CN114799737B - 一种乘用车减速器壳体车铣复合加工工艺方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一种乘用车减速器壳体车铣复合加工工艺方法。包括：一、将减速器壳体装夹在车铣复合设备卡盘上，测量z、y基准面，计算车床中工件的旋转轴即c轴原点，同时设定轴向参考点；二、对减速器壳体内部轮廓进行车铣复合加工；三、取下减速器壳体，将设备卡盘卡爪换成铝材料卡爪，把卡爪自车成T2和T3的随形阶梯孔；四、夹持T3轴颈，T2端面为定位面，测量z、y基准面，计算c轴原点，同时设定轴向参考点；五、对减速器壳体外部轮廓进行车铣复合加工；六、去除残余毛刺。本发明采用车铣复合加工可以实现一次装夹完成全部或者大部分加工工序，减少了装夹次数，减少传统工艺所需的工装夹具的采购和制作，有效降低了生产成本。

Description

一种乘用车减速器壳体车铣复合加工工艺方法

技术领域

本发明属于机械加工技术领域，具体的说是一种乘用车减速器壳体车铣复合加工工艺方法。

背景技术

减速器壳体是乘用车减速器总成的核心部件，材料属于高压铝合金，结构复杂，内装变速齿轮，结构上有多个尺寸精度和相互位置精度要求很高的孔和平面，还有角度刁钻的斜向孔、油槽等，这些元素的加工精度直接影响减速器的安装精度和使用寿命；

在现有加工技术中，由于该减速器壳体结构原因，必须分别通过车序和铣序才能完成对其加工，通用加工工艺方法就是使用数控车对高精度的回转表面进行加工，例如上下面轴承孔及油封孔旋转，高平面度要求的配合端面加工，再用加工中心对需要铣削成型的轮廓，螺纹孔，角度孔进行加工，然而这种工艺中设备使用成本都比较高，同时需要多套夹具反复拆卸和装夹，来加工不同的加工面，不能保证加工面平面度及孔径位置精度，生产效率也得不到保障。

例如：一种用于立体停车位变速箱的高强度壳体及其生产工艺，包括第一壳体、第二壳体和第一加强结构，第二壳体一体成型于第一壳体的右侧，第一壳体正面的顶部和底部均开设有第一轴孔，第一壳体正面且靠近第一轴孔边缘的位置处固定连接有第一保护圆环，第一壳体正面且靠近第一保护圆环边缘的位置处固定连接有第一支撑圆环，第一支撑圆环和第一保护圆环之间环形等距离固定连接有支撑块，第一加强结构包括两个第二连接杆，第二连接杆固定连接于第一支撑圆环右侧的中央，第二连接杆顶部和底部的中央均固定连接有第一连接杆；该方法具有强度高、轴孔不容易破裂的好处，适用于高强度工作。但是该方法需要多套夹具反复拆卸和装夹，来加工不同的加工面，不能保证加工面平面度及孔径位置精度，生产效率也得不到保障。

例如：一种壳体、及壳体的加工方法，尤其针对消费电子产品陶瓷减重需要。方法包括：将预先制备的溶胶涂覆在预先制备的陶瓷壳体的内表面；采用烧结工艺对涂覆有溶胶的陶瓷壳体进行烧结处理，在陶瓷壳体的内表面形成含有纳米级微孔的过渡层，从而为陶瓷壳体与塑胶件的结合提供良好的结合锚点，形成机械锁和效应，提高陶瓷壳体与塑胶件之间的结合力，实现通过注塑或胶粘复合纤维板方式补强陶瓷强度并减重的目的，获得预期效果成品壳体；并且，陶瓷壳体与塑胶件的连接过程不需要对陶瓷表面做特殊表面处理，减少陶瓷壳体加工工序，降低生产能耗，操作简单。但是该方法需要多套夹具反复拆卸和装夹，来加工不同的加工面，不能保证加工面平面度及孔径位置精度，生产效率也得不到保障。

例如：一种轻薄型离合器壳体加工结构，包括用于定位卡持环形镂空件的内孔位置的卡盘组件、设于卡盘组件外周的若干用于支撑环形镂空件底部的支撑座和弹性的限位座、以及环绕设于支撑座外周的若干浮动压板组件，浮动压板组件与支撑座或限位座相对应配合压持环形镂空件的上下侧。该结构实现了镂空产品重切削作业无变形问题。但是不能保证加工面平面度及孔径位置精度，生产效率也得不到保障。

