CN108817850B - 一种适用于大油底壳的机加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于大油底壳的机加工方法，属于零件加工领域，其通过运用四轴转台与尾座组合设置的形式，在两者之间设置可将大油底壳通过夹具装配体固定其上的底板，继而可由四轴转台带动底板上的大油底壳进行绕轴运动，使大油底壳各待加工面分别与加工刀具和角度头对正，再通过加工刀具和角度头的分别进刀依次完成各待加工面的加工。本发明的适用于大油底壳的机加工方法，其加工工序简单，操作便捷，降低了劳动强度和人力成本的投入，以大油底壳的一次装夹便可完成多个待加工面的加工，大大提升了加工效率，减少了因多次装夹所带来的加工误差，提升了加工的精度，从而大大降低了大油底壳的加工成本，具有极佳的应用推广价值。

Description

一种适用于大油底壳的机加工方法

技术领域

本发明属于零件加工技术领域，具体涉及一种适用于大油底壳的机加工方法。

背景技术

随着经济建设的迅速发展和人们生活水平的不断提高，对于交通运输的需求也在大幅增加，在交通运输过程中，发动机往往作为核心部件，起到转换能量并为车辆提供动能的作用。

发动机因其应用环境或者应用需求的不同往往各不相同，结构也各异，故而发动机的加工方法或者工艺也各有不同。在排量较大的重型卡车发动机加工过程中，如发动机排量为12L的重型卡车发动机加工，其铝合金压铸大油底壳的加工是一个十分重要的加工过程，通常情况下，上述压铸大油底壳的外形尺寸较大，产品的重量也较重，且其加工过程往往需要进行正面和四个侧面共五个面及其对应面上孔系的加工，加工工序复杂。

现有技术中，压铸大油底壳的加工通常是借助卧式加工中心和立式加工中心两种加工设备来完成，其加工过程通常分三个工序装夹，然后进行机加工；其具体加工工序通常如下：1、第一工序和第二工序共用一台卧式加工中心，通过两个夹具进行夹持，第一工序以油底壳背面一侧毛坯面和两个毛坯孔进行定位，加工油底壳正面大平面及孔系；2、第二工序以第一工序加工的大平面及其中两孔定位，加工左右两侧面及孔系；3、第三工序在立式加工中心，以前一工序的定位基准进行定位，分两工位，加工前后两侧面及孔系。上述加工方案虽然能一定程度上完成压铸大油底壳的加工，但也存在较多的缺陷：首先，使用卧式加工中心，设备成本较高，占用厂房面积大；其次，每个产品需要经过多次搬运与装夹，由于油底壳体积大，质量重，工人劳动作业强度大且在搬运和装夹过程中容易对产品造成损伤，造成产品的质量问题，因而上述加工方法具有较大的局限性。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求中的至少一种，本发明提供了一种适用于大油底壳的机加工方法，其通过运用四轴转台与尾座组合设置的形式，在两者之间设置可将大油底壳通过夹具装配体固定其上的底板，底板的两端分别对应连接位于四轴转台和尾座上的圆形转盘，继而可由四轴转台带动底板上的大油底壳进行绕轴运动，使大油底壳各待加工面分别与加工刀具和角度头对正，再通过加工刀具和角度头的分别进刀依次完成各待加工面的加工，上述加工方法只需要大油底壳的一次装夹便可完成多个待加工面的加工，大大简化大油底壳的加工工序，有效减少因多次装夹而带来的加工误差，提升大油底壳的加工精度和加工效率，降低大油底壳的加工成本。

为实现上述目的，本发明提供一种适用于大油底壳的机加工方法，其利用可装配在钻床上的加工设备实现，其中，所述加工设备包括同轴相对设置的四轴转台和尾座，以及设置于所述四轴转台和所述尾座之间的底板，

所述四轴转台和所述尾座相对的侧面上分别设置有圆形转盘，所述底板的两端分别连接在两所述圆形转盘上，并可在所述四轴转台上的所述圆形转盘带动下进行绕轴旋转；且

所述底板上设置有夹具装配体，所述夹具装配体可将大油底壳固定装夹在所述底板上；以及

对应所述底板上的所述大油底壳分别设置有加工刀具和角度头，所述大油底壳可在所述四轴转台带动下分别以其顶面、底面、两沿长度方向设置的侧面与所述加工刀具对正，并由所述加工刀具完成各面上的加工，且所述角度头可与所述大油底壳上与轴线相交的侧面对正，并完成该侧面上的加工，继而可完成大油底壳的机加工；

