CN108817873B - 差速器壳体半球面加工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明属于汽车转向系统制造加工技术领域，尤其涉及差速器壳体半球面加工工艺。其包括以下步骤：先对待加工的工件进行外观、公差范围的检测，保证此工件是合格产品，保证加工的有效性。然后将检测合格后的产品装夹在工装上，做好待加工的准备。再利用清洗剂对工件进行第一次清洗，清洗掉工件上残留的铁屑、润滑油、冷却剂等杂质，提升对刀精度，同时保证刀头在开始加工时不会因为杂质发生打滑现象，提升加工精度。本方案合理规划加工工艺，首先对待加工工件进行自检，排出已存在的不合格工件，保证加工的有效性。然后对工件进行清洗，清洗掉工件上残留的铁屑、润滑油、冷却剂等杂质，提升对刀精度。

Description

差速器壳体半球面加工工艺

技术领域

本发明属于汽车转向系统制造加工技术领域，尤其涉及差速器壳体半球面加工工艺。

背景技术

汽车差速器能够使左、右(或前、后)驱动轮实现以不同转速转动的机构。功用是当汽车转弯行驶或在不平路面上行驶时，使左右车轮以不同转速滚动，即保证两侧驱动车轮作纯滚动运动。在四轮驱动时，为了驱动四个车轮，必须将所有的车轮连接起来，如果将四个车轮机械连接在一起，汽车在曲线行驶的时候就不能以相同的速度旋转，为了能让汽车曲线行驶旋转速度基本一致，这时需要加入中间差速器用以调整前后轮的转速差。

差速器在转向系统中显得尤为重要，所以差速器的加工精度要求也较高。尤其是差速器壳体上孔的加工需要较高的加工精度，这样才可以保证孔与动力轴之间的安装稳固，减少轴向和径向上的窜动，保证整个差速器运动时的平衡，从而保证汽车转弯时的平稳。现有的差速器壳体包括中心设有中心孔的法兰盘，法兰盘上设有中空的半球体，半球体顶部设有轴向孔，半球体周向设有安装动力轴的孔，孔与壳体内表面连通处需要加工半球面，半球面主要是为了提供行星齿在动作过程中的活动空间。所以从差速器的使用上来看，差速器壳体不仅需要整体加工精度高同时还需要半球面的加工精度较高。

现有的差速器壳体在加工工艺上没有进行合理工艺规划，只是单纯的对差速器壳体进行铸造和简单车床钻孔，导致差速器壳体的加工精度较低。例如专利授权公告号为CN103753322B的文献中公开了一种差速器壳体的加工工艺，其特征在于，包括以下步骤：步骤1)初道精加工：在立式加工中心上配置回转夹具，然后以差速器壳体法兰大外径和平面为定位基准，压板压紧法兰另一面后加工钻镗铰各孔径；步骤2)次道精加工：在普通数控车床上配置内涨车夹具，然后以差速器壳体两端孔径为基准内涨定位后，精车各档外径及外形；步骤3)末道精加工：在普通数控车床上配置车球面夹具，然后以差速器壳体一侧的行星轴孔为轴向基准，差速器壳体两端外径为径向基准压紧后，从差速器壳体窗口伸入镗刀，粗精镗内腔球孔，机加工至此完成。上述公开的加工工艺中只是指出差速器壳体上各个孔以及内腔球孔(半球面)的车床加工，存在工艺上规划不合理的问题。首先在加工之前并没有对待加工件进行检测，不能保证此工件本身为合格产品，其次没有对工件进行清洗，工件上存在上道工序残留的铁屑等物质，这会对半球面的加工精度产生影响。

