CN109986359A - 一种微型汽车驱动桥壳琵琶孔加工系统及其加工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明属于微型汽车加工技术领域，特别涉及一种微型汽车驱动桥壳琵琶孔加工系统，包括加工中心、液压夹具系统和PLC电控系统。加工中心的机床工作台与液压夹具系统的底板固定连接，液压夹具系统通过油路与液压站相连，PLC电控系统通过电路与液压站相连。本发明还提供一种微型汽车驱动桥壳琵琶孔加工工艺，将液压夹具系统装到机床工作台上，把桥壳放到左右液压卡盘上并拧紧锁紧手柄，启动液压夹具系统动作按钮，开始执行夹紧程序，最后启动加工中心加工按钮，开始执行加工程序。本发明通过事先在PLC电控系统中输入指令，在操作面板上编程输入加工程序，加工中心和液压夹具系统依次进行动作完成加工，自动化程度高，精度高，通用性强，应用领域更广。

Description

一种微型汽车驱动桥壳琵琶孔加工系统及其加工工艺

技术领域

本发明属于微型汽车加工技术领域，具体地说涉及一种微型汽车驱动桥壳琵琶孔加工系统及其加工工艺。

背景技术

目前，应用在微型汽车上的半浮式驱动桥壳，桥壳两端半轴法兰焊接后用数控车床或双头镗床加工内孔，桥壳中段桥包部琵琶孔跟减速器连接，需加工内孔，铣平表面，后序用来涂胶密封密封。琵琶孔周边钻八孔、攻丝，用来安装螺栓连接减速器，需要经过多个加工工序，加工多个尺寸，而且各工序、各尺寸之间相互关联，需要后桥壳总成在一台机床上一次装夹完成加工，才能达到要求的尺寸精度和位置精度。而现在大多数桥壳生产厂家采用两序加工，第一序把半轴法兰已加工的桥壳在定位工装上夹紧，在卧式镗床上加工¢179内孔和接口法兰面，第二序在多轴钻床上以¢179内孔定位钻八个M8孔，钻后攻丝至尺寸要求。这种加工系统需两次装夹零件，费工费时，两次加工，工件需二次找正定位，加工误差大，八螺纹孔位置度¢0.25难以保证，法兰面中心高37和¢179孔上下偏移不易测量控制，尺寸不稳定，超差严重。加工后的桥壳装配减速器总成试车时，存在半轴装配困难，齿轮传动异响卡滞，差速器发热等异常现象，影响整车的使用性能，严重者整桥成为废品，无法使用。

发明内容

针对现有技术的种种不足，发明人在长期实践中研究设计出一种微型汽车驱动桥壳琵琶孔加工系统，一次性成型，加工精度高，通用性强，效果稳定可靠。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种微型汽车驱动桥壳琵琶孔加工系统，包括加工中心、液压夹具系统和PLC电控系统。所述PLC电控系统设置在加工中心内部，，所述加工中心的机床工作台与液压夹具系统的底板固定连接，液压夹具系统通过油路与液压站相连，PLC电控系统通过电路与液压站相连；所述加工中心上设有刀库，刀库里放置数个刀具，刀库与加工中心之间设有换刀装置；所述液压夹具系统包括左液压卡盘、右液压卡盘和辅助支撑座，辅助支撑座设在左液压卡盘和右液压卡盘中间；所述左液压卡盘和右液压卡盘下端均设有卡盘底座，卡盘底座下端设有大导轨；所述辅助支撑座固定在上板上，上板上设有两个推缸和数个辅助支撑缸。