利用上述加工设备进行大油底壳的机加工方法的步骤如下：

S1：通过所述夹具装配体将所述大油底壳对应装夹固定在所述底板上，使该大油底壳的顶面及底面分别于所述加工刀具对正；

S2：运用所述加工刀具对所述大油底壳的顶面进行铣削加工，完成顶面平面度的加工；

S3：运用所述加工刀具完成顶面上相应位置的多个通孔的加工，并完成底面上第二螺纹孔的加工；

S4：通过所述四轴转台带动所述大油底壳旋转一定角度，使其一沿长度方向设置的第一侧面与所述加工刀具对正，由所述加工刀具完成该侧面上第一螺纹孔的加工，继续旋转所述大油底壳一定角度，使所述加工刀具的轴线与所述第一侧面相交并呈锐角，继而由所述加工刀具分别完成该第一侧面上第一斜油孔和第二斜油孔的加工；

S5：通过所述四轴转台带动所述大油底壳继续旋转一定角度，使另一沿长度方向设置的第二侧面与所述加工刀具对正，由所述加工刀具完成该第二侧面上第三螺纹孔和多个第四螺纹孔的加工；

S6：旋转所述角度头的加工端，使其与所述大油底壳上位于所述第一侧面和所述第二侧面之间的第三侧面对正，继而完成该第三侧面上第五螺纹孔的加工；

S7：将所述大油底壳从所述底板上取下，完成所述大油底壳的机加工。

作为本发明的进一步改进，所述加工设备立式设置或者卧式设置，即所述四轴转台与所述尾座的连线竖向设置或者水平设置。

作为本发明的进一步改进，所述加工设备还包括底座，所述尾座和所述四轴转台分别固定设置在所述底座上的一端，且所述底座可固定连接在所述钻床上。

作为本发明的进一步改进，在所述底板上对应所述第一侧面和所述第二侧面分别设置有支撑板，两所述支撑板上对应所述第一侧面和所述第二侧面待加工的部位分别开设有通孔。

作为本发明的进一步改进，所述大油底壳各待加工面上的各螺纹孔的加工过程为先钻底孔，再对所述底孔铣相应的螺纹，最后铣该螺纹孔的端面。

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，具有以下有益效果：

(1)本发明的适用于大油底壳的机加工方法，其通过运用四轴转台与尾座组合设置的形式，在两者之间设置可将大油底壳通过夹具装配体固定其上的底板，底板的两端分别对应连接位于四轴转台和尾座上的圆形转盘，继而可由四轴转台带动底板上的大油底壳进行绕轴运动，使大油底壳各待加工面分别与加工刀具和角度头对正，再通过加工刀具和角度头的分别进刀依次完成各待加工面的加工，上述加工方法只需要大油底壳的一次装夹便可完成多个待加工面的加工，简化了大油底壳的加工工序，有效减少了因多次装夹而带来的加工误差，提升了加工的精度和加工的效率，降低了大油底壳的加工成本；

(2)本发明的适用于大油底壳的机加工方法，其通过简化大油底壳的加工工序，减少加工设备的设置，不仅减少了设备成本的投入，提升了厂房的空间利用率，还有效减少了人力操作的劳动强度和人力成本的投入，进一步降低了大油底壳的加工成本；

(3)本发明的适用于大油底壳的机加工方法，其通过将卧式的加工设备设置为立式设置，可以进一步减少厂房空间的占用，提升厂房空间的利用率，降低了大油底壳加工的成本投入；

(4)本发明的适用于大油底壳的机加工方法，其运用的设备结构简单，操作简便，大大简化了大油底壳的加工工序，降低了人力操作的劳动强度和人力成本的投入，且通过大油底壳的一次装夹便可完成大油底壳多个待加工面的加工，大大提升了大油底壳的加工效率，减少了因多次装夹所带来的加工误差，进一步提升了加工的精度，从而大大降低了大油底壳的加工成本，具有极佳的应用推广价值。

附图说明

图1是本发明实施例中适用于大油底壳的机加工方法的步骤流程示意图；

图2是本发明实施例中压铸大油底壳的整体结构俯视图；

图3是本发明实施例中压铸大油底壳的整体结构主视图；

图4是本发明实施例中压铸大油底壳的整体结构后视图；

图5是本发明实施例中压铸大油底壳的整体结构左视图；

图6是本发明实施例中压铸大油底壳装夹在加工设备上的整体结构示意图；

在所有附图中，同样的附图标记表示相同的技术特征，具体为：1.通孔，2.第一螺纹孔，3.第二螺纹孔，4.第三螺纹孔，5.第一斜油孔，6.第二斜油孔，7.第四螺纹孔，8.第五螺纹孔，9.尾座，10.加工刀具，11.夹具装配体，12.支撑板，13.角度头，14.四轴转台， 15.底板，16.底座。