发明内容

本发明提供一种差速器壳体半球面加工工艺，以解决现有的差速器壳体半球面在加工工艺上没有进行合理工艺规划，只是单纯的对差速器壳体进行铸造和简单车床钻孔，导致差速器壳体的加工精度较低的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案:差速器壳体半球面加工工艺，包括以下步骤：A、加工前的检测，检测差速器壳体半成品，要求外观无毛刺，无铸造缺陷，表面光度均匀，确定待加工半球面处的孔心与基准面之间的距离在尺寸公差范围内；B、装夹，将差速器壳体的法兰盘朝上，半球体顶部竖直朝下装夹固定；将刀具装夹在机床活动部上，机床的活动部可位移和转动，刀具包括弯曲杆和刀头，弯曲杆一端和活动部固接，另一端活动连接刀头，刀头的刀尖与弯曲杆的垂直距离小于法兰盘上中心孔的直径；C、第一次清洗，将装夹固定后的差速器壳体用清洗剂进行清洗，清洗剂由水、表面活性剂、白醋和酒精组成，四者的质量比例为10～15:0.5～2:0.5～2:0.8～2.5，再利用自然风吹干；D、对刀，加工中心中活动部带动弯曲杆和刀头移动，先将弯曲杆活动端连接的刀头处于竖直向下的状态，然后将刀头从法兰盘上的中心孔伸入至壳体内部的腔室处，然后活动部带动弯曲杆转动，使刀头向转动靠近待加工的半球面处，最后活动部带动弯曲杆移动，确保刀头和待加工面贴触；E、加工，刀头随着切削深度加深而横向移动，差速器壳体和工装绕刀头同时圆周转动，使刀头逐渐加工出半球面，加工时刀头加工处通入冷却液；F、退刀，活动部带动刀头脱离加工面，然后转动弯曲杆使刀头处于竖直向下的状态，将弯曲杆和刀头从法兰盘中心孔处上升移出；G、第二次清洗，清洗分为两步，第一步，利用步骤C中清洗剂对加工后的差速器壳体进行清洗，然后用清水清洗；第二步，将水和润滑油混合对加工后的差速器壳体进行喷洒清洗，水和润滑油的质量比为10～15:0.5～2，然后用自然风吹干；H、打磨，将加工后的差速器壳体的内表面和外表面进行打磨；I、检测，检测半球面的粗糙度和半球面处的孔心与基准面之间的距离。

本方法的基本原理：先对待加工的工件进行外观、公差范围的检测，保证此工件是合格产品，保证加工的有效性。然后将检测合格后的产品装夹在工装上，做好待加工的准备。再利用清洗剂对工件进行第一次清洗，清洗掉工件上残留的铁屑、润滑油、冷却剂等杂质，提升对刀精度，同时保证刀头在开始加工时不会因为杂质发生打滑现象，提升加工精度。清洗后开始对刀，先将刀头从上方伸入至加工高度，再调整刀头的角度，最后横向移动至刀头开始加工的位置，这样从空间上确定刀头的位置和刀头的加工角度，提升整体加工精度。对刀后开始加工，刀头不动，转动整个工装开始加工半球面。加工后退刀，和对刀程序相反，先横向退刀，转动调整刀头角度使其竖直，然后将刀头向上移出，完成退刀。退刀后进行第二次清洗，清洗后用清水喷洒冲洗，然后上润滑油。清洗后开始打磨，最后是再次检测半球面处的孔心与基准面之间的距离，再次确认两者之间的距离是否在尺寸公差范围内。

本方案中的清洗剂由水、表面活性剂、白醋和酒精组成，四者的质量比例为10～15:0.5～2:0.5～2:0.8～2.5。除水之外，其它用量较小，这样可以更好对各种杂质进行溶解清洗，清洗的时间较短，同时清洗后用清水冲洗，不会对工件的表面造成化学损伤。

本方法的有益效果：

1、本方案合理规划加工工艺，首先对待加工工件进行自检，排除已存在的不合格工件，保证加工的有效性。然后对工件进行清洗，清洗掉工件上残留的铁屑、润滑油、冷却剂等杂质，提升对刀精度，同时保证刀头在开始加工时不会因为杂质发生打滑现象，提升加工精度。