进一步地，所述加工中心为立式加工中心；所述刀具包括面铣刀、粗镗刀、精镗刀、打点定心钻、φ6.8合金钻头和M8丝锥6种。

进一步地，所述左液压卡盘和右液压卡盘均为三爪卡盘；所述卡盘底座沿着大导轨在丝杠带动下可左右移动。。

进一步地，所述卡盘底座一侧设有两个锁紧手柄；所述大导轨一端设有手轮。

进一步地，所述液压卡盘上还设有辅助V型块。

进一步地，所述右液压卡盘下端设有伸缩油缸，伸缩油缸固定在卡盘底座上，其活塞杆和右液压卡盘相连接，可带动右液压卡盘在底座上面的小导轨上前进和后退。

进一步地，所述辅助支撑缸有6个。

本发明还提供一种微型汽车驱动桥壳琵琶孔的加工工艺，包括以下步骤：

S1、将液压夹具系统装到机床工作台上，根据机床行程固定好夹具位置并用百分表打表调整，使夹具底板和工作台平齐，底板上表面保持水平，锁紧各连接螺栓；

S2、松开左右卡盘底座上的锁紧手柄，把需加工的桥壳先放到辅助V型块上，桥壳的左侧中心孔套入左液压卡盘三爪中，根据桥壳长度调节卡盘底座在大导轨上的位置，并拧紧所有锁紧手柄；

S3、在PLC电控系统中事先输入夹具动作指令，启动液压夹具系统动作按钮，开始执行夹紧程序；

S4、在操作面板上编程输入加工程序，启动加工中心加工按钮，开始执行加工程序。

进一步地，所述所述步骤S3中，开始夹紧程序后，PLC电控系统发出操作指令，首先右液压卡盘三爪伸入桥壳右侧中心孔，然后找平装置伸入到桥壳顶部的接口法兰面上，使法兰面处于水平状态，紧接着左右液压卡盘三爪撑开，右卡盘侧面顶紧桥壳半轴法兰的侧面，6个辅助支撑缸伸出贴住桥壳并自锁，2个推缸伸出顶紧桥壳，最后找平装置上升，退回原处，完成桥壳的整个定位夹紧过程。

进一步地，所述步骤S4中，开始加工程序后，加工中心按以下顺序加工桥壳：第一序，用面铣刀铣削桥壳琵琶孔接口法兰面，铣后中心高37±0.15；第二序，用粗镗刀镗削桥壳接口法兰面内孔，镗后内孔尺寸φ178.5±0.1；第三序，在桥壳接口法兰面上用定心钻打八个钻孔定心点，打点直径φ（即公差为上偏差0.2、下偏差0）；第四序，用φ6.8的合金钻头钻八个螺纹底孔，要求孔径φ，位置度φ0.25（即钻孔位置相对于基准的偏差在直径0.25的圆内；第五序，用M8-H2的丝锥攻八个M8螺纹孔；第六序，用精镗刀镗削接口法兰面内孔，要求尺寸φ，加工结束。

本发明的有益效果是：

1、采用带有数个卡盘卡爪的液压夹具系统固定待加工桥壳，根据PLC电控系统指令和加工程序控制加工中心和液压夹具系统配合，完成自动上料、夹装、切削、更换刀具、下料等作业，可加工不同类型的桥壳，换型方便，柔性加工能力强；

2、通过事先在PLC电控系统中输入夹具动作指令，在加工中心操作面板上编入加工程序，加工中心和液压夹具系统按程序指令依次进行动作，加工自动化程度高，生产效率高，且桥壳的琵琶孔尺寸精度可达到0.08毫米，位置精度保证到φ0.15毫米，系统使用可靠，通用性强，应用领域更广。

附图说明

图1是本发明的加工系统的整体结构正视图；

图2是本发明的加工系统的整体结构侧视图；

图3是本发明的液压夹具系统俯视图；

图4是本发明的液压夹具系统正视图；

图5是本发明的A-A剖视图；

图6是本发明的B-B剖视图；

图7是本发明的面铣刀结构示意图；

图8是本发明的粗镗刀结构示意图；

图9是本发明的精镗刀结构示意图；

图10是本发明的打点定心钻结构示意图；

图11是本发明的φ6.8合金钻头结构示意图；

图12是本发明的M8丝锥结构示意图。

附图中：10-加工中心、20-液压夹具系统、30-操作面板、40-后桥壳总成、11-主轴、12-刀具、13-刀库、14-待换刀具、15-换刀装置、21-机床工作台、