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。

本发明的一个优选实施例中适用于大油底壳的机加工方法通过一台卧式加工设备来实现，优选实施例中的卧式加工设备如图6中所示，加工设备的轴线水平设置，包括四轴转台14、尾座9、夹具装配体11、支撑板12、角度头13和加工刀具10。

其中，四轴转台14和尾座9相对设置，两者分别设置在底座16上，并通过底座16 安装到机床的工位上，而优选实施例中的四轴转台14和尾座9间隔一定距离同轴设置，两者之间形成有放置大油底壳的固定空间；进一步地，尾座9和四轴转台14相对的侧面上分别设置有可进行360°绕轴旋转的圆形转盘，如图6中所示，两圆形转盘优选攻轴线设置，且两圆形转盘之间水平设置有底板15，其可跟随两圆形转盘的旋转而绕圆形转盘的轴线旋转；进一步优选地，设置在四轴转台14处的圆形转盘为主动盘，其可在四轴转台14的带动下完成旋转，而设置在尾座9的圆形转盘为从动盘，其可通过底板 15的带动而跟随主动盘进行旋转。

进一步地，在底板15上相对设置有用于支撑大油底壳的支撑板12，两支撑板12 之间形成放置大油底壳的固定空间；进一步地，对应大油底壳的固定设置有夹具装配体 11，其可将待加工的大油底壳稳定装配在底板15上的两支撑板12之间，以完成大油底壳各面的加工，当然，底板15和支撑板12的设置应不对大油底壳的加工造成影响，即不遮挡大油底壳上待加工的区域；故而在优选实施例中，对底板15和支撑板12进行了掏空减重处理，掏空的部位可对应大油底壳待加工的部位，且掏空减重处理可进一步优选经过有限元分析，从而保证部件的刚度满足四轴转台14的载重规格。

进一步地，优选实施例中的大油底壳如图2～5中所示，其中部具有一定深度的空腔，且优选实施例中的大油底壳前端空腔的深度较深，后端的空腔深度较浅，如图3和图4中所示；进一步地，优选实施例中的大油底壳由夹具装配体11固定在底板15上以后，其前端优选与四轴转台14对正，即靠近四轴转台14一侧的大油底壳深度较大。

进一步地，优选实施例中的大油底壳在底板15上固定后，其内部腔体开口向上，且位于其顶部的上端面优选水平设置，以其为待加工的顶面A，靠近四轴转台14一侧的侧面为待加工的侧面E，与侧面E相对的侧面为侧面C；进一步地，大油底壳靠近四轴转台14一侧的底面可作为待加工的底面F，相应地，大油底壳分别对应两支撑板12 的两相对侧面可分别为待加工的侧面B和侧面D。

具体地，优选实施例中的顶面A为环状的端面，需要在铣平该端面后在该端面上以一定间隔开设多个通孔1，优选实施例中需要开设的通孔1的数量为11个；侧面B为竖向设置的端面，优选实施例中在该端面上需要开设第一螺纹孔2与轴线与侧面B呈一定夹角的第一斜油孔5和第二斜油孔6，如图3中所示；侧面D与侧面B相对设置，在该端面上需要开设第三螺纹孔4和三个第四螺纹孔7，如图4中所示；进一步地，在侧面E上需要完成第五螺纹孔8的加工，并在底面F上完成第二螺纹孔3的加工。

进一步优选地，优选实施例中顶面A上的通孔1为Φ9通孔，即其内径为9mm，侧面B上的第一螺纹孔2在优选实施例中为M30*1.5螺纹孔，第一斜油孔5优选为M18*1.5 螺纹孔，第二斜油孔6优选为M20*1.5螺纹孔，且底面F上的第二螺纹孔3优选为 M22*1.5螺纹孔；进一步地，侧面D上的第三螺纹孔4优选为M16*1.5螺纹孔，第四螺纹孔7优选为M8*1.25螺纹孔，而侧面E上的第五螺纹孔8优选为M30*1.5螺纹孔；当然，根据大油底壳结构或者需要的不同，上述待加工孔的数量、尺寸、设置位置均可相应变化，而本发明优选实施例中的加工设备可通过改变加工刀具的进刀次数、刀具尺寸、进刀位置等手段来对应完成其加工。

