CN112658709A - 一种零部件圆弧结构加工工装及加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种零部件圆弧结构加工工装及加工方法，所述工装中，若干待加工的工件沿圆周方向均匀分布，并通过工件压装单元固定安装在工件安装板正面，工件压装单元上设有基准侧沿，基准侧沿为调整工件安装位置的基准，车刀位于呈圆形分布的工件的中心位置，所述车削卡盘与工件安装板背面连接；所述加工方法通过工件压装单元将若干工件呈圆周方向安置在固定安装板上，确定工件的加工位置后将其通过工件压装单元固定在安装板上，通过车削卡盘带动工件旋转，并控制车刀沿轴向直线移动完成圆弧结构车削加工。本发明通过以车代铣及以车代镗的方式加工零件圆弧结构，加工效率高，零件圆弧表面加工质量好，加工灵活性强。

Description

一种零部件圆弧结构加工工装及加工方法

技术领域

本发明属于机械零件异性结构加工技术领域，具体涉及一种零部件圆弧结构加工工装及加工方法。

背景技术

圆弧结构在汽车零部件中被广泛设计应用，尤其在动力总成零部件中的应用极为广泛，例如：行星齿轮垫片中的1/6圆弧结构，此外其它具有圆弧结构的零件也比较多，在对零件的圆弧结构进行加工时采用的常规工艺方式有四种，分别为：“差补铣”、“镗圆弧”、“冲压薄垫片圆弧”以及“激光切割薄垫片圆弧”，其中，“冲压薄垫片圆弧”工艺和“激光切割薄垫片圆弧”工艺主要适用于较薄加工厚度(加工厚度小于10mm)零件的圆弧结构加工，加工精度较高；而“差补铣”工艺和“镗圆弧”工艺则主要适用于较厚加工厚度(加工厚度大于10mm) 零件的圆弧结构加工，但是在采用“铣”或“镗”的方式加工零件的圆弧结构时，由于加工灵活性较差，造成加工时间较长，效率较低的问题，且通过“铣”或“镗”的方式加工零件的圆弧结构表面质量较差，表面粗糙度有待提高。

发明内容

针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明公开了一种零部件圆弧结构加工工装及加工方法，通过以“车”代“铣”，以“车”代“镗”的方式，实现对加工厚度超过10mm的零件的圆弧结构进行加工，且实现一次多件加工，既提升了加工效率，还提升了圆弧加工表面的粗糙度。结合说明书附图，本发明的技术方案如下：

一方面，本发明公开了一种零部件圆弧结构加工工装，包括：工件安装板 1、工件压装单元、车刀4以及车削卡盘；

若干待加工的工件3沿圆周方向均匀分布，并通过所述工件压装单元固定安装在工件安装板1正面；

所述工件压装单元上设有基准侧沿，所述基准侧沿为调整工件3安装位置的基准；

所述车刀4位于呈圆形分布的工件3的中心位置，所述车削卡盘与工件安装板1背面连接。

进一步地，所述工件压装单元由若干组工件压装板2和压装锁紧组件4组成；

所述工件压装板2与工件3一一对应设置，所述工件3通过工件压装板2 压装在工件安装板1上，并通过压装锁紧组件4将工件压装板2固定在工件安装板1，实现将工件3固定在工件安装板1上。

更进一步地，所述基准侧沿设置在工件压装板2上；

所述工件压装板2将工件3压装在工件安装板1上时，所述基准侧沿位于车刀5一侧设置且垂直于所述车刀5的车削轨迹6的径向。

更进一步地，所述压装锁紧组件4由压装螺杆和压装锁紧螺母组成；

所述工件压装板2上开有锁紧安装孔202；

所述工件固定板1上开设有与所述锁紧安装孔位置及尺寸相对应的压装锁紧孔101；

所述有压装螺杆穿过所述锁紧安装孔202和压装锁紧孔101并通过压装锁紧螺母锁紧。

更进一步地，所述工件压装板2的底部压装面上开有与被压装的工件3上表面外轮廓相匹配的压装限位槽201，实现对工件3沿车削轨迹6圆周方向上的限位。

进一步地，所述工件固定板1的中心位置开有用于避让车刀5的圆形的中心加工窗口102。

进一步地，所述中心加工窗口102为圆形，且所述中心加工窗口102的半径尺寸大于车刀5的切削轨迹6半径尺寸。

更进一步地，所述工件压装板2有六组。

另一方面，本发明还公开了一种零部件圆弧结构加工方法，所述加工方法为：通过工件压装单元将若干工件3呈圆周方向均匀分布安置在固定安装板1 上，通过调整工件3相对于工件压装单元的基准侧沿的位置来确定工件3的加工位置，将工件3通过工件压装单元固定在安装板1上后，通过车削卡盘将固定安装板1与车削设备的旋转驱动装置连接，随着工件3的旋转，控制车刀5 沿轴向直线移动完成圆弧结构车削加工。

