在普通铣床上加工双斜孔的技术

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Double Inclined Hole Processing Technology in Ordinary M illing M achineLIU Kuiwu.LI Hong(Jiangsu Food Science Colege，Huaian Jiangsu 223003，China)Abstract：In the trial·manufacture process of head and cylinder of engine block.some double angle sensor holes with hi；gh spa-tial position precise are often needed to process.How to give ful play to the existing processing equipment potential，processing highquality parts is the goal of technology personne1.Taking the processing of 6DL cylinder-head sensor hole as an example，the realizationof two inclined hole machining method and routes were introduced in detail。

Keywords：Ordinary milling machine；Double inclined hole；Processing汽车上所用的柴油机经常出现烧缸、积碳等问题，因此，要对其进行热力分析，查找原因。但要做热力分析，就必须在缸盖的燃烧室中心部位安装温度传感器。图1所示零件是柴油机缸盖简图，根据设计人员的要求，需在成品缸盖的燃烧室区间内打-个S33。与50。的双角度斜孔，以便装入传感器测试燃烧室温度∽的位置精度直接影响到加工及测量效果川。要加工的是双角度孔，由上下两段组成，切人面也是斜面，alto起来很困难。

图 1 缸盖简图怎么利用现有设备对零件进行加工经过认真设计和思考，设计出-套新的加工制造工艺及相应的专用夹具，成功实现了柴油机缸盖传感器孔在普通铣床上的加工，并能够充分满足设计人员的技术要求。

1 问题的提出如图1所示缸盖传感器孔，其位置精度及尺寸精度分别要求控制在0.04和0.05 mm范围内，最主要的是这个孔由两个空间角度组成 ，因而如果在没有坐标镗床及其他有效数控机床而仅有-台普通铣床的条件下加工该缸盖传感器孔，很难保证加工精度的 。

如何达到零件的技术要求，如何准确有效地旋转出两个角度是最关键的，所以加工难度非常大。单纯利用收稿日期：2012-05-10作者简介：刘奎武 (198O-)，男，硕士，讲师，研究方向为数控加工。E-mail：liukuiwu###126.com。

· 44· 机床与液压 第 41卷扳转铣床立铣头、平口钳、圆转台等完成此件的加工是比较困难的，如果保证了零件角度，就很难保证孔的位置和深度要求。

2 工艺方案设计该缸盖为成品缸盖，各平面和孔都已加工完毕，. 8孔位于缸孔燃烧室中心，此缸盖有6个燃烧室，1o孔为待加工的双斜孔 (只加工-组)。现拟定在立式铣床上用精密组合夹具装夹工件，通过转直过程，使双斜孔处于与机床主轴轴线平行的位置进行加工 。

由于技术上的困难，加工时无法直接测量和控制其尺寸公差，因此要把这些需要控制的尺寸和公差转化为工艺上可以直接测量或直接控制的工艺尺寸及公差。通过对转化后的工艺尺寸、公差的控制，间接地保证工件设计尺寸及其公差的要 。

选用强度高、变形系数孝切削性能好的硬质合金铣刀，并分3层进行加工，更有效地保证了传感器孔的尺寸精度和位置精度 。

3 工装夹具设计夹具体是双斜孔工件加工的重要部分，夹具体的误差与零件位置精度密切相关。工件简图见图1，其中61o双斜孔为待加工孔。对这种类型的双斜孔，常用的方法是用-面两孔定位方法 (工件底面Q及其面上的两处相距最远的 7.8孔)进行定位 J。

如 图 2所示 ，把工件上双斜孔的轴线抽象为工件三维简 图中的- 条直线 MN。

根据立铣床加工要求 ，需把直线 MN调整为铅垂线，因此工件需经过两次旋转 ：首先把直线 MN所在的平面 沿 逆 时 针 旋 转 Ol 图2 工件三维简图角；然后再将工件旋转 角。因此，所需的夹具体应能保证工件放在-倾角为口的斜面上，且两定位销的连线与水平线成 Ol角 (见图3)。

图3 加工用夹具体简图平 面P夹具体是由组合夹具组成，底平面 P和斜面 Q由两块平板组成，以此保证平面度及角度口。然后在面 Q安装圆柱销 A，并以此为基床装菱形销B，同时保证圆柱销 A、菱形销 B与工件定位面 Q的垂直度要求及角度 。

