理(li)裝置(zhi)等組(zu)成。數(shu)控(kong)裝置(zhi)控(kong)制刀架(jia)滑臺（X軸(zhou)(zhou)(zhou)）、工(gong)(gong)件旋(xuan)轉(zhuan)主軸(zhou)(zhou)(zhou)（C軸(zhou)(zhou)(zhou)）以及(ji)工(gong)(gong)作(zuo)移動(dong)滑臺（Z軸(zhou)(zhou)(zhou)）聯(lian)動(dong)進行插補仿形銑(xian)削(xue)，加工(gong)(gong)所(suo)有凸輪或(huo)曲軸(zhou)(zhou)(zhou)的主軸(zhou)(zhou)(zhou)頸及(ji)連(lian)桿頸。
圖 1
1.銑(xian)刀盤 2.凸輪軸轉動(dong)方(fang)向 3.銑(xian)銷(xiao)單元 4.銑(xian)銷(xiao)單元移動(dong)方(fang)向 5.床身
早(zao)期的數控(kong)曲軸外銑以某(mou)一組連(lian)桿頸(jing)中心為回轉中心只能加(jia)工(gong)(gong)該組連(lian)桿頸(jing)，一組刀盤只能加(jia)工(gong)(gong)某(mou)一組軸頸(jing)，不(bu)(bu)適(shi)合(he)大余(yu)量加(jia)工(gong)(gong)，余(yu)量一般不(bu)(bu)超(chao)過3mm，較適(shi)合(he)大批量生產的轎車(che)發動機曲軸。
90年(nian)代出現(xian)(xian)的數控曲軸(zhou)(zhou)高速外(wai)銑(xian)，采用工件(jian)(jian)回轉(zhuan)和銑(xian)刀進(jin)給伺服聯(lian)動控制技術，可(ke)以實(shi)(shi)現(xian)(xian)一次(ci)裝(zhuang)夾(jia)(jia)銑(xian)削完所(suo)有連桿軸(zhou)(zhou)頸。中(zhong)心架采用跟蹤(zong)夾(jia)(jia)緊(jin)方式(shi)，保證加工過程(cheng)中(zhong)零件(jian)(jian)不會產生大的彎曲變(bian)形；取消(xiao)了機械靠(kao)模(mo)或偏心夾(jia)(jia)具，通過編(bian)制程(cheng)序可(ke)快捷(jie)地實(shi)(shi)現(xian)(xian)工件(jian)(jian)品種的轉(zhuan)換，具有良好的柔性。
（2）數控曲軸內銑機床
數(shu)(shu)控內銑主要有(you)兩(liang)種不同的(de)結(jie)構(gou)(gou)形式(shi)，其中比較(jiao)(jiao)有(you)代表性的(de)是日本(ben)小松(song)公(gong)司(si)的(de)搖臂偏(pian)心(xin)機構(gou)(gou)和德國HELLER公(gong)司(si)的(de)數(shu)(shu)控十(shi)字滑臺結(jie)構(gou)(gou)。小松(song)公(gong)司(si)采用獨(du)創的(de)搖臂式(shi)銑刀頭，工件(jian)固定不動，銑刀頭裝在一(yi)個滑臺單元上，實(shi)現平面上的(de)插補(bu)聯(lian)動銑削。其獨(du)有(you)的(de)繞一(yi)個固定支點(dian)擺動內的(de)結(jie)構(gou)(gou)有(you)效地(di)增(zeng)強了(le)曲軸(zhou)加工時(shi)的(de)剛性，可采用較(jiao)(jiao)大進給量并得到較(jiao)(jiao)好精度。
曲軸內銑(xian)加(jia)工(gong)基本原理(li)：如圖(tu)2所示，兩端(duan)(duan)軸頸外圓為徑向(xiang)定位(wei)基準，以曲柄臂側(ce)面或(huo)端(duan)(duan)面為軸向(xiang)定位(wei)，用自定心卡盤夾(jia)緊，通過(guo)控制進(jin)給(gei)機(ji)構使(shi)刀盤產生復(fu)合運動，對軸頸外圓、圓角和(he)平衡塊側(ce)面包絡(luo)加(jia)工(gong)。