2、本方案采用专用配置的清洗剂，可以对待加工的工件在不损伤表面的前提下进行清洗，对工件表面杂质清洗彻底，从而提高对刀和加工的准确性，提升加工精度。

3、本方案的对刀采用多段式对刀，这样不会刮伤工件表面，同时提升对刀的精确度，从而提升加工精度。

进一步，步骤C中所述的清洗剂采用雾化喷淋的方式对差速器壳体进行清洗，这样可以保证清洗剂和工件接触全面，清洗效率高。

进一步，步骤C中所述的清洗剂由水、表面活性剂、白醋和酒精组成，四者的质量比例为14:1:1:2。采用此比例配置的清洗剂效果更优。

进一步，步骤C中和步骤G中所述的清洗剂清洗单个差速器壳体用量范围为160～250ml。可以将工件清洗得更加干净。

进一步，步骤G中所述的水和润滑油质量比例为12:1，可以更好的对清洗后的工件进行润滑，便于内部零件的安装。

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为差速器壳体半球面加工工艺实施例中对刀步骤的活动部、弯曲杆和刀头之间的结构示意图；

图2为差速器壳体半球面加工工艺实施例中加工时活动部、弯曲杆和刀头之间的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：活动部1、弯曲杆2、刀头3。

实施例1

如图1、2所示：差速器壳体半球面加工工艺，包括以下步骤：A、加工前的检测，检测差速器壳体半成品，要求外观无毛刺，无铸造缺陷，表面光度均匀，确定待加工半球面处的孔心与基准面之间的距离在尺寸公差范围内；B、装夹，将差速器壳体的法兰盘朝上，半球体顶部竖直朝下装夹固定；将刀具装夹在机床活动部1上，机床的活动部1可位移和转动，刀具包括弯曲杆2和刀头3，弯曲杆2一端和活动部1固接，另一端活动连接刀头3，刀头3的刀尖与弯曲杆2的垂直距离小于法兰盘上中心孔的直径；C、第一次清洗，将装夹固定后的差速器壳体用清洗剂进行清洗，清洗剂由水、表面活性剂、白醋和酒精组成，四者的质量比例为10～15:0.5～2:0.5～2:0.8～2.5，再利用自然风吹干，清洗剂采用雾化喷淋的方式对差速器壳体进行清洗；D、对刀，加工中心中活动部1带动弯曲杆2和刀头3移动，先将弯曲杆2活动端连接的刀头3处于竖直向下的状态，然后将刀头3从法兰盘上的中心孔伸入至壳体内部的腔室处，然后活动部1带动弯曲杆2转动，使刀头3向转动靠近待加工的半球面处，最后活动部1带动弯曲杆2移动，确保刀头3和待加工面贴触；E、加工，刀头3随着切削深度加深而横向移动，差速器壳体和工装绕刀头3同时圆周转动，使刀头3逐渐加工出半球面，加工时刀头3加工处通入冷却液；F、退刀，活动部1带动刀头3脱离加工面，然后转动弯曲杆2使刀头3处于竖直向下的状态，将弯曲杆2和刀头3从法兰盘中心孔处上升移出；G、第二次清洗，清洗分为两步，第一步，利用清洗剂对加工后的差速器壳体进行清洗，清洗剂由水、表面活性剂、白醋和酒精组成，四者的质量比例为10～15:0.5～2:0.5～2:0.8～2.5，然后用清水清洗；第二步，将水和润滑油混合对加工后的差速器壳体进行喷洒清洗，水和润滑油的质量比为10～15:0.5～2，然后用自然风吹干；H、打磨，将加工后的差速器壳体的内表面和外表面进行打磨；I、检测，检测半球面的粗糙度和半球面处的孔心与基准面之间的距离。

实施过程中，加工中心是用于加工差速器壳体上半轴孔和行星轴孔的数控加工中心，加工中心上设有活动部1，活动部1主要是用于调节刀具和加工面之间的关系。活动部1与弯曲杆2一端固接，弯曲杆2另一端铰接刀头3，刀头3的刀尖与弯曲杆2的垂直距离小于法兰盘上中心孔的直径。