夹具原点为圆柱销 A与平面Q交点，按几何关系计算双斜孔中心坐标位置，由X 、Y 计算第-次转直后的 、Y：，再由 、Yz计算第二次转直后的：、Y ，公式如下：112.6Y112.62 lCOSOL-Y1 sinot12.6×cos33。-45×sin33 o -13. 94Y2 Y1COSO/ 1 sinot 45×cos33。12. 6×sin33o44.602 2 -13.94Y 2Y2cos/345×cos50。28.668夹具用百分表调整 ，缸盖装夹后，用定位球及百分表找正 .8孔后， 向移动 -13.94，Y向移 动28.668，就是要加工的双斜孔的位置。

4 刀具选用610孔从缸盖表面-直下穿到距底面9.4 mm处 ，由两段组成。普通刀具太长强度较弱，容易弯曲变形，无法满足加工要求，镗刀又加工不到底下那段。

因此，作者采取分层加工方法加工 4，1o双斜孔，并选用了整体合金铣刀。如图4，该刀具强度高，变形系数小，而且具有很高的精度保持能力 。

/两刃LI 兰 .[ ! ： .J 图4 加长合金刀具5 加工过程该双斜孔的公差要求虽然不是很高，但是想在普通铣床上实现也不是件容易的事。由于技术上的困难，加工时无法直接测量和控制其尺寸公差，在安装夹具时，作者采用百分表调整，用定位球销及百分表找正 .8孔，双斜孔 的 、Y、z实际位移量通过计算得出。铣床精度不高，加工时，采用了百分表与量块结合移距法 。

4，1o孔分为3把刀进行加工，即先用 8普通两刃铣刀粗加工第-段，然后再用短的61o合金铣刀精加工第-段 610孔至尺寸 (铣刀经过试切可以保证尺寸要求)。此时，第-段61o孔可以为4，1o合金铣刀完成第二段 10孔底部的加工起到导 向和支撑作用，以便达到上下同轴度的要求。最后用中心钻和(下转第47页)第 14期 冷雪锋：数控折弯机控制器的算法研究 ·47· l sj-号 ·(2t2m3t · )-LVmax(2 )-D·(2 ：3 · )l/ 厶 J(9)由前面的举例中，Vm 120 mm/s，A 800mm/s ，t 0.05 s，T20.1 S，t 0.2 S， 0.1s，D 400 mm/s 。

设定s50 mm，s 4 mm，则 si46 mm，由式(9)可得：r40.03 S。

工进2文中不讨论。回程位移为总位移，分析过程与进程 1相似，文中也不讨论。

2 参数遍历由上面分析得出的算法，对A 和D 在各自的取值区间内遍历 ，绘出-组速度 -时间曲线和速度 -位移曲线，然后综合分析，得出最适合系统的A 和D 的取值。

实例如前面，Vm 120 mm/s，ti 0.2 S，tid0.5 S，用 MATLAB仿真，绘出工进 1的-组速度 -时间曲线 ，如图4所示。

150100喜呈蠢 500时间，s(a)速度-时间曲线0 5 10 l5 20 25 30 35 40 45 50位移/ram(b)速度.位移曲线图4 速度 -时间曲线簇和速度 -位移曲线簇通过速度 -时间曲线簇和速度 -位移曲线簇可以看到：每-条曲线的加加速度是不-样的，可以根据具体的系统来选择合适的曲线。

3 结束语研究数控折弯机控制器的算法，对上模的纵向运动采用s形算法控制，解决了算法中的参数取值问题，并给出实例；用 MATLAB仿真，通过在 A 和D 的参数取值区间内遍历，绘出速度 -时间曲线簇和速度 -位移曲线簇，并由实际系统选择合适的曲线。文中研究的算法已经应用在了实际的数控折弯机系统中，实际证明：该算法使数控折弯机高效、可靠，又使系统具有很好的柔性，避免上模对工件造成机械冲击，也避免油对油缸造成冲击，收到了良好的效果，为设计数控折弯机控制器提供了很好的解决方案。