活塞加工特种数控镗床

案例简介 当今社会,发动机广泛应用于各行各业,大到航天航空航海事业,小到工业民用运输行业。随着发动机向高速、低排、大功率方向发展,活塞作为发动机的核心部件,所承受的燃气压力和惯性力也越来越大,人们不得不优化活塞的结构尺寸,并生产各种高质量活塞。 在活塞加工领域,有两大关键技术:活塞裙部加工和活塞销孔加工。在发动机运行过程中,燃气压力、汽缸压力会导致活塞变形,另外,活塞本身受热也会造成变形,因此,目...

案例简介  


  当今社会,发动机广泛应用于各行各业,大到航天航空航海事业,小到工业民用运输行业。随着发动机向高速、低排、大功率方向发展,活塞作为发动机的核心部件,所承受的燃气压力和惯性力也越来越大,人们不得不优化活塞的结构尺寸,并生产各种高质量活塞。  

  在活塞加工领域,有两大关键技术:活塞裙部加工和活塞销孔加工。在发动机运行过程中,燃气压力、汽缸压力会导致活塞变形,另外,活塞本身受热也会造成变形,因此,目前活塞裙部广泛采用中凸变椭圆型面。这样,活塞的变形将沿活塞销轴方向扩展,使活塞裙部与汽缸壁更好的贴合,减小了配缸间隙,降低活塞裙部比压,减小了活塞对汽缸壁的冲击,降低了发动机运行时的噪声。由于活塞承受的燃气压力和惯性力较大,活塞销座承受的机械负荷及热负荷较大,应力沿活塞销孔轴线呈不平衡分布,销孔内侧应力集中,这加速了活塞的疲劳破损。因此,在一些对发动机要求较高的领域,活塞销孔已经不简单的设计成直孔,而是根据不同场合下活塞销孔的受力特点,将活塞销孔设计成各种复杂的异型孔。   


   

案例需求  


  由于数控镗床BH-31主要面向活塞销孔作业,进行微米级精密加工,因此需要保证系统的高度稳定性,以及较强的抗电磁干扰能力,并且经常遇到由于工期限制的问题,需要活塞加工特种镗床能够24小时连续工作。因此满足以下要求:

  1. 电气连接接口牢固,不可因为震动造成接口松动

  2. 良好的人机操作界面,以降低对使用者的专业素质要求和减少培训时间

  3. 主轴Z向进给位置误差不大于0.1mm,液压伺服主轴X向进给位置误差不大于0.0001mm

  4. 平台的高可靠性  


   

开发平台  

   


名称  

型号  

功能  

硬件  

工控机  

一体机  

主要的运算处理  

以太网接口卡  

两轴卡、IO板卡  

1个电机接口,2路模拟量输入输出口,32路IO  

输入面板  

定制键盘  

按键输入,指示灯输出,模拟量输入  

软件  

操作系统  

WINCE  

嵌入式操作系统  

开发工具  

Visual Studio 2008  

软件开发工具  

   

系统架构图

图片.png

案例概述

  利用WINCE嵌入式实时操作系统的高级图形开发环境,开发数控镗床人机交互界面。用户通过输入工艺参数和GM代码即可实现活塞异形销孔加工指令的产生并下发,做好加工前的准备工作。

  该系统需要2个伺服轴控制,一个采用松下伺服电机控制主轴z向进给,运动行程有500mm,另一个采用10v模拟量控制液压伺服主轴,实现微米级精密运动控制,运动行程有0.2mm,采用PID闭环控制。针对液压的延滞性,采用升降双曲线标定系统,并采用非线性法插补运动位置指令。键盘输入具有通用数字输入功能和适用于活塞销孔加工的特殊功能指令输入,便于控制数控镗床的机床状态和零件的试加工。

 

产品效果

  目前该系统在企业已得到应用,并取得了良好的效果。在活塞销孔加工领域,自创的升降混合加工方式,已超越日本同类机床。该产品已经应用于为德国大众供应活塞产品的活塞销孔加工领域,并且得到认可。