CN104759949A - 车辆变速器换挡挡块的精加工方法 - Google Patents

车辆变速器换挡挡块的精加工方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种车辆变速器换挡挡块的精加工方法，采用顶工作面加工磨床对换挡挡块的顶工作面进行精加工，采用底工作面加工磨床对换挡挡块的底工作面进行精加工，能够使换挡挡块的顶工作面和底工作面的表面粗糙度Ra不大于0.4μm，从而提升换挡过程中的操作体验。

Description

车辆变速器换挡挡块的精加工方法
技术领域
 本发明涉及一种机加工方法，具体涉及一种车辆变速器换挡挡块的精加工方法。
背景技术
车辆变速器的换挡挡块用于车辆在行驶过程中的换挡操作。现有的换挡挡块，普遍存在的问题是换挡过程中的操作体验不佳。
为此，提出一种如图1、图2所示的车辆变速器的换挡挡块，包括挡块本体1-1，挡块本体1-1的一侧面形成有凸耳1-2；挡块本体1-1开设有用于连接换挡轴的连接孔1-3，连接孔1-3沿挡块本体1-1的长度方向延伸；
挡块本体1-1的底面和顶面为换档时的工作面；工作面的表面加工精度直接决定换挡时的顺畅程度；挡块本体1-1的底工作面为圆弧面Y；挡块本体1-1的顶工作面的中心形成圆弧凸起，圆弧凸起的中心形成中间凹面X2；圆弧凸起的两侧分别形成左凹面X1、右凹面X3；中间凹面X2与圆弧凸起平滑连接；左凹面X1、圆弧凸起、右凹面X3依次平滑连接；左右两个凹面X1、X3相对于中间凹面X2对称；中间凹面X2的高度大于左右两个凹面X1、X3。
现有的加工工艺，一般采用铣床对换挡挡块的顶工作面和底工作面进行加工。这种加工方法所形成的顶工作面和底工作面的粗糙度大，表面光滑度无法达到满意的效果，导致了换挡时的操作体验不佳。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种车辆变速器换挡挡块的精加工方法，它可以确保换挡挡块的顶工作面和底工作面的加工精度。
为解决上述技术问题，本发明车辆变速器换挡挡块的精加工方法的技术解决方案为，包括以下步骤：
第一步，组装工件组10；
将多个工件1-1和多个挡环10-2依次穿入固定圆棒10-1，使相邻工件1-1之间通过挡环10-2隔开，使各工件1-1固定于固定圆棒10-1上；各工件1-1的顶工作面朝上；
第二步，将工件组10的固定圆棒10-1固定于顶工作面加工磨床的夹具7上；
使第二气缸7-4的行程杆下降，带动锁板7-5绕转轴7-6转动，使锁板7-5的自由端上翘；然后将组装好的工件组10的固定圆棒10-1放入竖板7-2的V形槽7-2-1内；
使第二气缸7-4的行程杆复位，带动锁板7-5绕转轴7-6反向转动，使锁板7-5的自由端下压，锁板7-5将固定圆棒10-1的端部锁死固定在竖板7-2的V形槽7-2-1内；
第三步，固定工件组10的各工件1-1；
使第一气缸7-7的行程杆伸出，第一气缸7-7的行程杆与横条7-3上的顶块7-3-1共同产生夹紧力，从两侧将工件组10上的工件1-1夹紧固定；
第四步，确定砂轮5的打磨高度；
驱动工作台3沿水平导轨2纵向运动，使工作台3上的仿形轮6位于砂轮5的正下方；通过砂轮电机驱动砂轮5下移，直至砂轮5的下表面与仿形轮6的上表面接触吻合，使砂轮5停止下移，从而确定砂轮5的打磨高度；
第五步，对工件的顶工作面进行打磨；
再次驱动工作台3沿水平导轨2纵向运动，使夹具7上的其中一个工件1-1位于砂轮5的正下方；使砂轮5旋转，同时使工作台3沿水平导轨2纵向往复运动，砂轮5对工件1-1的顶工作面进行打磨；
所述使工作台3沿水平导轨2纵向往复运动的行程范围略大于工件的长度。
第六步，对下一工件的顶工作面进行打磨；
驱动工作台3沿水平导轨2纵向运动，使工作台3上的仿形轮6位于砂轮5的正下方；通过砂轮电机驱动砂轮5下移，直至砂轮5的下表面与仿形轮6的上表面接触吻合，使砂轮5停止下移，再次确定砂轮5的打磨高度；
