CN107498268B - 一种汽车前轴自动化加工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及汽车零部件加工技术领域，具体涉及一种汽车前轴自动化加工工艺。该工艺所有精加工工序在同一加工设备的两个对称的加工单元上、对汽车前轴的两边同时进行加工而完成，依次按照钻钢板弹簧座平面的中心孔，钻钢板弹簧座平面钢板位十孔，粗、精加工主孔上、下端面，U钻、精镗主销孔，钻拳头锁销孔，前轴翻转90°再锪钢板弹簧座背八孔台，倒角和铣拳头外圆顺序进行。该工艺一次装夹，全自动加工完所有尺寸，完成一根前轴加工只需4min，生产效率大大提高；且前轴产品质量得到很大提高，完全可以达到产品图样要求，弥补了国内前轴切削加工质量方面、特别是因基准更换而造成的主锁销中心距及主孔孔径等高精度难以保证的问题。

Description

一种汽车前轴自动化加工工艺

技术领域

本发明涉及汽车零部件加工技术领域，具体涉及一种汽车前轴自动化加工工艺。

背景技术

前轴为汽车的主要构造之一，成品被称做“前轴总成”，它位于汽车的前部，于是又名前桥，用于安装前轮，支撑汽车前部重量，用前悬架与车架连接。除承受汽车重量外，还承受地面和车架之间的垂直载荷、制动力、侧向力以及侧向力所引起的弯距等，它利用转向节带动前轮绕主销而使汽车转向，因此又称转向桥。同时汽车前轴作为安保件，其加工精确度决定整车转向系统的装配性能，因此，需要有效的手段来保证产品的加工质量。

而传统加工工艺的步骤主要是铣钢板大面－钻钢板中心及骑马螺栓孔－粗铣两主销孔上下端面－U钻主销孔；－粗精镗主销孔、车端面－钻铰锁销孔－锪钢板背孔台。然而，采用以上工序时，因为第一道加工基准为毛面，会造成拳头的垂直度不易保证，造成前轴两中心线易超差；另外钢板位底面四个点接触，基准过定位，会造成钢板位四个边加工厚度不均匀，拳头加工量也会出现偏差。

传统汽车前轴加工工艺的每一道工序需要一台设备，如铣面时采用标准铣刀盘的板簧面和拳部面分别加工的组合铣床方案，由于是采用标准铣刀盘，当遇到加工余量过大的工件时，不得不人工调刀多次铣削；普通的10孔和沉孔的加工一般采用多轴钻削(锪削)的专机方案和摇臂钻床配专用钻模夹具的通机方案。例如采用通用摇臂钻床、通用的钻头、扩孔刀及铰刀进行传统工艺加工前轴实验时，对15根前轴进行了以主销孔定位钻锁销孔的工艺实验(以EQ153为试验对象)，试验数据如下：

(1)EQ153前轴主孔孔径：Φ47mm，锁销孔孔径：Φ16mm，要求主销孔到锁销孔中心距为25mm±0.1mm；

(2)刀具：钻头Φ14mm，扩刀Φ15mm，铰刀Φ16mm，在加工时各配有相应的钻扩铰套。

结果显示，每加工一根前轴需15min；15根前轴共有30个锁销孔，主锁销孔中心距在25mm±0.1mm的有8个，主锁销中心距在25mm±0.1mm～25mm±0.2mm之间的有18个，主锁销中心距25mm±0.2mm以上的有4个。可见，该传统工艺达到产品技术要求的只有30％左右。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的在于提供一种缩短生产周期、提高工作效率的汽车前轴加工工艺，使前轴的加工更加快速、高效、质量稳定性更好。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明提供了一种汽车前轴自动化加工工艺，包括以下工序：

(1)前轴粗加工准备：依次包括粗铣钢板弹簧座平面工序和粗铣拳头上下单面工序，在两台普通机床上完成；

(2)上料：人工将粗加工后的毛坯，送至加工线的桁架行程范围内的上料架上；

(3)前轴精加工：依次包括钻钢板弹簧座平面的中心孔，钻钢板弹簧座平面钢板位十孔，粗、精加工主孔上、下端面，U钻、精镗主销孔，钻拳头锁销孔，前轴翻转90°再锪钢板弹簧座背八孔台，倒角和铣拳头外圆，精加工完成后，桁架自动夹持工件至下料道；

(4)下料：机械手吊具从下料道抓取成品工件。

作为本发明的进一步方案，所述加工工艺的前轴精加工所有工序是在同一加工设备的两个对称的加工单元上、对汽车前轴的两边同时进行加工而完成的。

作为本发明的进一步方案，所述粗铣拳头上下端面之前检验毛坯拳上下面加工面，检查拳头扭曲程度。

作为本发明的进一步方案，所述U钻主销孔工序之前用探头在机内进行直径测量，通过计算机自动分析计算出拳头孔的中心，确保壁厚对称。

作为本发明的进一方案，所述工序中U钻主销孔时，利用主轴偏摆结构加工主销孔内倾角；在主销孔部位对刀具采用上下定位装夹方式，钻锁销孔时，分别装夹钻头、铣刀及铰刀完成钻-铣-钻-铰四个加工过程。