22-底板、23-左液压卡盘、231-卡盘底座、24-右液压卡盘、241-辅助V型块、

242-伸缩油缸、25-上板、251-找平装置、252-辅助支撑缸、253-推缸、26-大导轨、261-丝杠、262-手轮、263-锁紧手柄、27-液压站。

具体实施方式

为了使本领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合本发明的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其它类同实施例，都应当属于本申请保护的范围。此外，以下实施方式中提到的方向用词，例如“上”“下”“左”“右”等仅是参考附图的方向，因此，使用的方向用词是用来说明而非限制本发明创造。此外，术语“ 第一”、“ 第二”、“ 第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图和较佳的实施例对本发明作进一步说明。

参见图1~图6，本发明的微型汽车驱动桥壳琵琶孔加工系统，包括加工中心10、液压夹具系统20和PLC电控系统。所述PLC电控系统设置在加工中心10内部，加工中心10为立式加工中心，其机床工作台21通过螺栓与液压夹具系统20的底板22固定连接。液压夹具系统20通过油路与液压站27相连，PLC电控系统通过电路与液压站27相连。加工时，在PLC电控系统事先输入夹具指令编码，在操作面板30上编程输入加工程序，然后将PLC指令由导线传输给液压站27上的电磁阀，控制电磁阀通断来实现夹具动作，通过编程输入的加工程序来控制加工中心10和加工刀具按顺序动作来完成桥壳琵琶孔的加工。

加工中心10上设有刀库13，刀库13里放置数个刀具12。本实施例刀具12包括面铣刀、粗镗刀、精镗刀、打点定心钻、φ6.8合金钻头和M8丝锥6种（见图7至图12所示）。加工时，换刀装置15将待换刀具14从刀库13中取出，并移动至主轴11下方固定，进行切削作业。

液压夹具系统20包括左液压卡盘23、右液压卡盘24和辅助支撑座。左液压卡盘23和右液压卡盘24均为三爪卡盘。辅助支撑座设置在左液压卡盘23和右液压卡盘24中间。左液压卡盘23和右液压卡盘24下端均设有卡盘底座231，卡盘底座231下端设有大导轨26，卡盘底座231沿着大导轨26在丝杠261带动下可左右移动。卡盘底座231一侧设有两个锁紧手柄263，大导轨26一端设有手轮262。液压卡盘24上还设有辅助V型块241，在加工过程中辅助支撑后桥壳总成40。

参见图4至图6，右液压卡盘24下端设有伸缩油缸242，伸缩油缸242固定在卡盘底座231上，其活塞杆和右液压卡盘24相连接，可带动右液压卡盘24在底座上面的小导轨上前进和后退，从而实现顶紧桥壳侧面和放松。

参见图2至图4，辅助支撑座固定在上板25上，上板上安装有两个推缸253和数个辅助支撑缸252。本实施例辅助支撑缸252有6个（图中可见4个）。推缸253和辅助支撑缸252在加工中，由液压泵通过油管提供的液压油做功来实现夹紧和松开待加工的后桥壳总成40。在辅助支撑座旁设有找平装置251，找平装置251通过找平油缸提供动力，在加工作业中使后桥壳总成40到达水平状态。

本发明还提供微型汽车驱动桥壳琵琶孔加工工艺，包括以下步骤：

S1、先将液压夹具系统装到机床工作台上，根据机床行程固定好夹具位置并用百分表打表调整，使夹具底板和工作台平齐，底板上表面保持水平，锁紧各连接螺栓。

S2、松开左右卡盘底座上的锁紧手柄，把需加工的桥壳按方向要求先放到辅助V型块上，再将桥壳的左侧中心孔套入左液压卡盘三爪中，根据需加工的桥壳长度调节卡盘底座在大导轨上的位置，并拧紧所有锁紧手柄。

S3、在PLC电控系统中事先输入夹具指令，启动液压夹具系统动作按钮，开始执行夹紧程序；PLC电控系统发出操作指令，首先右液压卡盘三爪推出，伸入桥壳右侧中心孔；然后找平装置伸入到桥壳顶部的接口法兰面上，使法兰面处于水平状态；紧接着左右液压卡盘三爪撑开，右卡盘侧面顶紧桥壳半轴法兰的侧面，6个辅助支撑缸伸出贴住桥壳并自锁，2个推缸伸出顶紧桥壳；最后找平装置上升，退回原处，完成桥壳的整个定位夹紧过程。