驱动工作台3沿水平导轨2纵向运动，使夹具7上的下一工件1-1位于砂轮5的正下方；使砂轮5旋转，同时使工作台3沿水平导轨2纵向往复运动，砂轮5对下一工件1-1进行打磨；
所述使工作台3沿水平导轨2纵向往复运动的行程范围略大于工件的长度。
第七步，将完成顶工作面加工的工件从顶工作面加工磨床转移至底工作面加工磨床，将工件夹持于底工作面加工磨床上；
旋转螺杆A8-2，使螺杆A8-2沿螺纹座A8-1向下运动，螺杆A8-2带动顶块A8-4沿滑座A8-3向下运动，使顶块A8-4卡住工件，使底工作面加工磨床的爪盘A8对工件进行夹持固定；
第八步，先通过磨头驱动电机A13的驱动使磨头A12旋转，并通过修正轮驱动电机A11的驱动使修正轮A9旋转；
然后通过操作平台电机A6驱动工件操作平台A2沿纵向导轨A4移动，直至修正轮A9与磨头A12接触匹配，使工件操作平台A2停止移动；
第九步，通过操作平台电机A6驱动工件操作平台A2沿纵向导轨A4反向移动，直至工件与磨头A12处于同一横轴，则此时工件处于打磨工位；
第十步，通过加工平台电机A7驱动加工平台A3带动磨头A12沿横向导轨A5向前移动一距离M，使磨头A12与爪盘A8所夹持的工件的底工作面发生接触，使加工平台A3停止移动；
所述加工平台A3沿横向导轨A5向前移动的距离为修正轮A9与爪盘A8所夹持的工件在横向所形成的间距。
第十一步，通过爪盘电机驱动爪盘A8带动所夹持的工件往复转动，此时磨头A12在磨头驱动电机A13的驱动下旋转，磨头A12对工件的底工作面进行打磨。
所述爪盘A8带动所夹持的工件往复转动的角度范围为换挡挡块的底工作面的圆弧面所对应的圆心角大小。
本发明可以达到的技术效果是：
采用本发明对换挡挡块的顶工作面和底工作面进行精加工，能够使换挡挡块的顶工作面和底工作面的表面粗糙度Ra不大于0.4μm，从而提升换挡过程中的操作体验。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
图1是车辆变速器的换挡挡块的示意图；
图2是图1的后视图；
图3是本发明用于加工换挡挡块顶工作面的仿形磨床的示意图；
图4是本发明的砂轮的示意图；
图5是本发明的夹具的示意图；
图6是本发明的夹具的另一角度示意图；
图7是本发明的工件组的示意图；
图8是本发明的锁板处于上翘状态的示意图；
图9是本发明用于加工换挡挡块底工作面的磨床的示意图；
图10是本发明的爪盘的示意图；
图11是本发明的爪盘的顶块与滑座的连接示意图。
图中附图标记说明：
1为机架，                2为水平导轨，
3为工作台，              4为支架，
5为砂轮，                6为仿形轮，
7为夹具，
7-1为底板，              7-2为竖板，
7-2-1为V形槽，          7-3-1为顶块，
7-3为横条，              7-4为第二气缸，
7-5为锁板，              7-6为转轴，
7-5-1为长圆孔，
7-7为第一气缸，          7-8为支板，
10为工件组，             10-1为固定圆棒，
10-2为挡环，
1-1为挡块本体，          1-2为凸耳，
1-3为连接孔；
A1为机架，               A2为工件操作平台，
A3为加工平台，           A4为纵向导轨，
A5为横向导轨，           A6为操作平台电机，
A7为加工平台电机，       A8为爪盘，
A9为修正轮，             A10为工件，
A11为修正轮驱动电机，    A12 为磨头，
A13为磨头驱动电机，
A8-1为螺纹座，           A8-2为螺杆，
A8-3为滑座，             A8-4为顶块。
具体实施方式
