CN105328207B - 一种双端面端盖的一次装夹加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双端面端盖的一次装夹加工方法，该方法包括以下步骤：利用加长L型卡爪夹持双端面端盖油封室外圆的非加工表面；利用第一和第二刀具对双端面端盖的轴承室进行先粗车后精车的加工；刀架逆时针旋转90°，利用第三刀具对外端面及外端面止口进行先粗车后精车的加工；刀架逆时针旋转90°，利用第四刀具对内端面及内端面止口进行先粗车后精车的加工；刀架逆时针旋转180°，利用第五刀具对油封室进行先粗车后精车的加工；移动刀架，利用第六刀具对外端面止口进行密封圈槽的加工；以此完成双端面端盖的一次装夹加工。本发明解决现有组合刀具结构复杂、安装不便以及难以加工双端面端盖的问题，具有生产效率高，加工质量好等优点。

Description

一种双端面端盖的一次装夹加工方法

技术领域

本发明属于端盖加工领域，更具体地，涉及一种双端面端盖的一次装夹加工方法。

背景技术

双端面凸缘端盖是安装在电机端部承接被驱动设备的零部件，经其止口与电机机座上的止口来配合联接定位，如图1～3所示为双端面凸缘端盖。双端面凸缘端盖的传统加工工艺都是将工件分三次或三次以上装夹于车床的三爪或专用夹具上，如图6所示以N面或U面为粗基准，加工D面、B面、H面、K面和G面，然后掉头以D面为基准，加工Q面和N面，最后再掉头以H面为基准，加工S面和T面。由于每台机床设备夹具本身存在精度误差，大批量生产使夹具定位面磨损误差，每次掉头流转到下道工序时极有可能发生磕碰，造成定位面失真，多个基准形成的基准不一致的问题导致不同基准加工出来的同轴度、平行度和垂直度偏差等多种中间环节的不良因素的影响，使得传统加工工艺加工出来的双面端盖的质量不稳定。

而在电机之中，端盖一端连接电机转子，另一端与外部相匹配的产品连接，因此其两个止口的外圆圆面之间、止口外圆圆面和轴承室内圆圆面之间的同轴度精度和端盖前后两个平面之间的平行度精度以及平面与止口外圆圆面、轴承室内圆圆面之间的垂直度精度都极其重要。如果端盖的加工质量不稳定，将严重影响电机与外部相匹配产品的连接精度，影响整台电机的质量和价格档次。由于同轴度、平行度和垂直度精度误差较大会导致电机转子的偏心振动，产生高分贝的振动噪音，进而影响使用寿命。

现有技术中，对于如何提高凸缘端盖的同轴度、平行度和垂直度已经有了一些技术方案，例如CN98111242.0公开了一种高同轴度中小型双端面端盖的加工工艺及集成组合刀具，该方案通过设立可回避刀具行程空间的夹紧面、不需要旋转车床的刀架以及集成组合刀具，一次性装夹端盖后，实现端盖的连续多工步的精车加工。然而该方案在加工过程中，刀架无需旋转，所有刀具的切削刃都朝着工件，各刀具位于刀架的同侧，因此对于各刀具的安装精度具有较高要求，整个组合刀具结构复杂、安装不便；又如CN201310071513.7公开了一种凸缘端盖的装夹加工工艺，该方案虽然简化了刀具结构，但其不适用于加工带油封室的双端面端盖，适用性差，且其采用了向外撑持的装夹方式，装夹时撑持力大，会导致零部件较大的塑性变形，从而导致加工零部件的合格率低。

发明内容

针对现有技术的上述缺点和/或改进需求，本发明提供了一种双端面端盖的一次装夹加工方法，其中根据双端面端盖的结构特点，相应设计了适用于其一次装夹的加工方法及组合刀具，解决现有组合刀具结构复杂、安装不便以及难以加工双端面端盖的问题，具有生产效率高，加工质量好的优点，适用于普通数控机床上加工高同轴度、平行度和垂直度精度公差值要求很高的双端面端盖。

为实现上述目的，本发明提出了一种双端面端盖的一次装夹加工方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