进一步地，优选实施例中对应各面的加工设置有相应的刀具，即包括可用于加工顶面A、侧面B、侧面D和底面F的加工刀具10，以及可用于加工侧面E、侧面C的角度头13；其中，加工刀具10优选竖向设置，优选实施例中其设置于在底板15上固定后的大油底壳的上方，并可对其下方的大油底壳进行铣面和钻孔加工；优选实施例中的角度头13对应大油底壳的侧面E设置，其加工端可偏转一定角度后与侧面E待加工部位对正，并完成相应孔洞的加工。

进一步地，运用优选实施例中的加工设备可对应完成大油底壳各待加工面的加工，其加工步骤优选如下所示：

S1：通过夹具装配体11将大油底壳对应固定在底板15上，此时大油底壳的顶面A水平，其与底板15的平面平行，且顶面A与底座16的端面平行；

S2：运用加工刀具10对大油底壳的顶面A进行铣削加工，优选先进行粗铣，完成粗铣后对其进行精铣，使得顶面A的平面度优选不大于0.15mm；

S3：运用加工刀具10对顶面A上的通孔1进行预钻孔，再通过精铣扩孔至内径为Φ9，且优选实施例中通孔1的加工数量为11个，其根据实际需要间隔设置于顶面A上，继而可运用加工刀具10对底面F上的第二螺纹孔3进行加工，加工过程优选为先钻孔，再铣M22*1.5螺纹，最后铣该螺纹孔的端面；当然，第二螺纹孔3的加工也可在大油底壳随底板15旋转180°后，即底面F位于最顶部时进行加工；

S4：通过四轴转台14上的圆形转盘带动底板15旋转一定角度，即带动底板15上的大油底壳旋转一定角度，并使得侧面B水平，继而运用加工刀具10对侧面B上对应部位进行第一螺纹孔2的加工，优选先钻底孔，钻底孔后铣M30*1.5螺纹，并铣螺纹孔的端面；

S5：通过四轴转台14上的圆形转盘带动底板15继续旋转一定角度，使得大油底壳的侧面B与水平面呈一定角度的倾斜，继而运用加工刀具10分别再侧面B上对应位置加工第一斜油孔5和第二斜油孔6，加工过程为：先分别钻底孔，再分别铣M18*1.5螺纹和铣M20*1.5螺纹，最后分别铣螺纹孔的端面；

S6：通过四轴转台14上的圆形转盘带动底板15继续旋转一定角度，即带动底板 15上的大油底壳继续旋转一定角度后，使得侧面D水平，继而运用加工刀具10对侧面 D上对应部位分别进行第三螺纹孔4和多个第四螺纹孔7的加工，加工过程为：先分别钻底孔，再分别铣M16*1.5螺纹和攻M8*1.25螺纹，最后分别铣螺纹孔的端面；

S7：通过角度头13对大油底壳的侧面E进行对应部位的第五螺纹孔8的加工，优选先钻底孔，钻底孔后铣M30*1.5螺纹，并铣螺纹孔的端面；

S8：在完成大油底壳各侧面相应部位的加工后，将大油底壳从底板15上取下，完成大油底壳的机加工。

当然，优选实施例中大油底壳各待加工面的加工顺序也不仅局限于上述步骤中所记载的形式，其也可以根据实际需要进行调换或者调整，只要

进一步优选地，本发明另一个优选实施例中适用于大油底壳的机加工方法通过一台立式加工设备来实现，其组成部件与上一个优选实施例中的组成部件相同，即包括四轴转台14、尾座9、夹具装配体11、支撑板12、角度头13和加工刀具10。但是，跟上一个优选实施例中的加工设备不同的是，本优选实施例中的四轴转台14与尾座9竖向间隔设置，优选将四轴转台14设置在尾座9的上方，两者之间竖向设置有底板15，大油底壳可对应通过夹具装配体11固定装夹在底板15上，且装夹后的大油底壳前端与四轴转台14对应，进而四轴转台14可带动底板15上的大油底壳绕竖向轴线旋转；进一步地，两支撑板12相对竖向设置在底板15上，而加工刀具10水平进刀，角度头13的加工端偏转一定角度后竖向进刀完成侧面E的相应部位的加工；通过将加工设备设置成立式结构，可以进一步节约加工设备的占地面积，提升厂房空间的利用率。