作为本发明的进一步方案，所述步骤(1)中粗铣钢板弹簧座平面工序保证钢板弹簧座平面的平面度≤0.25，钢板弹簧座平面粗糙度Ra≤25μm。

作为本发明的进一步方案，所述步骤(3)中U钻、精镗主销孔工序保证主销孔端端面粗糙度Ra≤1.6μm，主销孔内粗糙度Ra≤1.6μm，主销孔上下端面垂直度≤0.05。

作为本发明的进一步方案，所述步骤(3)钻拳头锁销孔工序保证锁销孔粗糙度Ra≤3.2μm。

作为本发明的进一步方案，所述工序(3)的前轴精加工步骤也可以依次包括钻钢板弹簧座平面的八孔，钢板翻转，锪钢板弹簧座背孔，钻钢板弹簧座平面钢板位孔，U钻、精镗主销孔，钻拳头锁销孔，倒角和铣拳头外圆，精加工完成后，工件补送至下料道。

本发明的有益效果：本发明公开的一种汽车前轴自动化加工工艺，一次装夹，全自动加工完所有尺寸，完成一根前轴加工只需4min，生产效率大大提高，且大大减轻了工人的劳动强度；前轴产品质量得到很大提高，完全可以达到产品图样要求，弥补了国内前轴切削加工质量方面特别是主锁销中心距难以保证的不足；本发明的汽车前轴自动化加工工艺加工精度高、操作方便、简洁高效。

具体实施方式

展示一下实例来具体说明本发明的某些实施例，且不应解释为限制本发明的范围。对本发明公开的内容可以同时从材料、方法和反应条件进行改进，所有这些改进，均应落入本发明的的精神和范围之内。

汽车前轴的加工有其特点和典型性：零件呈长杆类形状且重，合金类的材质硬度较高，还有几处机加工中的难点，具体包括平面加工和孔加工。

1.平面加工

有两处加工平面：两个钢板弹簧座平面和两端主销孔上下端面，这六个面相互有位置要求。

2.孔加工

按加工精度分有普遍的光孔(钢板弹簧座平面上10孔)，普遍的沉孔，中等精度的光孔(锁销孔)，高精度的光孔等(7级精度的主销孔)。其中钢板弹簧座平面上10孔要求不高，主要是效率问题，还需要选择其中的两个孔作为一面两销的定位销孔；两个主销孔是前轴最重要的加工部位，其关联因素也较多：有其本身的尺寸和形状公差及其表面粗糙度，有两个孔的位置要求，有壁厚差要求，还有端面与其垂直度的要求；锁销孔主锁止主销用的，装配一个带有斜面的锁销，因此，该孔必须与主销孔交叉，并且对主销孔有比较严格的位置要求。

实施例：汽车前轴自动化加工工艺

本发明提供了一种汽车前轴自动化加工工艺，所述加工工艺的所有工序是在同一加工设备如荷兰Unisign前轴加工中心的两个对称的加工单元上，对汽车前轴的两边同时进行加工而完成的，具体包括以下工序：

(1)前轴粗加工：依次包括粗铣钢板弹簧座平面工序和粗铣拳头上下单面工序，其中粗铣拳头上下单面之前检验毛坯拳端上下面加工面，检查拳头扭曲程度；铣钢板弹簧座平面工序保证钢板弹簧座平面的平面度≤0.25，钢板弹簧座平面粗糙度Ra≤12.5μm。

(2)上料：人工放置毛坯件至加工装置的上料道；人工将工件放到料道上面，全部装满，人就可以走开，料道里面的料快用完的时候会自动提醒工人过来在上料道上料。机机械手拿走一件料，料道会前进一步，直到检测到工件。

(3)前轴精加工：依次包括钻钢板弹簧座平面的中心孔，钻钢板弹簧座平面钢板位孔，U钻、精镗主销孔，精铣拳头上、下端面，钻拳头锁销孔，钢板翻转，锪钢板弹簧座背孔，倒角和铣拳头外圆，精加工完成后，工件补送至下料道；其中U钻主销孔工序之前用探头在机内进行直径测量，通过计算机自动分析计算出拳头孔的中心，确保壁厚对称；钻主销孔时，在主销孔部位对刀具采用上下定位装夹方式，钻锁销孔时，分别装夹钻头、铣刀及铰刀完成钻-铣-钻-铰四个加工过程。U钻主销孔工序保证主销孔端端面粗糙度Ra≤1.6μm，主销也内粗糙度Ra≤1.6μm，主销孔上下端面垂直度≤0.05；钻拳头锁销孔工序保证锁销孔粗糙度Ra≤3.2μm。

