上海机床厂有限公司??MK8280/SD-H数控切点跟踪曲轴磨床介绍

　　一、机床参数及介绍

　　本机床适用于磨削中速、低速的船用柴油机、机车的内燃机，以及各种大型动力机械的曲轴的主轴颈和连杆颈外圆，即可满足单件生产也可实现批量曲轴磨削加工。

　　机床采用前后床身分体式的布局，其中头、尾架安装在前床身上，采用内装式高精度大扭矩力矩电机同步带动工件作回转及分度运动；拖板安装在后床身上，通过高响应直线电机驱动作纵向移动；砂轮架在拖板上，采用闭式静压导轨支撑，高响应直线电机驱动作横向移动，同时砂轮架与头、尾架联动控制，实现一次装夹，完成曲轴主轴颈和连杆颈的磨削加工。

　　机床具备多套在机测量量仪。轴向和径向定位量仪可以实现曲轴初始状态的调整和曲轴连杆径相位的检测、校正。在线直径测量量仪由MARPOSS FENAR-L制造,带处理单元用于直接与CNC连接，通过一个特殊设计,使测量头跟随连杆颈旋转移动而移动。机床中自动圆度检测使用直径测量量仪在一个磨削循环结束后在线直径控制,包括结果保存和半自动控制参数的补偿，并快速优化与圆度相关的参数。

　　二、机床的特点

　　1.大型曲轴切点跟踪数控磨床的总体设计方法与性能保证技术

　　从切点跟踪磨削工艺、磨床及其关键功能部件设计制造、性能控制三个核心环节开展关键技术攻关，通过系统集成实现整机的性能优化。运用数理统计分析方法，对大型船用曲轴的结构特征和工艺特征进行分析。利用成组技术基本原理，基于模块化与可重构设计理念，对曲轴切点跟踪磨床进行总体构型设计。在技术方案的设计中，减少位置误差、运动误差、力变形、热变形、震颤等因素对磨削精度的影响，以保证整机的性能指标。

　　2.曲轴变速回转驱动磨削工艺方法

　　针对曲轴切点跟踪磨削中，曲轴连杆颈的表面磨削质量和曲轴的挠曲变形也将随着工件回转相位角不断变化这一共性难题，建立“曲轴磨削位置－磨削力－夹持与支撑载荷－曲轴挠曲变形”关系的数学模型，确定切点跟踪磨削过程中曲轴的磨削变形规律。采用变速驱动工件回转的磨削加工方法，以曲轴整周回转过程中弹性挠曲变形量最小为目标，优化头尾架变速驱动的时变曲线，以实现在整个磨削过程中材料切除率与曲轴弹性挠曲变形的有效控制，达到曲轴轴颈与端面的高精度磨削。

　　3.高随动特性的砂轮架驱动系统设计

　　在结构设计方面，研究砂轮进给系统采用闭式静压导轨实现精确横向进给、精准重复定位及载荷平衡控制。在驱动性能方面，采用大推力高分辨率直线电机驱动技术，并通过闭环控制技术提高砂轮进给系统的运动精度和动态响应特性。在测控技术方面，通过对曲轴轴颈加工误差的在线测量，对砂轮的随动进给进行精确补偿，以提高曲轴轴颈的磨削精度。

　　4.磨削过程中的随动支撑技术

　　为了减少大型曲轴因自重和磨削力的作用而产生的挠曲变形，同时提高磨削加工过程中砂轮与工件的接触刚度，采用伺服托架在磨削过程中对大型曲轴的轴颈段进行随动支撑。伺服托架可以沿着曲轴主轴颈的半径方向数控移动，随曲轴主轴颈磨削半径的不断变化而进行连续微动支撑。伺服托架的每个运动都通过NC轴实现，在磨削过程中能够实时调整支撑位置，提高了支撑柔性，保证了曲轴在磨削过程中的高精度旋转和稳定加工。

　　5.曲轴尺寸、位置与变形量的在线检测与控制

　　针对大型曲轴轴颈段多且分布在不同的空间位置的特点，利用多点测试原理，在磨削过程中对磨削加工轴颈进行实时在线接触测量，保障轴颈的加工精度。基于整个曲轴相关定位基准的测试数据，建立工艺模型，确定曲轴各轴段的径向及各端面的轴向定位基准和加工余量，保证加工余量合理分配，避免因过切和欠切而导致的工件报废。通过接触式测量，获得曲轴的挠曲变形和轴颈的形状误差，以确定伺服托架在随动支撑过程中的工作参数和曲轴磨削过程中的误差补偿量，确保曲轴在加工过程中的稳定支撑和加工精度。