本发明车辆变速器换挡挡块的精加工方法，采用如图3所示的顶工作面加工磨床对换挡挡块的顶工作面进行精加工，采用如图9所示的底工作面加工磨床对换挡挡块的底工作面进行精加工，能够使如图1、图2所示的换挡挡块的顶工作面和底工作面的表面粗糙度Ra不大于0.4μm；
如图3所示，顶工作面加工磨床包括机架1，机架1上固定设置有水平导轨2，水平导轨2上活动设置有工作台3，工作台3能够沿水平导轨2纵向往复运动；工作台3上固定设置有夹具7和仿形轮6；仿形轮6位于工作台3的一端；仿形轮6外圆面的截面形状与换挡挡块的顶工作面的截面形状相同；
机架1上还固定设置有支架4，支架4上固定设置有垂直导轨，垂直导轨上活动设置有砂轮5，砂轮5在砂轮电机的驱动下能够沿垂直导轨上下运动；如图4所示，砂轮5外圆面的截面形状与换挡挡块的顶工作面的截面形状相匹配。
如图5所示，夹具7包括底板7-1，底板7-1上沿纵向间隔设置有三个竖板7-2，三个竖板7-2之间通过横条7-3实现固定连接；
每个竖板7-2的顶面形成有V形槽7-2-1；V形槽7-2-1用于支撑工件组10；
如图7所示，工件组10包括固定圆棒10-1，固定圆棒10-1上固定穿设有三个工件1-1，相邻工件1-1之间通过挡环10-2隔开；挡环10-2的高度与工件1-1的凸耳1-2相匹配；
工件组10沿纵向架设于两个竖板7-2之间；工件组10的固定圆棒10-1端部搁置在竖板7-2的V形槽7-2-1内；
工件组10的一侧设置有三个第一气缸7-7，第一气缸7-7的行程杆沿横向延伸，第一气缸7-7与工件组10的工件1-1一一对应；第一气缸7-7通过支板7-8固定设置于底板7-1上；
如图6所示，V形槽7-2-1位于横条7-3与第一气缸7-7之间；横条7-3上对应于第一气缸7-7的位置设置有顶块7-3-1；当第一气缸7-7的行程杆伸出时，与横条7-3上的顶块7-3-1共同产生夹紧力，从两侧将工件组10上的工件1-1夹紧；
竖板7-2的一侧设置有第二气缸7-4，第二气缸7-4的行程杆沿垂直方向延伸；
第二气缸7-4的行程杆固定连接锁板7-5的固定端，锁板7-5的自由端与竖板7-2的V形槽7-2-1相对应；锁板7-5自由端的形状与工件组10的固定圆棒10-1相匹配；
锁板7-5的铰接部通过转轴7-6连接竖板7-2；锁板7-5的铰接部开设有沿其长度方向延伸的长圆孔7-5-1，转轴7-6活动设置于长圆孔7-5-1内；
当第二气缸7-4的行程杆下降时，带动锁板7-5绕转轴7-6转动，使锁板7-5的自由端上翘，如图8所示；此时可将事先组装好的工件组10放入竖板7-2的V形槽7-2-1内；
当第二气缸7-4的行程杆复位后，带动锁板7-5绕转轴7-6反向转动，使锁板7-5的自由端下压，锁板7-5将固定圆棒10-1的端部锁死固定在竖板7-2的V形槽7-2-1内。
如图9所示，底工作面加工磨床包括机架A1、工件操作平台A2、加工平台A3；
机架A1上固定设置有纵向导轨A4和横向导轨A5，横向导轨A5位于纵向导轨A4的一侧；
工件操作平台A2活动设置于纵向导轨A4上，工件操作平台A2在操作平台电机A6的驱动下能够沿纵向导轨A4纵向往复运动；
工件操作平台A2上沿纵向并列设置有爪盘A8和修正轮A9；
修正轮A9在修正轮驱动电机A11的驱动下能够旋转；修正轮A9的横截面外轮廓形状与换挡挡块的底工作面的横截面外轮廓形状相同；爪盘A8用于夹持待加工工件A10，且修正轮A9沿横向的伸出长度大于爪盘A8所夹持的工件A10的伸出长度（即修正轮A9与爪盘A8所夹持的工件A10在横向形成一间距M）；
爪盘A8在爪盘电机的驱动下能够往复转动；
加工平台A3活动设置于横向导轨A5上，加工平台A3在加工平台电机A7的驱动下能够沿横向导轨A5横向往复运动；
加工平台A3上设置有磨头A12；磨头A12与爪盘A8及修正轮A9相对设置，且修正轮A9与处于初始位置下磨头A12的横向位置相同；当加工平台A3处于初始位置时，磨头A12的横向位置与修正轮A9相匹配；
