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自动补偿在国内主流汽车发动机厂精镗工序中的应用(一)

彩票顺口溜ZUOZHE:JINBAILIANZHOUCHENG       SHIJIAN:2011-02-02

轴承及轴承相关技术文章(轴承供应商网提供) 关键字:轴承,   本文简要介绍了精镗自动补偿这一在现代汽车制造业有着成功应用的控制技术,并以发动机缸孔加工为例,根据对国内主流汽车发动机厂实际应用情况的调研,分析了企业在规划该工序时做出的不同工艺选择。文章还结合实例,介绍了典型的补偿模式。  1精镗自动补偿技术  (1)概述  精镗自动补偿是一项已诞生多年的成熟技术,是现代机械制造业中被称为“自动补调”的控制技术中十分重要且很有代表性的一种。在发动机的主要零部件,如缸体、连杆等的孔加工中得到了较为广泛的应用。以缸体加工为例,缸孔的精镗是最重要的工序之一,涉及的尺寸精度和形位误差将直接影响发动机的质量。而实际使用效果表明,若在精镗工序中增加自动补偿环节,就能显著提高该工序的运行质量,主要反映在以下几方面:  ①由于自动补偿系统可以补偿刀具磨损以及温度和其它不稳定因素的影响,且切削刃的补偿量能达到1μm,故改善、提高工件质量的效果明显。  ②可以减少调刀次数,提高工序效率(尤其是在将半精镗与精镗结合在同一工序里时)。  ③通过改善机床性能,可将普通机床升级为精密机床。  (2)精镗自动补偿功能的实现  自动补偿系统由随机检测、(信号)反馈补偿和具有微调功能的镗头等三部分组成。在发动机主要零部件中,除了缸体外,在连杆加工中应用镗孔自动补偿系统也较多,但补偿原理和系统组成是完全相同的。其工作循环为:镗刀在加工孔后退出,由电子塞规(测头)对工件进行测量;然后测头退出,检测信息送入测量仪,经放大和A/D转换后送到补偿控制单元,在其中进行运算后,做出相应的判断,若需要实施补偿,就向补偿执行器发出相应的指令;补偿执行器可以有不同的形式,图1所示为伺服电机,此时需通过连轴器转换为拉杆的轴向移动,有时还需要配以冷却液供应装置;最后,由拉杆产生位移,并通过具有微调功能的镗头(刀)引起镗刀切削刃(刀尖)的径向位移,从而完成镗孔过程中刀具的自动补偿。  在组成系统的三要素中,由测头/电子塞规与测量仪组成的随机检测部分其实与常用的线外检测装置相同。而在组成(信号)反馈补偿系统的控制器、执行单元和辅助部件中,控制器已经产品化,一般由随机检测的供应厂商配套提供,当采用伺服电机或步进电机作为执行机构时,还要配置驱动电源。著名的量仪公司MARPOSS就采用这种方式与机床厂合作,以满足用户需要。因此,在发动机厂规划人员做出的缸孔精镗自动补偿的工艺选择中,除了补偿的执行方式外,系统三要素中的最后一个要素??具有微调功能的镗头(刀)的选择就显得尤为重要。必须指出,近年来,上述系统中的测量仪和补偿控制单元已经一体化,为通用的、以工控机为基础的计算机辅助测量系统所取代(如MARPOSS公司的E9066产品)。  迄今,在精镗补偿系统中,采用斜楔机构的微调镗刀所占比例仍然最大,虽然实际应用中的刀具在具体结构上会有一些差异,乃至拉杆的驱动方式也完全不同,但其基本工作原理均相同。此类镗刀如图2所示。从图中可见,其中部的拉杆的前端有一角度很小的斜楔,与斜楔紧密接触的是一杠杆上部的短柱,而精镗刀片就安装在杠杆下部的前端。这样,当拉杆前后移动时,就会引起刀尖的微小径向位移。依据知悉的斜楔角度和杠杆比,就能建立拉杆的轴向位移量与刀尖径向位移之间的数学关系,以实现量化的刀具微调。  (3)精镗自动补偿的补偿模式  但是,经由随机检测后输出的测量信息,又是如何转化为相应的补偿指令,并确定刀尖径向位移量的呢?这是通过控制单元(补偿控制器)对检测结果的运算、处理,并作出相应判断后向驱动装置发出指令来实现的。只是运算、处理的模式(即执行补偿的数学模型)必须由用户的工艺部门、质量部门根据自身情况来决定。

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