1)利用机床卡盘的卡爪夹持双端面端盖油封室外圆的非加工表面，所述卡爪为加长的L型卡爪，通过L型卡爪的伸长部分来保证刀具的行程空间，所述L型卡爪的前端与端盖的接触面加工成圆弧形状，以保证夹持端盖时具有更大的接触面积；

2)首先，使用于安装组合刀具的刀架位于初始工位，利用组合刀具中的第一和第二刀具对双端面端盖的轴承室进行先粗车后精车的加工；

3)刀架逆时针旋转90°，利用组合刀具中的第三刀具对双端面端盖的外端面及外端面止口进行先粗车后精车的加工；

4)刀架再逆时针旋转90°，利用组合刀具中的第四刀具对双端面端盖的内端面及内端面止口进行先粗车后精车的加工；

5)然后，刀架逆时针旋转180°，利用组合刀具中的第五刀具对双端面端盖油封室进行先粗车后精车的加工；

6)最后，先水平移动再竖直移动刀架，利用组合刀具中的第六刀具对双端面端盖的外端面止口进行密封圈槽的加工；以此方式，完成双端面端盖的一次装夹加工。

作为进一步优选的，所述刀架为方形结构，其上安装有四个刀杆，其中第一和第二刀杆水平对称设置在所述刀架上端的左右两侧，第三和第四刀杆水平对称设置在所述刀架下端的左右两侧；所述第一和第二刀具对称设置在所述第一刀杆的上下端面；所述第三刀具设置在所述第二刀杆的下端面；所述第四刀具设置在所述第四刀杆的下端面；所述第六和第五刀具分设在所述第三刀杆的上下两端。

作为进一步优选的，所述第一和第二刀具的结构相同，均为30°的硬质合金刀。

作为进一步优选的，所述第三刀具为45°的硬质合金刀。

作为进一步优选的，所述第四刀具为30°的硬质合金车刀。

作为进一步优选的，所述第五刀具为硬质合金钩刀。

作为进一步优选的，所述第六刀具为硬质合金切刀。

作为进一步优选的，所述六个刀具均能够上下左右调节。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，主要具备以下的技术优点：

1.本发明通过对普通机床卡盘的改进，设计一种加长的端部带圆弧形的L型三爪，并以端盖的油封室外圆为定位基准面，可提供可靠夹持，避免零件的塑性变形，并可避开车刀在车削端盖左边各个面时的行程空间；通过使用组合刀具，在普通数控机床四工位刀架上装上六把车刀，以满足加工要求，可对端盖的油封室进行加工，通过一次装夹即可生产出同轴度、平行度和垂直度要求精度要求很高的凸缘双端面端盖的，节省了工人上下装夹工件的时间，提高了端盖同轴度、平行度和垂直度的加工精度，精度工差等级提高3个等级以上，提高了产品质量，零件合格率高，方法适用性好。

2.本发明还通过对组合刀具中各个部件的结构及其部件之间的装配方式进行设计和研究，获得结构简单、安装方便的多功能组合刀具，能实现双端面端盖的快速加工，解决现有组合刀具结构复杂、安装不便以及难以加工双端面端盖的问题。