(4)下料：机械手吊具从下料道抓取成品工件。

在本实施例中，步骤(3)的前轴精加工过程也可以依次包括钻钢板弹簧座平面的中心孔、钢板翻转、锪钢板弹簧座背孔、钻钢板弹簧座平面钢板位孔、U钻主销孔、钻拳头锁销孔倒角和铣拳头外圆，精加工完成后，工件补送至下料道。

本发明的汽车前轴自动化加工工艺试验

设备：荷兰Unisign前轴加工中心；

刀具：荷兰Unisign前轴加工中心专用的钻头、扩孔刀及铰刀；

夹具：采用500盘面A轴360度回转台的结构，液压夹具自动锁紧，夹紧速度快，柔性好，油开缸和夹紧位置可调整。

试验结果：每完成一个前轴加工需8min，与传统工艺相比，加工效率大大提高；15根前轴共30个孔，符合产品技术要求的为30个，达到100％。且主销孔端端面粗糙度达到Ra1.6μm，主销孔内粗糙度达到Ra1.6μm，主销孔上下端面垂直度为0.06，锁销孔粗糙度Ra达到了Ra3.2μm，均符合加工要求。由于采用气动夹具，工人的劳动强度也大大减轻。原因在于采用了专用设备，一次装夹，全自动加工完所有尺寸，在强度及刚度方面得到了保证，且效率得到提高。以精度较高的主销孔定位确保定位基准的可靠性，以利刀具加工。

本发明公开的一种汽车前轴自动化加工工艺，一次装夹，全自动加工完所有尺寸，两台机床联线，全自动化作业，每件平均4分钟。与传统加工工艺比较，生产效率大大提高，且大大减轻了工人的劳动强度；前轴产品质量得到很大提高，完全可以达到产品图样要求，弥补了国内前轴切削加工质量方面特别是主锁销中心距难以保证的不足；本发明的汽车前轴自动化加工工艺加工精度高、操作方便、简洁高效。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种汽车前轴自动化加工工艺，其特征在于，包括以下工序：

(1)前轴粗加工准备：依次包括粗铣钢板弹簧座平面工序和粗铣拳头上下单面工序，在两台普通机床上完成；

(2)上料：人工将粗加工后的毛坯，送至加工线的桁架行程范围内的上料架上；

(3)前轴精加工：依次包括钻钢板弹簧座平面的中心孔，钻钢板弹簧座平面钢板位十孔，粗、精加工主孔上、下端面，U钻、精镗主销孔，钻拳头锁销孔，前轴翻转90°再锪钢板弹簧座背八孔台，倒角和铣拳头外圆，精加工完成后，桁架自动夹持工件至下料道；所述加工工艺的前轴精加工所有工序是在同一加工设备的两个对称的加工单元上、对汽车前轴的两边同时进行加工而完成的；

(4)下料：机械手吊具从下料道抓取成品工件。

2.根据权利要求1所述的一种汽车前轴自动化加工工艺，其特征在于，所述粗铣拳头上下端面之前检验毛坯拳上下面加工面，检查拳头扭曲程度。

3.根据权利要求1所述的一种汽车前轴自动化加工工艺，其特征在于，所述U钻主销孔工序之前用探头在机内进行直径测量，通过计算机自动分析计算出拳头孔的中心，确保壁厚对称。

4.根据权利要求1所述的一种汽车前轴自动化加工工艺，其特征在于，所述工序中U钻主销孔时，利用主轴偏摆结构加工主销孔内倾角；在主销孔部位对刀具采用上下定位装夹方式，钻锁销孔时，分别装夹钻头、铣刀及铰刀完成钻-铣-钻-铰四个加工过程。

5.根据权利要求1所述的一种汽车前轴自动化加工工艺，其特征在于，所述步骤(1)中粗铣钢板弹簧座平面工序保证钢板弹簧座平面的平面度≤0.25，钢板弹簧座平面粗糙度Ra≤25μm。

6.根据权利要求1所述的一种汽车前轴自动化加工工艺，其特征在于，所述步骤(3)中U钻、精镗主销孔工序保证主销孔端端面粗糙度Ra≤1.6μm，主销孔内粗糙度Ra≤1.6μm，主销孔上下端面垂直度≤0.05。

7.根据权利要求1所述的一种汽车前轴自动化加工工艺，其特征在于，所述步骤(3)钻拳头锁销孔工序保证锁销孔粗糙度Ra≤3.2μm。

8.根据权利要求1所述的一种汽车前轴自动化加工工艺，其特征在于，所述工序(3)的前轴精加工步骤也可以依次包括钻钢板弹簧座平面的八孔，钢板翻转，锪钢板弹簧座背孔，钻钢板弹簧座平面钢板位孔，U钻、精镗主销孔，钻拳头锁销孔，倒角和铣拳头外圆，精加工完成后，工件补送至下料道。