进一步地，所述通过调整工件3相对于工件压装单元的基准侧沿的位置来确定工件3的加工位置的具体过程如下：

调整工件3的初始伸出量L2，所述初始伸出量L2是指工件3在进行车削加工前伸出工件压装单元的基准侧沿的长度，使所述初始伸出量L2满足如下关系式：

L2＝L1-R+D

其中：

L1为工件固定板1的旋转中心与工件压装单元的基准侧沿之间的距离；

R为车刀5的车削轨迹半径；

D为工件3的圆弧结构车削加工量。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明所述零部件圆弧结构加工工装及加工方法可根据加工零件的具体结构灵活操作，在多种圆弧结构下均可以实现以车代铣及以车代镗加工零件圆弧结构，加工效率高，零件圆弧表面加工质量好，灵活性强。

附图说明

图1为本发明所述零部件圆弧结构加工工装的结构示意图；

图2为本发明所述零部件圆弧结构加工工装中，工件安装板的主视图；

图3为本发明所述零部件圆弧结构加工工装中，工件压装板的主视图；

图4为图3的仰视图。

图中：

1-工件安装板， 2-工件压装板， 3-工件，

4-压装锁紧组件， 5-车刀， 6-车削轨迹；

101-压装锁紧孔， 102-中心加工窗口；

201-压装限位槽， 202-锁紧安装孔。

具体实施方式

为清楚、完整地描述本发明所述技术方案及其具体工作过程，结合说明书附图，本发明的具体实施方式如下：

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

实施例一：

本实施例一公开了一种零部件圆弧结构加工工装，如图1所示，所述工装包括：工件安装板1、工件压装板2与压装锁紧组件4组成的工件压装单元、车刀4以及车削卡盘(图中未显示)。

所述车削卡盘为现有技术中车削加工设备匹配的用于夹紧的装置，本实施例一采用四爪卡盘，所述车削卡盘与工件安装板1的背面固定安装连接，实现对工件安装板1的固定夹紧，以用于与车刀配合实现车削加工。

如图1和图2所示，所述工件安装板1正面为平面结构，在所述工件安装板1的中心开有一个圆形的中心加工窗口102，所述中心加工窗口102用于避让设置在工件安装板1中心位置的车刀5，故所述圆形的中心加工窗口102的半径尺寸大于车刀5的切削半径尺寸；此外，所述中心加工窗口102除采用圆形结构外，还可以根据实际情况选用其他形状，且所采用的其他形状的中心加工窗口102中，从与车刀5安装的圆心位置至中心加工窗口102的边沿最小距离要大于车刀5的切削半径尺寸，以实现对车刀5的有效避让；

如图2所示，除了在所述工件安装板1的中心位置开有中心加工窗口102 以外，所述工件安装板1沿圆周方向还均匀分布有六组压装锁紧孔101，每组所述压装锁紧孔101有两个，所述压装锁紧孔101与一组工件压装单元中的工件压装板2上的锁紧安装孔的位置及大小相匹配，用于通过压装锁紧组件4将工件压装板2锁紧固定在工件安装板1的对应位置上，进而实现对工件3的压装固定。

如图1所示，所述工件压装单元有六组，每组工件压装单元均由工件压装板2和压装锁紧组件4组成，其中，所述压装锁紧组件4采用螺纹锁紧组件，包括：压装螺杆和压装锁紧螺母；

如图1、图3和图4所示，所述工件压装板2的底面为用于压装工件3的压装面，所述工件压装板2的压装面中间位置开有与工件3的上表面外轮廓相匹配的压装限位槽201，以实现对工件3沿车削轨迹6所在的圆周方向上的限位；所述工件压装板2设有一直线形的基准侧沿，当所述工件压装板2将工件 3压装在工件安装板1上时，该基准侧沿位于靠近车刀5一侧设置，且垂直于车削轨迹6的径向；