圖 2
不同制造商的銑床
不同(tong)制(zhi)造商的(de)內(nei)銑(xian)機床，因其結構不同(tong)，其加工(gong)原理有所不同(tong)，主要可以按照加工(gong)過(guo)程之中工(gong)件運(yun)動和銑(xian)削(xue)單(dan)元的(de)運(yun)動形(xing)式進行(xing)劃分。
（1）德(de)國HELLER公司的內銑機床(chuang)，如圖3所示。德(de)國HELLER公司的RFK內銑，采(cai)用數控十字滑臺機構(gou)，切入軸(zhou)頸(jing)表(biao)面時，刀盤停止進給(gei)，此時工(gong)件旋轉一周，刀盤在(zai)CNC的控制下(xia)隨做圓周進給(gei)運(yun)動，旋轉一周后完成軸(zhou)頸(jing)的加工(gong)。
圖 3
（2)日本(ben)小松公(gong)司GPM型曲(qu)軸(zhou)內(nei)銑(xian)(xian)機床。如圖4所示，GPM曲(qu)軸(zhou)內(nei)銑(xian)(xian)采用(yong)獨(du)創的搖(yao)臂(bei)式銑(xian)(xian)頭(tou)，銑(xian)(xian)頭(tou)的一(yi)端由(you)大口徑(jing)軸(zhou)承支(zhi)撐（帶(dai)有導向(xiang)滑塊），另一(yi)端采用(yong)了由(you)絲杠螺(luo)(luo)母(mu)驅動(dong)的搖(yao)臂(bei)方式，加工時工件固定不(bu)動(dong)，動(dong)力頭(tou)經一(yi)垂直方向(xiang)的螺(luo)(luo)母(mu)帶(dai)動(dong)，繞一(yi)回(hui)轉中心做上下往(wang)復運(yun)動(dong)，又由(you)一(yi)水(shui)平方向(xiang)的螺(luo)(luo)母(mu)帶(dai)動(dong)，做水(shui)平方向(xiang)往(wang)復運(yun)動(dong)。
圖 4
（3）Boehringer公司(si)內(nei)銑(xian)。Boehringer公司(si)內(nei)銑(xian)刀盤裝在一個偏(pian)心(xin)體上，銑(xian)刀盤由(you)主軸驅動(dong)，小軸承支撐實現主運動(dong)，偏(pian)心(xin)體由(you)特殊(shu)的(de)帶有齒形的(de)大偏(pian)心(xin)軸承支撐，由(you)旋轉進(jin)給機構(gou)驅動(dong)，與連桿頸同心(xin)后再銑(xian)削加工。
（4）沈陽第一機(ji)床廠(chang)PMC28150C型曲軸(zhou)內(nei)銑(xian)機(ji)床。該機(ji)床配置左右兩(liang)組(zu)銑(xian)刀，加工(gong)時以不同的(de)方(fang)向旋轉，平(ping)衡切(qie)削(xue)力。在動(dong)(dong)力頭上分(fen)別(bie)安裝(zhuang)了水平(ping)方(fang)向上（X軸(zhou)）和垂直方(fang)向（Z軸(zhou)）的(de)絲桿(gan)螺(luo)母傳動(dong)(dong)機(ji)構(gou)(gou)，由伺(si)服電動(dong)(dong)機(ji)驅動(dong)(dong)，CNC控制。加工(gong)時，工(gong)件(jian)固定(ding)不動(dong)(dong)，動(dong)(dong)力頭由X軸(zhou)進(jin)給切(qie)削(xue)曲柄臂(bei)側(ce)面，當進(jin)給到(dao)軸(zhou)頸(jing)時，Z軸(zhou)和X軸(zhou)伺(si)服機(ji)構(gou)(gou)進(jin)行插補運動(dong)(dong)，使刀盤繞軸(zhou)頸(jing)中心(xin)公轉完成一個相(xiang)(xiang)位(wei)連桿(gan)軸(zhou)頸(jing)的(de)銑(xian)削(xue)，然后由中心(xin)軸(zhou)旋轉到(dao)下一個相(xiang)(xiang)位(wei)，加工(gong)下一個相(xiang)(xiang)位(wei)的(de)連桿(gan)軸(zhou)頸(jing)。