S4、在操作面板上编程输入加工程序，启动加工中心加工按钮，开始执行加工程序，程序指令事先按如下的加工工艺在操作面板上编写好。加工程序如下：

第一序，用面铣刀铣削桥壳琵琶孔接口法兰面，铣后中心高37±0.15；

第二序，用粗镗刀镗削桥壳接口法兰面内孔，镗后内孔尺寸φ178.5±0.1；

第三序，在桥壳接口法兰面上用定心钻打八个钻孔定心点，打点直径φ（即公差为上偏差0.2、下偏差0）；

第四序，用φ6.8的合金钻头钻八个螺纹底孔，要求孔径φ，位置度φ0.25（即钻孔位置相对于基准的偏差在直径0.25的圆内）；

第五序，用M8-H2的丝锥攻八个M8螺纹孔；

第六序，用精镗刀镗削接口法兰面内孔，要求尺寸φ，加工结束。

根据加工工艺要求，第一序铣削接口法兰面，加工刀具面铣刀被机床换刀装置换到桥壳琵琶孔加工所需位置，接着工作台带动夹具按程序指令移动，使桥壳琵琶孔处于刀具下方开始切削加工，工件切削速度、切削深度、刀具进给量全部由加工程序自动控制运行，加工完毕，工作台返回机床零点位置；换刀指令执行，第二序的粗镗刀换到加工位置，工作台带动桥壳移动到镗孔位置开始加工；依次，第三序打点定心，第四序钻孔，第五序攻丝，第六序精镗琵琶孔。

待所有加工程序执行完毕，整个桥壳琵琶孔加工完成，工作台带动工件回到机床零点位置，操作人员首先检查一下桥壳琵琶孔加工后的情况。检查完毕，松开夹具按钮，推缸放松缩回，辅助支撑缸退回，卡盘三爪松开，这时桥壳落到夹具的辅助V型块上。

右侧HTB伸缩油缸缩回带动右液压卡盘三爪退出桥壳定位孔，桥壳处于自由状态；这时，操作人员从夹具上取下桥壳，放于检验台进行尺寸检测，如发现尺寸有偏差，通过修改加工程序指令弥补修正和通过调整刀补指令补偿偏差，直至工件加工合格；加工合格后的桥壳放于物流架转下序，接着循环程序，加工下一件。

通过本发明的加工系统加工后的桥壳，其琵琶孔的所有尺寸都在一次装夹中加工完毕，经仔细检验，桥壳琵琶孔的所有尺寸，都能达到图纸要求的尺寸精度和位置精度。桥壳装车试车时各零件配合准确、传动平稳，整桥装配后行车过程中各零件动作无噪音、无发热、无卡滞等异常现象。

本发明的加工系统通过调节左右卡盘底座的位置和卡盘卡爪的尺寸，可以加工不同类型的桥壳，换型方便，柔性加工能力强；加工系统经长时间大批量现场加工桥壳检验，桥壳琵琶孔的尺寸精度可达到0.08毫米，位置精度保证到φ0.15毫米，加工自动化程度高，生产效率比通用加工方法提高一倍以上；同时，该加工系统使用可靠，精度稳定，不但提高了汽车零部件行业的加工制造能力，而且为汽车制造行业创造了巨大经济效益，应用范围更广。

以上已将发明做一详细说明，综上所述，仅为本发明之较佳实施例而已，当不能限定本发明实施范围，即凡依本申请范围所作均等变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖范围内。

Claims (9)

1.一种微型汽车驱动桥壳琵琶孔加工系统，包括加工中心（10）、液压夹具系统（20）和PLC电控系统，其特征在于，所述PLC电控系统设置在加工中心（10）内部，所述加工中心（10）的机床工作台（21）与液压夹具系统（20）的底板（22）固定连接，液压夹具系统（20）通过油路与液压站（27）相连，PLC电控系统通过电路与液压站（27）相连；