发明内容

本发明提供了一种乘用车减速器壳体车铣复合加工工艺方法，本发明适合小批量试制的减速器壳体加工利用车铣复合技术工艺，可以实现包括车、铣、钻、镗、攻丝等多种工序在一台设备上加工完成，从而大大缩短产品制造工艺链，提高生产效率。由于车铣复合加工可以实现一次装夹完成全部或者大部分加工工序，从而减少了装夹次数，避免了由于定位基准转化导致的误差积累，提高了加工精度，同时可以减少传统工艺所需的工装夹具的采购和制作，有效降低了生产成本。

本发明技术方案结合附图说明如下：

一种乘用车减速器壳体车铣复合加工工艺方法，包括以下步骤：

步骤一、检查减速器壳体后将减速器壳体装夹在车铣复合设备卡盘上，测量z、y基准面，计算车床中工件的旋转轴即c轴原点，同时设定轴向参考点；

步骤二、使用数控设备对减速器壳体内部轮廓进行车铣复合加工；

步骤三、取下减速器壳体，将设备卡盘卡爪换成铝材料卡爪，把卡爪自车成T2和T3的随形阶梯孔；

步骤四、将减速器壳体装夹到数控设备上，夹持装配结合轴径T3轴颈，装配结合面T2端面为定位面，测量z、y基准面，计算c轴原点，同时设定轴向参考点；

步骤五、使用数控设备对减速器壳体外部轮廓进行车铣复合加工；

步骤六、去除减速器壳体上的残余毛刺，加工完毕。

步骤一，检查减速器壳体具体为检查减速器壳体的毛坯件的定位面、夹紧轴径表面毛刺是否清理干净，检查毛坯件是否有裂纹、欠铸的缺陷。

步骤一，所述z、y基准面是毛坯工件上用来打表找正分中的两个平面，用以计算c轴原点和分度，建立c轴工件坐标系原点。

步骤二，使用数控设备中的mcturn车削功能，调用主偏角75度车刀对工艺定位凸台T1断面进行车削加工；调用93度车刀对装配结合面T2端面和装配结合轴径T3轴径进行外圆循环车削，分开粗车和精车循环；调用内孔镗刀对齿轮轴安装孔T4内孔进行加工；

使用mcmill铣削功能，调用立铣刀对齿轮轴定位键槽m2键槽进行铣削，然后旋转刀具b轴角度44度对润滑储油槽m3油槽进行加工；调用平底钻和深孔钻，将刀具b轴角度旋转49度，c轴角度旋转7度，对润滑油路孔m4沉孔外孔进行加工，保证深孔角度和直线度要求；使用钻头对壳体联接螺栓孔m1元素包含的12个通孔进行加工，保证位置度要求,调用倒角刀进行倒角加工。

步骤二，装配结合面T2端面平面度小于0.02mm，装配结合轴径T3的外圆直径公差等级h7、圆柱度0.02mm；调用内孔镗刀对齿轮轴安装孔T4内孔进行加工，保证圆柱度0.012mm精度要求。

步骤三，所述随形阶梯孔的孔径大于装配结合轴径T3轴颈0.2mm。

步骤三，所述卡盘夹持压力由10兆帕减小到4.5兆帕，防止工件加工完成表面损伤变形，同时保证后续加工的0.015mm同轴度要求。

使用数控设备中的mcturn车削功能，调用主偏角75度车刀对壳体联接螺栓孔定位面T5端面进行车削加工，调用93度车刀对轴承盖装配轴颈T6轴颈进行外圆循环车削，分开粗车和精车循环，调用圆弧槽刀车削密封垫安装槽T7圆弧槽,调用内孔镗刀对轴承孔T8内孔进行加工；

使用数控设备中的mcmill铣削功能，调用立铣刀对起盖螺栓m6三个螺栓柱外轮廓进行铣削，调用钻头和丝锥对m6上螺纹孔进行钻孔攻丝加工，保证位置度要求；使用倒角刀对对步骤二中已加工完成的壳体联接螺栓孔m1元素包含的12个通孔外部面进行倒角加工。

保证壳体联接螺栓孔定位面T5与装配结合轴径T3垂直度0.05mm，轴承盖装配轴颈T6外圆直径公差等级h7、圆柱度0.02mm精度要求。

保证圆柱度0.015mm、Rz10、直径公差等级H8精度要求。

本发明的有益效果为：

本发明采用车铣复合加工可以实现一次装夹完成全部或者大部分加工工序，从而减少了装夹次数，避免了由于定位基准转化导致的误差积累，提高了加工精度，同时可以减少传统工艺所需的工装夹具的采购和制作，有效降低了生产成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为乘用车壳体的内部结构示意图；

图2为乘用车壳体的外部结构示意图；

图3为乘用车壳体的内部需要加工元素示意图；

图4为图3中A处示意图；

图5为乘用车壳体的外部需要加工元素示意图；

图6为z、y基准面和c轴的结构示意图；

图7为本发明的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参阅图7，一种乘用车减速器壳体车铣复合加工工艺方法，包括以下步骤：