加工时，首先在加工前对待加工的差速器壳体进行检测，检测差速器壳体半成品，要求外观无毛刺，无铸造缺陷，表面光度均匀，确定待加工半球面处的孔心与基准面之间的距离在尺寸公差范围内。这样可以预先再次检测工件，确定工件为合格产品，保证加工的有效性。

然后将待加工工件进行装夹，将差速器壳体的法兰盘朝上，半球体顶部竖直朝下装夹固定；

然后对装夹固定后的差速器壳体用清洗剂进行第一次清洗，清洗剂由水、表面活性剂、白醋和酒精组成，四者的质量比例为10～15:0.5～2:0.5～2:0.8～2.5，再利用自然风吹干，清洗剂采用雾化喷淋的方式对差速器壳体进行清洗。

然后进行对刀，加工中心中活动部1带动弯曲杆2和刀头3移动，先将弯曲杆2活动端连接的刀头3处于竖直向下的状态，然后将刀头3从法兰盘上的中心孔伸入至壳体内部的腔室处，然后活动部1带动弯曲杆2转动，使刀头3向转动靠近待加工的半球面处，最后活动部1带动弯曲杆2移动，确保刀头3和待加工面贴触。利用此种对刀方式可以避免刮伤工件内外表面，同时一次移动可以确定一个方向上的位置，对刀精确。弯曲杆2一端和活动部1固接，另一端活动连接刀头3，刀头3与弯曲杆2的垂直距离小于法兰盘上中心孔的直径。这样可以保证刀头3更加顺畅的从中心孔处伸入差速器壳体内腔中。

对刀准确后进行加工，刀头3随着切削深度加深而横向移动，保持刀头3只移动不转动，差速器壳体和工装绕刀头3同时圆周转动，使刀头3逐渐加工出半球面，加工时刀头3加工处通入冷却液；

加工完成后进行退刀，活动部1带动刀头3脱离加工面，然后转动弯曲杆2使刀头3处于竖直向下的状态，将弯曲杆2和刀头3从法兰盘中心孔处上升移出；

退刀后进行第二次清洗，清洗分为两步，第一步，利用清洗剂对加工后的差速器壳体进行清洗，清洗剂由水、表面活性剂、白醋和酒精组成，四者的质量比例为10～15:0.5～2:0.5～2:0.8～2.5，然后用清水清洗；第二步，将水和润滑油混合对加工后的差速器壳体进行喷洒清洗，水和润滑油的质量比为10～15:0.5～2，然后用自然风吹干。

清洗后进行打磨，将加工后的差速器壳体的内表面和外表面进行打磨，这样可以更加精确的对差速器进行打磨。

最后检测，检测半球面的粗糙度和半球面处的孔心与基准面之间的距离。

本实施例首先对待加工的工件进行外观、公差范围的检测，保证此工件是合格产品，保证加工的有效性。然后将检测合格后的产品装夹在工装上，做好待加工的准备。再利用清洗剂对工件进行第一次清洗，清洗掉工件上残留的铁屑、润滑油、冷却剂等杂质，提升对刀精度，同时保证刀头3在开始加工时不会因为杂质发生打滑现象，提升加工精度。清洗后开始对刀，先将刀头3从上方伸入至加工高度，再调整刀头3的角度，最后横向移动至刀头3开始加工的位置，这样从空间上确定刀头3的位置和刀头3的加工角度，提升整体加工精度。对刀后开始加工，刀头3不动，转动整个工装开始加工半球面。加工后退刀，和对刀程序相反，先横向退刀，在转动调整刀头3角度使其竖直，然后将刀头3向上移出，完成退刀。退刀后进行第二次清洗，清洗后用清水喷洒冲洗，然后上润滑油。清洗后开始打磨，最后是再次检测半球面处的孔心与基准面之间的距离，再次确认两者之间的距离是否在尺寸公差范围内。本方案中的清洗剂由水、表面活性剂、白醋和酒精组成，四者的质量比例为10～15:0.5～2:0.5～2:0.8～2.5。除水之外，其它用量较小，这样可以更好对各种杂质进行溶解清洗，清洗的时间较短，同时清洗后用清水冲洗，不会对工件的表面造成化学损伤。