附图说明

图1是110ST双端面端盖结构示意图；

图2是130ST双端面端盖结构示意图；

图3是150ST双端面端盖结构示意图；

图4是L型三爪夹持端盖并提供车刀行程空间示意图；

图5是用四工位刀架装六把车刀布局示意图；

图6是双端面端盖所需加工切削面示意图；

图7是刀架在工位1粗、精车H面，K面示意图；

图8是刀架在工位2加工B面，D面示意图；

图9是刀架在工位3加工Q面，N面示意图；

图10是刀架在工位4加工S面，T面示意图；

图11是刀架在工位5加工G面示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

本发明设计出一种通过一次装夹工件就可完成多工步粗精车双端面端盖所有加工面的加工，其包括以下步骤：

1)利用机床卡盘的卡爪夹持双端面端盖油封室外圆的非加工表面；

2)刀架位于初始工位上，利用组合刀具中的第一和第二刀具对双端面端盖的轴承室进行先粗车后精车的加工；

3)刀架逆时针旋转90°，利用组合刀具中的第三刀具对双端面端盖的外端面、外端面止口进行先粗车后精车的加工；

4)刀架逆时针旋转90°，利用组合刀具中的第四刀具对双端面端盖的内端面、内端面止口进行先粗车后精车的加工；

5)刀架逆时针旋转180°，利用组合刀具中的第五刀具对双端面端盖油封室进行先粗车后精车的加工；

6)先水平移动再竖直移动刀架，利用组合刀具中的第六刀具对双端面端盖的外端面止口进行密封圈槽的加工；以此方式，完成双端面端盖的一次装夹加工。

下面将对实现本发明工艺的配套使用的卡爪和组合刀具进行详细的说明。

本发明的卡爪为三爪卡盘，其是对普通四工位刀架、自定心三爪卡盘数控车床的卡盘进行改进获得，通过改变卡盘上三爪的形状，使之能夹持端盖油封室外圆的非加工表面，并保证刀具的行程空间。具体的，如图4所示，本发明的卡爪为加长的L型卡爪，通过L型卡爪的伸长部分来保证刀具的行程空间，L型卡爪的前端与端盖的接触面加工成圆弧形状，以保证夹持端盖时具有更大的接触面积，卡爪前端夹持面采用凸台结构，保证夹持面更有效接触。

本发明的组合刀具包括刀架、刀杆和刀具，由于完成加工端盖至少需要六把不用的车刀，而普通数控车床刀架只有四工位，采用本发明的组合刀具在不改变车床的配置情况下即可在一次装夹端盖后，一次连续多工步粗精车端盖两个端面上所有需要加工的各个面，保证端盖的同轴度，垂直度和平等度。

具体的，如图5所示，本发明的组合刀具包括一方形结构的刀架、四个刀杆和六个刀具，第一刀杆1和第二刀杆2水平对称设置在刀架11上端的左右两侧，第三刀杆3和第四刀杆4水平对称设置在刀架11下端的左右两侧；第一刀杆1上安装有第一刀具5和第二刀具6，该第一和第二刀具用于粗车和精车双端面端盖的轴承室，其对称设置在第一刀杆1的上下端面；第二刀杆2上安装有第三刀具7，该第三刀具7用于粗、精车双端面端盖的外端面、外端面止口，其设置在第二刀杆2的下端面；第三刀杆3上安装有第六刀具8和第五刀具9，该第六刀具8用于对双端面端盖的外端面止口进行密封圈槽加工，该第五刀具9用于粗、精车双端面端盖的油封室，第六刀具8和第五刀具9分设在第三刀杆3的上下两端；第四刀杆4上安装有第四刀具10，该第四刀具10用于粗、精车双端面端盖的内端面、内端面止口，其设置在第四刀杆4的下端面。

更为具体的，第一和第二刀具的结构相同，均为30°的硬质合金刀；第三刀具为45°的硬质合金刀；所述第四刀具为30°的硬质合金车刀；所述第五刀具为硬质合金钩刀；所述第六刀具为硬质合金切刀；六个刀具根据实际加工需求可实现上下左右调节。

以下为本发明的具体实施例：

如图6所示，本实施例的具体加工对象为130机座号LBB系列电机前盖，加工具体包括以下步骤：

1)首先，利用加长的卡爪夹持住端盖的油封室外圆的非加工表面；

2)如图7所示，刀架位于工位1上，利用第一和第二刀具对双端面端盖的轴承室的H面、K面进行先粗车后精车的加工；

3)如图8所示，刀架逆时针旋转90°转到工位2上，利用第三刀具对双端面端盖的外端面、止口的B面、D面进行先粗车后精车的加工；

4)如图9所示，刀架逆时针旋转90°转到工位3上，利用第四刀具对双端面端盖的内端面、止口的Q面、T面进行先粗车后精车的加工；

5)如图10所示，刀架逆时针旋转180°转到工位4上，利用第五刀具对双端面端盖油封室的S面、T面进行先粗车后精车的加工；

6)如图11所示，先水平移动再竖直移动刀架至工位5上，利用第六刀具对双端面端盖的外端面止口进行密封圈槽的加工，从而获得同轴度为0.02mm、垂直度为0.02mm、平等度为0.02mm的双端面端盖。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种带油封室的双端面端盖的一次装夹加工方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