數控銑床的工藝
（1）內(nei)外(wai)銑刀(dao)(dao)盤(pan)(pan)受力(li)比較如圖(tu)5所(suo)示，設D1為銑刀(dao)(dao)盤(pan)(pan)的(de)(de)裝夾直(zhi)(zhi)徑(jing)，D2為切(qie)削(xue)直(zhi)(zhi)徑(jing)，外(wai)銑刀(dao)(dao)盤(pan)(pan)的(de)(de)D1與D2之比是遠小于(yu)1的(de)(de)。當然要(yao)求D1盡可能大一些，這樣(yang)銑刀(dao)(dao)盤(pan)(pan)的(de)(de)裝卡(ka)比較牢固，機(ji)床運轉(zhuan)也(ye)平穩(wen)一些。在相同的(de)(de)每齒進給量下(xia)，內(nei)銑刀(dao)(dao)盤(pan)(pan)同時參與切(qie)削(xue)的(de)(de)刀(dao)(dao)齒較多，切(qie)削(xue)厚度較小，可采用較大進給量。
圖 5
內銑適合于大型柴油(you)機(ji)曲軸(zhou)，尤(you)其是對(dui)于無(wu)沉割槽且平衡(heng)塊側面(mian)需加工的曲軸(zhou)。
雙(shuang)刀盤數控高(gao)速(su)外銑，速(su)度高(gao)達(da)350m/min，效率高(gao)，適合(he)切削量小且比較穩(wen)定的零(ling)件(jian)，
（2）數控(kong)銑的定(ding)位(wei)夾緊(jin)方式。凸輪軸在外(wai)銑上以(yi)頂尖(jian)定(ding)心，一側止(zhi)推面做軸向定(ding)位(wei)，齒輪軸頸鍵槽為角向定(ding)位(wei)，頭尾架兩端卡盤夾緊(jin)，加(jia)工(gong)時(shi)兩個中心架跟蹤(zong)加(jia)緊(jin)做輔助支撐。
通常情(qing)況下，曲(qu)軸(zhou)在銑(xian)床(chuang)上的(de)定位(wei)夾緊方式為：以頂尖(jian)定心，曲(qu)軸(zhou)一(yi)(yi)側軸(zhou)向定位(wei)，一(yi)(yi)側主(zhu)軸(zhou)頸和(he)另一(yi)(yi)側法(fa)蘭外圓自定心夾緊，角(jiao)向定位(wei)有靠近主(zhu)軸(zhou)頸一(yi)(yi)側的(de)平衡塊側面和(he)連桿頸兩(liang)種方式。
（3）數(shu)控(kong)銑(xian)的加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)工(gong)(gong)(gong)(gong)藝。一般采用數(shu)控(kong)外銑(xian)進行(xing)凸輪(lun)加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)，上料(liao)后通過頭架(jia)的定位(wei)鍵（銷）進行(xing)角向(xiang)定位(wei)，然后從一側順(shun)序加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)進、排氣凸輪(lun)，加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)時中心架(jia)跟蹤支撐在(zai)相鄰主(zhu)軸頸上，以免(mian)發生(sheng)大的彎(wan)曲變形。外銑(xian)在(zai)凸輪(lun)加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)時，兩個刀(dao)盤(pan)都向(xiang)一個方向(xiang)旋(xuan)轉，并根據凸輪(lun)輪(lun)廓型(xing)線實時進給，以保(bao)證形狀精度(du)。如圖6所示(shi)。