磨头A12在磨头驱动电机A13的驱动下能够旋转；磨头A12的横截面外轮廓形状与换挡挡块的底工作面的横截面外轮廓形状相匹配。
如图10所示，爪盘A8的端面上部固定设置有螺纹座A8-1，螺杆A8-2垂直穿过螺纹座A8-1，螺杆A8-2的底端固定连接顶块A8-4；
如图11所示，顶块A8-4通过梯形台活动连接滑座A8-3，滑座A8-3固定设置于爪盘A8的端面；
旋转螺杆A8-2，使螺杆A8-2沿螺纹座A8-1向下运动，螺杆A8-2带动顶块A8-4沿滑座A8-3向下运动，使顶块A8-4卡住工件，从而实现爪盘A8对工件的夹持。
本发明车辆变速器换挡挡块的精加工方法包括以下步骤：
第一步，组装工件组10；
将工件1-1和挡环10-2依次穿入固定圆棒10-1，使相邻工件1-1之间通过挡环10-2隔开，使各工件1-1固定于固定圆棒10-1上；各工件1-1的顶工作面朝上；
第二步，将工件组10的固定圆棒10-1固定于顶工作面加工磨床的夹具7上；
使第二气缸7-4的行程杆下降，带动锁板7-5绕转轴7-6转动，使锁板7-5的自由端上翘；然后将组装好的工件组10的固定圆棒10-1放入竖板7-2的V形槽7-2-1内；
使第二气缸7-4的行程杆复位，带动锁板7-5绕转轴7-6反向转动，使锁板7-5的自由端下压，锁板7-5将固定圆棒10-1的端部锁死固定在竖板7-2的V形槽7-2-1内；
第三步，固定工件组10的各工件1-1；
使第一气缸7-7的行程杆伸出，第一气缸7-7的行程杆与横条7-3上的顶块7-3-1共同产生夹紧力，从两侧将工件组10上的工件1-1夹紧固定；
第四步，确定砂轮5的打磨高度；
驱动工作台3沿水平导轨2纵向运动，使工作台3上的仿形轮6位于砂轮5的正下方；通过砂轮电机驱动砂轮5下移，直至砂轮5的下表面与仿形轮6的上表面接触吻合，使砂轮5停止下移，从而确定砂轮5的打磨高度；
第五步，对工件的顶工作面进行打磨；
驱动工作台3沿水平导轨2纵向运动，使夹具7上的其中一个工件1-1位于砂轮5的正下方；使砂轮5旋转，同时使工作台3沿水平导轨2纵向往复运动，砂轮5对工件1-1的顶工作面进行打磨；
第六步，对下一工件的顶工作面进行打磨；
驱动工作台3沿水平导轨2纵向运动，使工作台3上的仿形轮6位于砂轮5的正下方；通过砂轮电机驱动砂轮5下移，直至砂轮5的下表面与仿形轮6的上表面接触吻合，使砂轮5停止下移，再次确定砂轮5的打磨高度；
驱动工作台3沿水平导轨2纵向运动，使夹具7上的下一工件1-1位于砂轮5的正下方；使砂轮5旋转，同时使工作台3沿水平导轨2纵向往复运动，砂轮5对下一工件1-1进行打磨；
随着打磨时间的增加，砂轮5的表面磨损量也在增加，这会导致打磨精度下降；本发明在打磨每个工件之前，先使砂轮5与仿形轮6进行接触吻合，以修正砂轮5的下移余量，从而能够确保砂轮5处于精确的打磨高度。
第七步，将完成顶工作面加工的工件从顶工作面加工磨床转移至底工作面加工磨床，将工件夹持于底工作面加工磨床上；
旋转螺杆A8-2，使螺杆A8-2沿螺纹座A8-1向下运动，螺杆A8-2带动顶块A8-4沿滑座A8-3向下运动，使顶块A8-4卡住工件，使底工作面加工磨床的爪盘A8对工件进行夹持固定；
第八步，先通过磨头驱动电机A13的驱动使磨头A12旋转，并通过修正轮驱动电机A11的驱动使修正轮A9旋转；
然后通过操作平台电机A6驱动工件操作平台A2沿纵向导轨A4移动，直至修正轮A9与磨头A12接触匹配，使工件操作平台A2停止移动；此时可停止修正轮A9的旋转；
由于磨头A12与修正轮A9的横向位置相同，当工件操作平台A2沿纵向导轨A4移动至修正轮A9与磨头A12处于同一横轴时，修正轮A9会与磨头A12发生接触；
第九步，通过操作平台电机A6驱动工件操作平台A2沿纵向导轨A4反向移动，直至工件与磨头A12处于同一横轴，则此时工件处于打磨工位；
由于修正轮A9与爪盘A8所夹持的工件A10在横向形成一间距M，则磨头A12与爪盘A8所夹持的工件A10在横向也形成一间距M，此时磨头A12还不能进行打磨；