1)利用机床卡盘的卡爪夹持双端面端盖油封室外圆的非加工表面，所述卡爪为加长的L型卡爪，通过L型卡爪的伸长部分来保证刀具的行程空间，所述L型卡爪的前端与端盖的接触面加工成圆弧形状，以保证夹持端盖时具有更大的接触面积，通过该加长的端部带圆弧形的L型三爪，并以端盖的油封室外圆为定位基准面，提供可靠夹持，避免零件的塑性变形，并有效保证刀具在车削端盖各个面时的行程空间；

2)利用组合刀具进行加工，该组合刀具包括刀架、第一至第四刀杆和第一至第六刀具，其中，第一刀杆和第二刀杆水平对称设置在刀架上端的左右两侧，第三刀杆和第四刀杆水平对称设置在刀架下端的左右两侧；第一刀杆上安装有第一刀具和第二刀具，该第一刀具和第二刀具分别用于粗车和精车双端面端盖的轴承室，两者对称设置在第一刀杆的上下端面；第二刀杆上安装有第三刀具，该第三刀具用于粗车和精车双端面端盖的外端面以及外端面止口，其设置在第二刀杆的下端面；第三刀杆上安装有第六刀具和第五刀具，该第六刀具用于对双端面端盖的外端面止口进行密封圈槽的加工，该第五刀具用于粗车和精车双端面端盖的油封室，第六刀具和第五刀具分设在第三刀杆的上下两端；第四刀杆上安装有第四刀具，该第四刀具用于粗车和精车双端面端盖的内端面以及内端面止口，其设置在第四刀杆的下端面；加工时，使刀架位于初始工位，利用组合刀具中的第一和第二刀具对双端面端盖的轴承室进行先粗车后精车的加工；

3)刀架逆时针旋转90°，利用组合刀具中的第三刀具对双端面端盖的外端面及外端面止口进行先粗车后精车的加工；

4)刀架再逆时针旋转90°，利用组合刀具中的第四刀具对双端面端盖的内端面及内端面止口进行先粗车后精车的加工；

5)然后，刀架逆时针旋转180°，利用组合刀具中的第五刀具对双端面端盖油封室进行先粗车后精车的加工；

6)最后，先水平移动再竖直移动刀架，利用组合刀具中的第六刀具对双端面端盖的外端面止口进行密封圈槽的加工；以此方式，采用所述组合刀具在一次装夹端盖后，一次连续多工步粗精车端盖两个端面上所有需要加工的各个面，完成带油封室的双端面端盖的加工，保证端盖的同轴度，垂直度和平等度，从而获得同轴度为0.02mm、垂直度为0.02mm、平等度为0.02mm的双端面端盖。

2.如权利要求1所述的带油封室的双端面端盖的一次装夹加工方法，其特征在于，所述刀架为方形结构，其上安装有四个刀杆，其中第一和第二刀杆水平对称设置在所述刀架上端的左右两侧，第三和第四刀杆水平对称设置在所述刀架下端的左右两侧；所述第一和第二刀具对称设置在所述第一刀杆的上下端面；所述第三刀具设置在所述第二刀杆的下端面；所述第四刀具设置在所述第四刀杆的下端面；所述第六和第五刀具分设在所述第三刀杆的上下两端。

3.如权利要求1或2所述的带油封室的双端面端盖的一次装夹加工方法，其特征在于，所述第一和第二刀具的结构相同，均为30°的硬质合金刀。

4.如权利要求3所述的带油封室的双端面端盖的一次装夹加工方法，其特征在于，所述第三刀具为45°的硬质合金刀。

5.如权利要求4所述的带油封室的双端面端盖的一次装夹加工方法，其特征在于，所述第四刀具为30°的硬质合金车刀。

6.如权利要求5所述的带油封室的双端面端盖的一次装夹加工方法，其特征在于，所述第五刀具为硬质合金钩刀。

7.如权利要求6所述的带油封室的双端面端盖的一次装夹加工方法，其特征在于，所述第六刀具为硬质合金切刀。

8.如权利要求6或7所述的带油封室的双端面端盖的一次装夹加工方法，其特征在于，所述六个刀具均能够上下左右调节。