大型曲軸曲臂車銑中心高效加工編程方法

■陜西柴油機重工有限公司機加分廠 （興平 713105） 肖 毅 王遵會

大型曲軸曲臂車銑中心高效加工編程方法

■陜西柴油機重工有限公司機加分廠 （興平 713105） 肖 毅 王遵會

摘要：通過運用4軸CAD/CAM編程技術，改變加工方法，將曲軸曲臂表面完整一次加工出來，可大幅提高加工效率和表面質量。

大型曲軸曲臂外形一般由多段偏心圓弧和直線構成，傳統加工方法一般是通過制作偏心夾具將曲軸裝夾在臥式車床上車削完成，也有利用旋風車調偏心距加工的，不論用哪種方法，加工不同相位角的曲臂時都要將曲軸轉拐，因此加工效率很低?，F在，隨著復合數控機床的不斷應用，曲臂外形現在一般都是在車銑中心上一次裝夾加工完成的（見圖1、2）。

1. 現有加工方法介紹

目前大多數曲軸廠家在車銑中心上加工曲臂時一般用車銑中心上自帶的宏程序軟件包編程，以國內應用最多的沈陽機床廠家生產的曲軸車銑中心HTM1251000為例，編程時要輸入曲臂外形每段圓弧及直線的起點坐標、終點坐標（或圓弧夾角）及半徑值，隨后軟件包自動生成程序，該程序會分段加工每段圓弧及直線，這種加工方法每加工一段圓弧，曲軸要重新回到原點，刀具也要重新下刀、進刀、退刀，造成空走刀時間遠遠大于切削時間，大大影響了加工效率。另外，這種加工方法會在兩段圓弧相接處產生較大的接刀痕，有時甚至造成過切（見圖3）。

圖1　可調偏心距的KAZ180旋風車

圖2　曲軸車銑中心HTM1251000

圖3　12PC2-6B曲軸曲臂外形用機床廠家程序加工時產生了嚴重過切

2. 改進的加工編程方法

為了提高加工效率，改善曲臂表面加工質量，可以用CAD/ CAM技術來編程加工。下面以我公司生產的12PC2-6B曲軸曲臂為例介紹這一方法：

（1）用Pro/E軟件建立曲軸曲臂三維模型和車銑中心仿真三維模型（見圖4）。

（2）進入加工（MANUFACTURING）模塊，選擇4軸銑床（4Axis Mill）加工，導入曲臂模型，選擇4軸surface milling加工方式，注意選擇整條曲臂外形輪廓線作為cutline，定義stepover等其他加工切削參數，注意選擇刀具軸方向參數為曲面法向加工，增加切線切入、切出，生成加工軌跡后注意檢查軌跡有無欠

切、過切（見圖5、6）。

圖4　五段圓弧組成的12PC2-6B曲軸曲臂外形

圖5　12PC2-6B曲軸曲臂Cutline選取示意圖

圖6　12PC2-6B曲軸曲臂加工軌跡示意圖

（3）進入后處理( N C PostProcessor)模塊，根據實際加工設備結構及系統定義機床，定義第4軸（一般為C軸）。

（4）執行后處理，生成加工程序，將程序、曲臂三維模型及車銑中心三維模型導入到VERICUT模塊進行機床仿真加工驗證（見圖7）。

（5）驗證無誤后，使用該程序進行加工。

圖7　12PC2-6B曲軸曲臂機床仿真加工示意圖

3. 效果驗證

采用以上計算機編程技術，可將原廠家分段加工改進為完整一次加工，從而徹底消除了空走刀，大幅提高了加工效率。以12PC2-6B曲軸曲臂加工為例，曲臂外形每加工1刀（1圈）由原來15min縮短到5min，效率提高3倍，同時大幅提高了曲臂表面質量，徹底消除了接刀痕(見圖8)。

圖8　改進后曲臂表面圖

4. 結語

綜上所述，本文通過運用4軸CAD/CAM編程技術，改變加工方法，將曲軸曲臂表面完整一次加工出來，大幅提高了加工效率和表面質量，適合推廣應用。

參考文獻：

[1] 鐘日銘等. Pro/ENGINEER Wildfire 5.0從入門到精通[M].北京：機械工業出版社，2010

收稿日期：（20141104）