所述加工中心（10）上设有刀库（13），刀库（13）里放置数个刀具（12），刀库（13）与加工中心（10）之间设有换刀装置（15）；

所述液压夹具系统（20）包括左液压卡盘（23）、右液压卡盘（24）和辅助支撑座，辅助支撑座设在左液压卡盘（23）和右液压卡盘（24）中间；

所述左液压卡盘（23）和右液压卡盘（24）下端均设有卡盘底座（231），卡盘底座（231）下端设有大导轨（26）；

所述辅助支撑座固定在上板（25）上，上板上设有两个推缸（253）和数个辅助支撑缸（252）。

2.根据权利要求1所述的一种微型汽车驱动桥壳琵琶孔加工系统，其特征在于，所述加工中心（10）为立式加工中心；

所述刀具（12）包括面铣刀、粗镗刀、精镗刀、打点定心钻、φ6.8合金钻头和M8丝锥6种。

3.根据权利要求1所述的一种微型汽车驱动桥壳琵琶孔加工系统，其特征在于，所述左液压卡盘（23）和右液压卡盘（24）均为三爪卡盘；

所述卡盘底座（231）沿着大导轨（26）在丝杠（261）带动下可左右移动。

4.根据权利要求3所述的一种微型汽车驱动桥壳琵琶孔加工系统，其特征在于，所述卡盘底座（231）一侧设有两个锁紧手柄（263）；

所述大导轨（26）一端设有手轮（262）。

5.根据权利要求3或4所述的一种微型汽车驱动桥壳琵琶孔加工系统，其特征在于，所述液压卡盘（24）上还设有辅助V型块（241）。

6.根据权利要求5所述的一种微型汽车驱动桥壳琵琶孔加工系统，其特征在于，所述右液压卡盘（24）下端设有伸缩油缸（242），伸缩油缸（242）固定在卡盘底座（231）上，其活塞杆和右液压卡盘（24）相连接。

7.根据权利要求1所述的一种微型汽车驱动桥壳琵琶孔加工系统，其特征在于，所述辅助支撑缸（252）有6个。

8.根据权利要求1-7任一项所述的一种微型汽车驱动桥壳琵琶孔的加工工艺，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将液压夹具系统装到机床工作台上，根据机床行程固定好夹具位置并用百分表打表调整，使夹具底板和工作台平齐，底板上表面保持水平，锁紧各连接螺栓；

S2、松开左右卡盘底座上的锁紧手柄，把需加工的桥壳先放到辅助V型块上，桥壳的左侧中心孔套入左液压卡盘三爪中，根据桥壳长度调节卡盘底座在大导轨上的位置，并拧紧所有锁紧手柄；

S3、在PLC电控系统中事先输入夹具动作指令，启动液压夹具系统动作按钮，开始执行夹紧程序；

S4、在操作面板上编程输入加工程序，启动加工中心加工按钮，开始执行加工程序。

9.根据权利要求2所述的一种微型汽车驱动桥壳琵琶孔的加工工艺，其特征在于，所述步骤S3中，开始夹紧程序后，PLC电控系统发出操作指令，首先右液压卡盘三爪伸入桥壳右侧中心孔，然后找平装置伸入到桥壳顶部的接口法兰面上，使法兰面处于水平状态，紧接着左右液压卡盘三爪撑开，右卡盘侧面顶紧桥壳半轴法兰的侧面，6个辅助支撑缸伸出贴住桥壳并自锁，2个推缸伸出顶紧桥壳，最后找平装置上升，退回原处，完成桥壳的整个定位夹紧过程；

所述步骤S4中，开始加工程序后，加工中心按以下顺序加工桥壳：

第一序，用面铣刀铣削桥壳琵琶孔接口法兰面，铣后中心高37±0.15；

第二序，用粗镗刀镗削桥壳接口法兰面内孔，镗后内孔尺寸φ178.5±0.1；

第三序，在桥壳接口法兰面上用定心钻打八个钻孔定心点，打点直径φ；

第四序，用φ6.8的合金钻头钻八个螺纹底孔，要求孔径φ ，位置度φ0.25；

第五序，用M8-H2的丝锥攻八个M8螺纹孔；

第六序，用精镗刀镗削接口法兰面内孔，要求尺寸φ，加工结束。