在大(da)余量重切削情況(kuang)下，一(yi)般采用內銑加(jia)工(gong)曲軸(zhou)軸(zhou)頸(jing)。加(jia)工(gong)總是從曲軸(zhou)一(yi)側加(jia)工(gong)到另一(yi)側，先在靠(kao)近(jin)夾盤最近(jin)的(de)(de)主軸(zhou)頸(jing)銑出中心(xin)架支撐的(de)(de)基準后，再依次加(jia)工(gong)主軸(zhou)頸(jing)和(he)連(lian)桿頸(jing)。當同(tong)時加(jia)工(gong)曲軸(zhou)的(de)(de)主軸(zhou)頸(jing)和(he)連(lian)桿頸(jing)時，兩個刀(dao)盤的(de)(de)旋轉方向(xiang)是相反的(de)(de)，以達(da)到受力平衡，有效地保證了加(jia)工(gong)精(jing)度(du)（這一(yi)點也是外銑做不到的(de)(de)），兩個刀(dao)盤同(tong)時加(jia)工(gong)通(tong)過程序控制來(lai)保證動作同(tong)步，如圖7所(suo)示。
（4）銑(xian)床(chuang)的銑(xian)刀(dao)(dao)盤(pan)設計(ji)。曲軸(zhou)內銑(xian)、外(wai)銑(xian)及(ji)凸(tu)輪外(wai)銑(xian)床(chuang)均(jun)采用刀(dao)(dao)盤(pan)成(cheng)形(xing)切入法，對(dui)加工(gong)部(bu)位(wei)進行一(yi)(yi)次性加工(gong)成(cheng)形(xing)。曲軸(zhou)銑(xian)刀(dao)(dao)盤(pan)一(yi)(yi)般由4組刀(dao)(dao)片組成(cheng)，分別(bie)對(dui)軸(zhou)頸(jing)外(wai)圓(yuan)、圓(yuan)角、臺肩(jian)及(ji)平衡塊端面進行切削。凸(tu)輪軸(zhou)銑(xian)刀(dao)(dao)一(yi)(yi)般由3組刀(dao)(dao)片組成(cheng)，分別(bie)對(dui)凸(tu)輪輪廓(kuo)外(wai)圓(yuan)及(ji)兩側倒(dao)角進行切削。
內(nei)銑(xian)(xian)和外(wai)銑(xian)(xian)都(dou)是采(cai)(cai)用刀(dao)(dao)盤(pan)成形切(qie)(qie)入法對軸(zhou)頸或凸(tu)輪進行(xing)切(qie)(qie)削(xue)加工。因其切(qie)(qie)削(xue)為斷(duan)續、干式切(qie)(qie)削(xue)，刀(dao)(dao)具的(de)設計除保證零件加工外(wai)形尺(chi)寸(cun)(cun)準(zhun)確(que)外(wai)，還應保證其其加工時產(chan)生的(de)切(qie)(qie)屑形狀小，避免切(qie)(qie)屑在(zai)(zai)機床內(nei)部堆(dui)積造成局部高溫。內(nei)銑(xian)(xian)刀(dao)(dao)盤(pan)刀(dao)(dao)夾在(zai)(zai)圓周(zhou)上的(de)分布采(cai)(cai)用不等齒距(ju)形式，以防止切(qie)(qie)削(xue)過程中(zhong)可能產(chan)生的(de)周(zhou)期(qi)性振動，同(tong)時注(zhu)意臺肩高度尺(chi)寸(cun)(cun)的(de)設計。
加工質量調整控制
（1）軸向尺寸控制
凸輪軸(zhou)的軸(zhou)向(xiang)(xiang)定位(wei)在止推面，由于其凸輪的軸(zhou)向(xiang)(xiang)公差(cha)都比(bi)較大，一(yi)般只需要在加工幾件(jian)后(hou)在工件(jian)坐標系之中作一(yi)下調整就能得到保證。
