石社轩 邓 晓

(河南工业职业技术学院 柔性制造河南省工程实验室,河南 南阳473009)

1 问题的提出

中凸变椭圆曲面是柴油机活塞裙部理想的型面,中凸曲面形状复杂、加工难度大,传统的是靠模加工一种靠模只能适用于一种曲面,不利于多品种、多尺寸的活塞的加工；专用的活塞加工机床能够快速加工活塞,但是专用设备的成本较高,用通用设备加工,适应性好,但用时较多。

随着智能加工技术的发展,生产多种产品的柔性生产线会越来越普及,发动机活塞的柔性生产也成为一种加工方式,本文研究中凸变椭圆曲面的五轴数控加工的可行方法。

2 方案综述

五轴加工中心以其良好的加工特性而应用于复杂型面的加工,加工中心和普通机床组合方式,以五轴加工中心为核心组成的柔性化生产线,能够充分发挥普通机床和加工中心的作用,实现活塞中凸变椭圆曲面的加工,可以生产多种批次和多品种的活塞零件。

本项目研究活塞椭圆曲面的五轴数控加工的可行性,具体技术方案是分析活塞裙部特征,选择典型的裙部椭圆尺寸段,运用有限元法进行分析模拟,完成曲面造型,利用UG 生成机械加工工艺,运用五轴进行零件关键部位加工。

3 方案实施

3.1 活塞特征段的选择

6110 柴油机是我国自主研发的柴油机,广泛应用于大型客车上,6110 型发动机的活塞(简称“活塞”)公称直径为110mm,活塞主视图(部分) 见图1,活塞裙部是典型的中凸椭圆曲面,裙部直径尺寸沿高度方向变化,呈现上小下大的特点,裙部的椭圆度同样沿裙部高度方向在变化,有三个典型的横截面的控制点的尺寸,该活塞是中凸变椭圆活塞的典型的代表。……