实施例2

与上述实施例不同的是步骤C中所述的清洗剂由水、表面活性剂、白醋和酒精组成，四者的质量比例为14:1:1:2。步骤C中和步骤G中所述的清洗剂清洗单个差速器壳体用量范围为160～250ml。步骤G中所述的水和润滑油质量比例为12:1。

步骤C中所述的清洗剂由水、表面活性剂、白醋和酒精组成，四者的质量比例为14:1:1:2。采用此比例配置的清洗剂效果最好。步骤C中和步骤G中所述的清洗剂清洗单个差速器壳体用量范围为160～250ml。可以将工件清洗得更加干净。步骤G中所述的水和润滑油质量比例为12:1，可以更好的对清洗后的工件进行润滑，便于内部零件的安装。

本申请实施例中的表面活性剂为高级脂肪酸盐类，例如肥皂；还可以是硫酸酯类，例如硫酸化蓖麻油。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。

Claims (5)

1.差速器壳体半球面加工工艺，其特征在于，包括以下步骤：

A、加工前的检测，检测差速器壳体半成品，要求外观无毛刺，无铸造缺陷，表面光度均匀，确定待加工半球面处的孔心与基准面之间的距离在尺寸公差范围内；

B、装夹，将差速器壳体的法兰盘朝上，半球体顶部竖直朝下装夹固定；将刀具装夹在机床活动部上，机床的活动部可位移和转动，刀具包括弯曲杆和刀头，弯曲杆一端和活动部固接，另一端活动连接刀头，刀头的刀尖与弯曲杆的垂直距离小于法兰盘上中心孔的直径；

C、第一次清洗，将装夹固定后的差速器壳体用清洗剂进行清洗，清洗剂由水、表面活性剂、白醋和酒精组成，四者的质量比例为10～15:0.5～2:0.5～2:0.8～2.5，再利用自然风吹干；

D、对刀，加工中心中活动部带动弯曲杆和刀头移动，先将弯曲杆活动端连接的刀头处于竖直向下的状态，然后将刀头从法兰盘上的中心孔伸入至壳体内部的腔室处，然后活动部带动弯曲杆转动，使刀头转动靠近待加工的半球面处，最后活动部带动弯曲杆移动，确保刀头和待加工面贴触；

E、加工，刀头随着切削深度加深而横向移动，差速器壳体和工装绕刀头同时圆周转动，使刀头逐渐加工出半球面，加工时刀头加工处通入冷却液；

F、退刀，活动部带动刀头脱离加工面，然后转动弯曲杆使刀头处于竖直向下的状态，将弯曲杆和刀头从法兰盘中心孔处上升移出；

G、第二次清洗，清洗分为两步，第一步，利用步骤C中的清洗剂对加工后的差速器壳体进行清洗，然后用清水清洗；第二步，将水和润滑油混合对加工后的差速器壳体进行喷洒清洗，水和润滑油的质量比为10～15:0.5～2，然后用自然风吹干；

H、打磨，将加工后的差速器壳体的内表面和外表面进行打磨；

I、检测，检测半球面处的孔心与基准面之间的距离。

2.根据权利要求1所述的差速器壳体半球面加工工艺，其特征在于，步骤C中所述的清洗剂采用雾化喷淋的方式对差速器壳体进行清洗。

3.根据权利要求1所述的差速器壳体半球面加工工艺，其特征在于，步骤C中所述的清洗剂由水、表面活性剂、白醋和酒精组成，四者的质量比例为14:1:1:2。

4.根据权利要求1所述的差速器壳体半球面加工工艺，其特征在于，步骤C中和步骤G中所述的清洗剂清洗单个差速器壳体用量范围为160～250ml。

5.根据权利要求1所述的差速器壳体半球面加工工艺，其特征在于，步骤G中所述的水和润滑油质量比例为12:1。

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