本发明中的适用于大油底壳的机加工方法，其运用四轴转台14和尾座9组合设置的形式，在两者之间设置可将大油底壳通过夹具装配体11固定其上的底板15，并分别设置可对大油底壳待加工面进行加工的加工刀具10和角度头13，继而通过四轴转台14 带动底板15及固定在底板15上的大油底壳对应旋转，分别使其待加工的顶面A、侧面 B、侧面D和底面F与加工刀具10对应，由加工刀具10对应完成各加工面上对应部位的加工，且由角度头13完成大油底壳侧面E的加工，从而可实现大油底壳在一次装夹后完成各加工部位的加工，大大简化了大油底壳的机加工工艺，减少了因多次装夹带来的加工误差，提高了大油底壳的加工效率和加工精度，降低了大油底壳加工过程中操作人员的劳动强度和人力成本，且通过采用立式加工设备取代传统的卧式加工设备，能有效降低设备的成本投入和对厂房的占用面积，具有极佳的应用推广价值。

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 (5)

1.一种适用于大油底壳的机加工方法，其利用可装配在钻床上的加工设备实现，其中，所述加工设备包括同轴相对设置的四轴转台和尾座，以及设置于所述四轴转台和所述尾座之间的底板，

所述四轴转台和所述尾座相对的侧面上分别设置有圆形转盘，所述底板的两端分别连接在两所述圆形转盘上，并可在所述四轴转台上的所述圆形转盘带动下进行绕轴旋转；且

所述底板上设置有夹具装配体，所述夹具装配体可将大油底壳固定装夹在所述底板上，并使得大油底壳的开口侧背离所述底板；同时，在所述底板上对应大油底壳的两侧面分别设置有支撑板；以及

对应所述底板上的所述大油底壳分别设置有加工刀具和角度头，所述大油底壳可在所述四轴转台带动下分别以其顶面、底面、两沿长度方向设置的侧面与所述加工刀具对正，并由所述加工刀具完成各面上的加工；所述角度头的加工端可在偏转一定角度后对正所述大油底壳上与轴线相交的侧面，并完成该侧面上的加工，继而可完成大油底壳的机加工；

利用上述加工设备进行大油底壳的机加工方法的步骤如下：

S1：通过所述夹具装配体将所述大油底壳对应装夹固定在所述底板上，使该大油底壳的顶面及内腔底面分别与所述加工刀具对正；

S2：运用所述加工刀具对所述大油底壳的顶面进行铣削加工，完成顶面平面度的加工；

S3：运用所述加工刀具完成顶面上相应位置的多个通孔的加工，并完成底面上第二螺纹孔的加工；

S4：通过所述四轴转台带动所述大油底壳旋转一定角度，使其沿长度方向设置的第一侧面与所述加工刀具对正，由所述加工刀具完成该侧面上第一螺纹孔的加工，继续旋转所述大油底壳一定角度，使所述加工刀具的轴线与所述第一侧面相交并呈锐角，继而由所述加工刀具分别完成该第一侧面上第一斜油孔和第二斜油孔的加工；

S5：通过所述四轴转台带动所述大油底壳继续旋转一定角度，使另一沿长度方向设置的第二侧面与所述加工刀具对正，由所述加工刀具完成该第二侧面上第三螺纹孔和多个第四螺纹孔的加工；

S6：旋转所述角度头的加工端，使其与所述大油底壳上位于所述第一侧面和所述第二侧面之间的第三侧面对正，继而完成该第三侧面上第五螺纹孔的加工；

S7：将所述大油底壳从所述底板上取下，完成所述大油底壳的机加工。

2.根据权利要求1所述的适用于大油底壳的机加工方法，其中，所述加工设备立式设置或者卧式设置，即所述四轴转台与所述尾座的连线竖向设置或者水平设置。

3.根据权利要求1或2所述的适用于大油底壳的机加工方法，其中，所述加工设备还包括底座，所述尾座和所述四轴转台分别固定设置在所述底座上的一端，且所述底座可固定连接在所述钻床上。

4.根据权利要求1或2所述的适用于大油底壳的机加工方法，其中，两所述支撑板上对应所述第一侧面和所述第二侧面待加工的部位分别开设有通孔。

5.根据权利要求1或2所述的适用于大油底壳的机加工方法，其中，所述大油底壳各待加工面上的各螺纹孔的加工过程为先钻底孔，再对所述底孔铣相应的螺纹，最后铣该螺纹孔的端面。

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