曲軸(zhou)的(de)軸(zhou)向(xiang)尺(chi)寸基(ji)準在止推軸(zhou)頸端(duan)面(mian)，傳統(tong)的(de)曲軸(zhou)加工(gong)(gong)(gong)工(gong)(gong)(gong)藝因為(wei)加工(gong)(gong)(gong)工(gong)(gong)(gong)序多且工(gong)(gong)(gong)藝基(ji)準變(bian)換多，曲軸(zhou)的(de)工(gong)(gong)(gong)藝尺(chi)寸鏈比較復(fu)雜(za)。隨(sui)著大量數控設備和測(ce)量系統(tong)的(de)使(shi)用，絕大多數工(gong)(gong)(gong)序都可以實(shi)現產品基(ji)準和工(gong)(gong)(gong)藝基(ji)準的(de)統(tong)一(yi)。因為(wei)曲軸(zhou)后續工(gong)(gong)(gong)序——熱處(chu)理變(bian)形(xing)影響磨(mo)削對(dui)軸(zhou)向(xiang)尺(chi)寸的(de)控制，需要(yao)對(dui)熱處(chu)理變(bian)形(xing)規律經常(chang)性進行(xing)統(tong)計(ji)分析，并依據結果調整內(nei)銑尺(chi)寸來補償(chang)掉(diao)這(zhe)種變(bian)形(xing)。
（2）外圓跳動控制
凸輪(lun)粗加工(gong)(gong)前必須保證其主(zhu)軸頸(jing)跳動(dong)，以六缸凸輪(lun)軸為例(li)，中間第(di)四主(zhu)軸頸(jing)跳動(dong)應≤0.20mm，同時保證鍵槽質量，否則會造成加工(gong)(gong)后(hou)凸輪(lun)輪(lun)廓誤差大和相位不穩定。一般加工(gong)(gong)一批約(yue)30件后(hou)檢測的(de)ADCOLE數據與(yu)產(chan)品工(gong)(gong)藝要求進行比較分(fen)析后(hou)的(de)差異(yi)數值以極(ji)坐標的(de)形(xing)式(shi)導入數控(kong)系統補償。
曲(qu)軸跳(tiao)動(dong)誤(wu)差(cha)對(dui)曲(qu)柄半(ban)徑、相位(wei)的(de)(de)測量和加(jia)工都(dou)會產(chan)生影(ying)(ying)響(xiang)(xiang)，并影(ying)(ying)響(xiang)(xiang)后(hou)續磨削(xue)質量。內銑為干(gan)式加(jia)工設備，加(jia)工中產(chan)生很大(da)的(de)(de)切(qie)削(xue)力和切(qie)削(xue)熱，切(qie)削(xue)時的(de)(de)局部溫度高達700℃，這會造成熱鍛毛坯殘余內應力的(de)(de)釋放(fang)，容易造成內銑后(hou)跳(tiao)動(dong)誤(wu)差(cha)的(de)(de)突(tu)變。在一(yi)般情況下，曲(qu)軸毛坯熱處理質量能保證(zheng)批次的(de)(de)穩定(ding)性(xing)、零件跳(tiao)動(dong)誤(wu)差(cha)數據(ju)統計分(fen)析以及進(jin)行調整(zheng)偏心(xin)方向獲得工藝(yi)要求的(de)(de)跳(tiao)動(dong)誤(wu)差(cha)。
對于(yu)工件(jian)固定不(bu)動的(de)(de)內(nei)銑加工方(fang)式，要實現主動控制(zhi)主軸頸偏心加工，以獲(huo)得符合工藝要求的(de)(de)跳(tiao)動誤差是非常方(fang)便的(de)(de)。以圖8為例，通過對一(yi)批內(nei)銑加工后的(de)(de)跳(tiao)動誤差統計，分解成X、Y兩個方(fang)向進行補償，從而獲(huo)得批次的(de)(de)穩定的(de)(de)跳(tiao)動誤差。
數控銑床熱補償原理
