[发明专利]一种柴油机缸盖阀座孔加工机床的改造方法及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及机械设备技术领域，特别涉及一种柴油机缸盖阀座孔加工机床的改造方法及其应用。

背景技术

在柴油机缸盖的生产过程中，缸盖是柴油机的关键零件，作为柴油机的备件消耗量大，加工周期较长，尤其是进排气阀座孔的加工，由于受汽缸孔径及缸盖间距等因素限制，导致其结构及工艺要素在空间上高度集中，在加工时刀具数量大，控制的要素多。

若采用在常用的卧式或立式加工中心，刀具数量多，加工的辅助时间大，刀具损耗大，经济成本随之升高，不适应批量生产目的。

在加工缸盖的阀座孔时，被加工的阀座孔为缸盖的主要加工要素，尺寸和形位的公差要求严格，一般占缸盖主要加工要素的60%以上，其形位公差一般为：同轴度φ0.03～0.04mm、粗糙度不低于Ra1.6～3.2μm，主要加工要素相对于基准面（燃烧面）的垂直度在0.02mm；按照常规的加工方法，常采用精加工的方法是：多把精镗刀、倒角刀及三面刃铣刀组合加工，对于精度要求高加工要素采用组合镗刀或组合铰刀。

现有技术中，在解决这类问题，通常采用如下方法：

（1）采用卧式加工中心加工，每个加工要素需要一把镗刀，倒角刀、槽铣刀，对于同轴度要求高的孔采用组合镗刀，加工要素愈多，刀具数量越大；随着孔加工深度的增加，在长径比过大，不易振刀；换刀次数增加，辅助时间增加，刀具的成本增大，经济成本也随之升高；不适应小批量多品种的生产。

（2）采用立式加工中心加工，随着孔加工深度的增加，需要机床的工作行程就越大，机床的采购价格就越高，但是由于主轴是立式的，在长径比过大，不易振刀（相对于卧式加工），虽然也能满足加工要求，但是对于目前缸盖的加工精度属于不太经济的加工，属于“大牛拉小车”的现象。

（3）在柴油机缸盖中阀座孔数量多，加工要素集中，在不易控制的毛坯铸造组织不均匀的状况下，孔在加工中容易出现铸造材料的硬点，易发生刀尖的破损，若没有及时发现并处理，易发生缸盖毛坯的报废，甚至机床主轴的受损，导致加工成本增加。

在一些加工小批量多品种的工厂中，以上的方案明显都不适用。

发明内容

鉴于现有技术中存在的上述问题，本发明的主要目的在于提供一种一种柴油机缸盖阀座孔加工机床的改造方法及其应用，以解决现有技术中存在的缺陷。

为了达到上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种柴油机缸盖阀座孔加工机床的改造方法，包括以下步骤：

（1）在机床的主轴端面设置有平旋盘，将其与机床的PLC控制系统电连接；

（2）在机床主轴的刀具的刀柄处加设零件测头，零件测头与PLC控制系统电连接；零件测头能够快速进行工装及零件的快速找正、定位，并且在工序进行中对工件测量将数据反馈与PLC控制系统，以对在加工过程中出现的误差进行修正；

（3）在机床的主轴上加设动态监控仪、振动传感器，动态监控仪、振动传感器与PLC控制系统电连接，对加工时间、刀具位置、刀具编号、刀具转动速度、机床功率、机床扭力、机床切削力进行实时监控。

进一步的，在所述PLC控制系统中还设有数据储存单元，将刀具编号、刀具转动速度、机床功率、机床扭力、机床切削力数据储存。

进一步的，在所述PLC控制系统中还设有自动学习系统。

进一步的，自动学习系统为BP神经网络模块。

一种柴油机缸盖阀座孔加工机床的改造方法的机床的应用，其特征在于包括如下步骤：

（1）使用者在PLC控制系统内设置加工相关数据，加工过程中加工时间、刀具位置、刀具转动速度、机床功率、机床扭力、机床切削力的额定数据值；

（2）开启机床，PLC控制系统根据使用者设置所需加工的数据，控制平旋盘运转状态，来控制机床主轴的加工角度；

（3）设置在机床主轴的刀具的刀柄处的零件测头对机床所加工的零件进行快速找正、定位，并且对加工过程中的尺寸进行测量，将数据反馈与PLC控制系统，PLC控制系统根据操作者输入的额定数据值，控制主轴以修正偏置值；

（4）设置在机床的主轴上的动态监控仪、振动传感器实时监测加工中的加工时间、刀具位置、刀具编号、刀具转动速度、机床功率、机床扭力、机床切削力，并将数据反馈与PLC控制系统，PLC控制系统根据操作者输入的额定数据值进行判断，如果差异过大则控制紧急停止机床。