本实施例一中，所述工件3为长方体条状结构，所要加工的圆弧面为工件 3长度方向一端的端面，所述工件3在工件安装板1上固定时，工件3的长度方向沿着车削轨迹6的径向设置，以使待加工的圆弧面与车削轨迹6相重合，六个所述工件3分别通过六组工件压装单元中的工件压装板2压装在工件安装板1的表面上，六个工件3沿着车削轨迹6外侧同心圆的圆周周方向设置，故如图3和图4所示，所述工件压装板2的压装面中间位置开设的压装限位槽201 为与长方体条状的工件3上表面相匹配的矩形限位槽，当所述工件3通过工件压装板2压装限位时，工件3在车削轨迹6所在的圆周方向上实现精准限位，而工件3在车削轨迹6所在的径向方向上的位置可调整，从而实现车削量的调整控制，调整完毕后再通过压装锁紧组件4锁紧固定，实现对工件3的准确可靠压装；

如图1、图2、图3和图4所示，在所述工件压装板2的压装限位槽201 两侧开有两个对称的锁紧安装孔202，所述工件安装板1上所开设的六组压装锁紧孔101与六个所述工件压装板2上的锁紧安装孔202一一对应，所述压装锁紧组件4与锁紧安装孔202一一对应设置；

当所述工件压装板2通过压装限位槽201将工件3进行圆周方向上的限位压装，并调整好工件沿径向的伸出长度后，将压装锁紧组件4中的压装螺杆对应穿过工件压装板2上的锁紧安装孔202和工件安装板1上的压装锁紧孔101，并通过压装锁紧螺母锁紧，通过工件压装板2压装力产生的摩擦力对工件实现径向限位，以将工件压装板2与工件安装板1固定安装，从而实现将工件3准确可靠地压装固定在工件安装板1上。

如图1所示，所述车刀5位于六组工件3所分布围绕形成的圆形中心位置，所述车刀5在圆周方向上的车削轨迹5与六组工件3所分布围绕形成的圆同心。

本实用新型所述零部件圆弧结构加工工装工作时，在车床设备的旋转驱动装置的驱动下，车削卡盘带着工件安装板1旋转运动，进而带动其上的工件3 同步旋转，随着车刀5的直线进给，工件3端部的车削面即被加工为圆弧面，且通过车削加工代替原有的铣或镗加工，依次可进行多个零件的同时车削加工，加工效率高，所加工的圆弧面表面也有较大提高。

实施例二：

本实施例二公开了一种零部件圆弧结构加工方法，所述加工方法为车削加工，采用的加工工装为上述实施例一中所述加工工装，具体加工方法如下：

步骤一，根据实际需要，将待加工的厚度超过10mm的工件3通过工件压装板2沿车削轨迹6的圆周方向分布安置在固定安装板1上；

步骤二：通过测量计算，调整工件3伸出工件压装板2基准侧沿的长度，具体调整过程如下：

如图1所示，调整工件3的初始伸出量L2，所述初始伸出量L2是指工件 3在进行车削加工前伸出工件压装板2基准侧沿的长度，所述初始伸出量L2满足如下关系式：

L2＝L3+D··························(1)

其中：

L3为目标伸出量，所述目标伸出量是指工件3的圆弧结构车削完毕后，该圆弧结构的圆弧底部与工件压装板2基准侧沿之间的距离；

D为工件3的圆弧结构车削加工量；

所述目标伸出量L3还满足如下关系式：

L3＝L1-R························(2)

其中：

L1为工件固定板1的旋转中心与工件压装板2基准侧沿之间的距离；

R为车刀5的车削轨迹6的半径；

故，L2满足如下关系式：

L2＝L1-R+D·····················(3)

上述公式(3)中，工件固定板1的旋转中心与工件压装板2基准侧沿之间的距离L1为固定值，可经过测量获得；车刀5的车削轨迹6的半径R与工件 3的圆弧结构车削加工量D均通过实际需要进行设定；