切削熱(re)(re)引起零件(jian)尺(chi)寸的(de)(de)變化，為保證內(nei)銑加工質(zhi)量的(de)(de)穩定，必須減小切削熱(re)(re)對加工系統(tong)的(de)(de)影響。一(yi)般有兩(liang)種(zhong)做法(fa)實(shi)(shi)現(xian)變形(xing)誤(wu)差(cha)的(de)(de)熱(re)(re)補(bu)償(chang)(chang)：一(yi)是(shi)在設(she)備系統(tong)內(nei)設(she)置(zhi)很多溫度(du)傳感器，用來監(jian)測設(she)備的(de)(de)溫升(sheng)變化。借助統(tong)計數據(ju)規律的(de)(de)分析(xi)，根據(ju)實(shi)(shi)際溫度(du)變化實(shi)(shi)現(xian)熱(re)(re)補(bu)償(chang)(chang)，HELLER公司(si)采用這(zhe)種(zhong)方式(shi)。這(zhe)種(zhong)方法(fa)可以獲得(de)精確的(de)(de)誤(wu)差(cha)補(bu)償(chang)(chang)，提高加工質(zhi)量的(de)(de)穩定性，控制(zhi)系統(tong)復(fu)雜，具(ju)有自(zi)動溫升(sheng)補(bu)償(chang)(chang)功能。當機床(chuang)和刀具(ju)溫度(du)升(sheng)高時(shi)，能自(zi)動修正各(ge)CNC軸坐(zuo)標位置(zhi)，保證工件(jian)加工尺(chi)寸的(de)(de)穩定性。
另一種(zhong)方法是(shi)設(she)定設(she)備系統溫度變化滿足(zu)雙曲(qu)線的(de)(de)(de)(de)變化規律(lv)，且加(jia)(jia)工工件產生的(de)(de)(de)(de)切削熱(re)是(shi)要累加(jia)(jia)的(de)(de)(de)(de)。尋找到熱(re)變形與(yu)時間的(de)(de)(de)(de)關系，建(jian)立熱(re)量補(bu)償曲(qu)線，這(zhe)樣在不(bu)增(zeng)加(jia)(jia)裝置的(de)(de)(de)(de)基礎(chu)上實現加(jia)(jia)工熱(re)補(bu)償，在滿足(zu)加(jia)(jia)工質量穩定的(de)(de)(de)(de)情(qing)況下，設(she)備的(de)(de)(de)(de)可靠(kao)性沒有降(jiang)低。小松內銑采用的(de)(de)(de)(de)就是(shi)這(zhe)種(zhong)方式。
結語
數控高速銑床具有高效率、高精(jing)(jing)度(du)和(he)很好的(de)設備柔性，廣(guang)泛應(ying)用于發動機(ji)曲軸(zhou)(zhou)、凸輪(lun)軸(zhou)(zhou)的(de)粗加(jia)工(gong)(gong)(gong)之中。數控外銑一般用在柴(chai)油機(ji)鍛(duan)鋼凸輪(lun)軸(zhou)(zhou)的(de)凸輪(lun)銑削和(he)加(jia)工(gong)(gong)(gong)余量較小且(qie)(qie)無(wu)軸(zhou)(zhou)向(xiang)沉割(ge)槽的(de)鑄件(jian)轎車(che)曲軸(zhou)(zhou)的(de)主軸(zhou)(zhou)頸、連桿(gan)頸粗加(jia)工(gong)(gong)(gong)。數控內銑適(shi)用于毛坯精(jing)(jing)度(du)低、加(jia)工(gong)(gong)(gong)余量較大的(de)大型(xing)柴(chai)油機(ji)曲軸(zhou)(zhou)，尤其是對于無(wu)沉割(ge)槽且(qie)(qie)平衡(heng)塊側面(mian)需加(jia)工(gong)(gong)(gong)的(de)鋼件(jian)曲軸(zhou)(zhou)加(jia)工(gong)(gong)(gong)。