第十步，通过加工平台电机A7驱动加工平台A3带动磨头A12沿横向导轨A5向前移动一距离M，使磨头A12与爪盘A8所夹持的工件A10的底工作面发生接触，使加工平台A3停止移动；
第十一步，通过爪盘电机驱动爪盘A8带动所夹持的工件A10往复转动，此时磨头A12在磨头驱动电机A13的驱动下旋转，磨头A12对工件A10的底工作面进行打磨。

Claims (5)

1.一种车辆变速器换挡挡块的精加工方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步，组装工件组；
将多个工件和多个挡环依次穿入固定圆棒，使相邻工件之间通过挡环隔开，使各工件固定于固定圆棒上；各工件的顶工作面朝上；
第二步，将工件组的固定圆棒固定于顶工作面加工磨床的夹具上；
使第二气缸的行程杆下降，带动锁板绕转轴转动，使锁板的自由端上翘；然后将组装好的工件组的固定圆棒放入竖板的V形槽内；
使第二气缸的行程杆复位，带动锁板绕转轴反向转动，使锁板的自由端下压，锁板将固定圆棒的端部锁死固定在竖板的V形槽内；
第三步，固定工件组的各工件；
使第一气缸的行程杆伸出，第一气缸的行程杆与横条上的顶块共同产生夹紧力，从两侧将工件组上的工件夹紧固定；
第四步，确定砂轮的打磨高度；
驱动工作台沿水平导轨纵向运动，使工作台上的仿形轮位于砂轮的正下方；通过砂轮电机驱动砂轮下移，直至砂轮的下表面与仿形轮的上表面接触吻合，使砂轮停止下移，从而确定砂轮的打磨高度；
第五步，对工件的顶工作面进行打磨；
再次驱动工作台沿水平导轨纵向运动，使夹具上的其中一个工件位于砂轮的正下方；使砂轮旋转，同时使工作台沿水平导轨纵向往复运动，砂轮对工件的顶工作面进行打磨；
第六步，对下一工件的顶工作面进行打磨；
驱动工作台沿水平导轨纵向运动，使工作台上的仿形轮位于砂轮的正下方；通过砂轮电机驱动砂轮下移，直至砂轮的下表面与仿形轮的上表面接触吻合，使砂轮停止下移，再次确定砂轮的打磨高度；
驱动工作台沿水平导轨纵向运动，使夹具上的下一工件位于砂轮的正下方；使砂轮旋转，同时使工作台沿水平导轨纵向往复运动，砂轮对下一工件进行打磨；
第七步，将完成顶工作面加工的工件从顶工作面加工磨床转移至底工作面加工磨床，将工件夹持于底工作面加工磨床上；
旋转螺杆，使螺杆沿螺纹座向下运动，螺杆带动顶块沿滑座向下运动，使顶块卡住工件，使底工作面加工磨床的爪盘对工件进行夹持固定；
第八步，先通过磨头驱动电机的驱动使磨头旋转，并通过修正轮驱动电机的驱动使修正轮旋转；
然后通过操作平台电机驱动工件操作平台沿纵向导轨移动，直至修正轮与磨头接触匹配，使工件操作平台停止移动；
第九步，通过操作平台电机驱动工件操作平台沿纵向导轨反向移动，直至工件与磨头处于同一横轴，则此时工件处于打磨工位；
第十步，通过加工平台电机驱动加工平台带动磨头沿横向导轨向前移动一距离，使磨头与爪盘所夹持的工件的底工作面发生接触，使加工平台停止移动；
第十一步，通过爪盘电机驱动爪盘带动所夹持的工件往复转动，此时磨头在磨头驱动电机的驱动下旋转，磨头对工件的底工作面进行打磨。
2.根据权利要求1所述的车辆变速器换挡挡块的精加工方法，其特征在于，所述第五步中使工作台沿水平导轨纵向往复运动的行程范围略大于工件的长度。
3.根据权利要求1所述的车辆变速器换挡挡块的精加工方法，其特征在于，所述第六步中使工作台沿水平导轨纵向往复运动的行程范围略大于工件的长度。
4.根据权利要求1所述的车辆变速器换挡挡块的精加工方法，其特征在于，所述第十步中加工平台沿横向导轨向前移动的距离为修正轮与爪盘所夹持的工件在横向所形成的间距。
5.根据权利要求1所述的车辆变速器换挡挡块的精加工方法，其特征在于，所述第十一步中爪盘带动所夹持的工件往复转动的角度范围为换挡挡块的底工作面的圆弧面所对应的圆心角大小。
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