通过上述关系式(3)即可调整工件3伸出工件压装板2基准侧沿的长度 L2，进而确定工件3在车削轨迹6径向方向上的位置；

步骤三：通过压装锁紧组件4将位置调整完毕的工件3压装固定在工件安装板1上；

步骤四：将安装有工件3的工件安装板1通过车削卡盘与车削设备的旋转驱动装置连接；

步骤五：根据工件3圆弧结构车削加工量调整车刀5的径向位置；

步骤六：启动车削设备，控制车刀5沿轴向直线移动完成工件3的圆弧结构车削加工。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所作出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种零部件圆弧结构加工工装，其特征在于：

包括：工件安装板(1)、工件压装单元、车刀(4)以及车削卡盘；

若干待加工的工件(3)沿圆周方向均匀分布，并通过所述工件压装单元固定安装在工件安装板(1)正面；

所述工件压装单元上设有基准侧沿，所述基准侧沿为调整工件(3)安装位置的基准；

所述车刀(4)位于呈圆形分布的工件(3)的中心位置，所述车削卡盘与工件安装板(1)背面连接。

2.如权利要求1所述一种零部件圆弧结构加工工装，其特征在于：

所述工件压装单元由若干组工件压装板(2)和压装锁紧组件(4)组成；

所述工件压装板(2)与工件(3)一一对应设置，所述工件(3)通过工件压装板(2)压装在工件安装板(1)上，并通过压装锁紧组件(4)将工件压装板(2)固定在工件安装板(1)，实现将工件(3)固定在工件安装板(1)上。

3.如权利要求2所述一种零部件圆弧结构加工工装，其特征在于：

所述基准侧沿设置在工件压装板(2)上；

所述工件压装板(2)将工件(3)压装在工件安装板(1)上时，所述基准侧沿位于车刀(5)一侧设置且垂直于所述车刀(5)的车削轨迹(6)的径向。

4.如权利要求2所述一种零部件圆弧结构加工工装，其特征在于：

所述压装锁紧组件(4)由压装螺杆和压装锁紧螺母组成；

所述工件压装板(2)上开有锁紧安装孔(202)；

所述工件固定板(1)上开设有与所述锁紧安装孔位置及尺寸相对应的压装锁紧孔(101)；

所述有压装螺杆穿过所述锁紧安装孔(202)和压装锁紧孔(101)并通过压装锁紧螺母锁紧。

5.如权利要求2所述一种零部件圆弧结构加工工装，其特征在于：

所述工件压装板(2)的底部压装面上开有与被压装的工件(3)上表面外轮廓相匹配的压装限位槽(201)，实现对工件(3)沿车削轨迹(6)圆周方向上的限位。

6.如权利要求1或4所述一种零部件圆弧结构加工工装，其特征在于：

所述工件固定板(1)的中心位置开有用于避让车刀(5)的圆形的中心加工窗口(102)。

7.如权利要求1或4所述一种零部件圆弧结构加工工装，其特征在于：

所述中心加工窗口(102)为圆形，且所述中心加工窗口(102)的半径尺寸大于车刀(5)的切削轨迹(6)半径尺寸。

8.如权利要求2所述一种零部件圆弧结构加工工装，其特征在于：

所述工件压装板(2)有六组。

9.一种零部件圆弧结构加工方法，其特征在于：

所述加工方法为：通过工件压装单元将若干工件(3)呈圆周方向均匀分布安置在固定安装板(1)上，通过调整工件(3)相对于工件压装单元的基准侧沿的位置来确定工件(3)的加工位置，将工件(3)通过工件压装单元固定在安装板(1)上后，通过车削卡盘将固定安装板(1)与车削设备的旋转驱动装置连接，随着工件(3)的旋转，控制车刀(5)沿轴向直线移动完成圆弧结构车削加工。

10.如权利要求9所述一种零部件圆弧结构加工方法，其特征在于：

所述通过调整工件(3)相对于工件压装单元的基准侧沿的位置来确定工件(3)的加工位置的具体过程如下：

调整工件(3)的初始伸出量L2，所述初始伸出量L2是指工件(3)在进行车削加工前伸出工件压装单元的基准侧沿的长度，使所述初始伸出量L2满足如下关系式：

L2＝L1-R+D

其中：

L1为工件固定板(1)的旋转中心与工件压装单元的基准侧沿之间的距离；

R为车刀(5)的车削轨迹半径；

D为工件(3)的圆弧结构车削加工量。

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