步骤一、检查减速器壳体后将减速器壳体装夹在车铣复合设备卡盘上，测量z、y基准面，计算车床中工件的旋转轴即c轴原点，同时设定轴向参考点；

检查减速器壳体具体为检查减速器壳体的毛坯件的定位面、夹紧轴径表面毛刺是否清理干净，检查毛坯件是否有裂纹、欠铸等缺陷。

参阅图6，所述z、y基准面是毛坯工件上用来打表找正分中的两个平面，用以计算c轴原点和分度，建立c轴工件坐标系原点。

C轴就是车床中工件的旋转轴，在这里加工过程中需要对旋转角度进行分度处理，所以需要定义原点。

旋转c轴，用分中千分表分别靠压z，y平面(压表量必须相同，径向坐标必须相同)，分别记录两平面的c轴角度坐标值，两个坐标值相加之和再除以2，得到的角度坐标就是c轴原点。

轴向任意点设定工件坐标系原点，建立工件坐标和机床坐标的联系，这个点就是工件轴向参考点，就是车床中的轴向对刀。

参阅图1-图5，步骤二、使用数控设备对减速器壳体内部轮廓进行车铣复合加工；

使用数控设备中的mcturn车削功能，调用主偏角75度车刀对工艺定位凸台T1端面进行车削加工，调用93度车刀对装配结合面T2端面和装配结合轴颈T3轴颈进行外圆循环车削，分开粗车和精车循环，保证T2端面平面度小于0.02mm，装配结合轴颈T3外圆直径公差等级h7、圆柱度0.02mm精度要求，调用内孔镗刀对齿轮轴安装孔T4内孔进行加工，保证圆柱度0.012mm精度要求。

其中，mcturn是车削。

使用数控设备中的mcmill铣削功能，调用立铣刀对齿轮轴定位键槽m2键槽进行铣削，完毕后旋转刀具b轴(绕机床Y轴旋转的伺服轴)角度44度对润滑储油槽m3槽形进行加工。调用平底钻和深孔钻，将刀具b轴角度旋转49度，c轴角度旋转7度，对润滑油路孔m4沉孔孔径进行加工，保证深孔角度和直线度要求；使用钻头对壳体联接螺栓孔m1元素包含的12个通孔进行加工，保证位置度要求,调用倒角刀进行倒角加工。

其中，mcmill是铣削。

步骤三、取下减速器壳体，将设备卡盘卡爪换成铝材料卡爪，把卡爪自车成T2和T3的随形阶梯孔；

所述随形阶梯孔的孔径大于T3轴颈0.2mm。

所述卡盘夹持压力由10兆帕减小到4.5兆帕，防止工件加工完成表面损伤变形，同时保证后续加工的0.015mm同轴度要求。

其中，卡爪有三个，原先采用钢材料卡盘卡爪，更换为铝材料卡爪。

铝材料的卡盘爪和钢材料卡盘卡爪结构相同利用的是铝材料的硬度小，以免伤及工件夹持的已加工表面。

步骤四、将减速器壳体装夹到数控设备上，夹持T3轴颈，T2端面为定位面，测量z、y基准面，计算c轴原点，同时设定轴向参考点；

步骤五、使用数控设备对减速器壳体外部轮廓进行车铣复合加工；

使用数控设备中的mcturn车削功能，调用主偏角75度车刀对壳体联接螺栓孔定位面T5端面进行车削加工，保证T5与T3垂直度0.05mm、T2和T5两端面尺寸精度要求；调用93度车刀对轴承盖装配轴颈T6轴颈进行外圆循环车削，分开粗车和精车循环，调用圆弧槽刀车削密封垫安装槽T7圆弧槽,调用内孔镗刀对轴承孔T8内孔进行加工，保证圆柱度0.015mm、Rz10、直径公差等级H8精度要求。

使用数控设备中的mcmill铣削功能，调用立铣刀对起盖螺栓m6三个螺栓柱外轮廓进行铣削，调用钻头和丝锥对m6上螺纹孔进行钻孔攻丝加工，保证位置度要求。使用倒角刀对步骤二中已加工完成的壳体联接螺栓孔m1元素包含的12个通孔外部面进行倒角加工。

步骤六、去除减速器壳体上的残余毛刺，加工完毕。

综上，本发明采用车铣复合加工可以实现一次装夹完成全部或者大部分加工工序，从而减少了装夹次数，避免了由于定位基准转化导致的误差积累，提高了加工精度，同时可以减少传统工艺所需的工装夹具的采购和制作，有效降低了生产成本。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种乘用车减速器壳体车铣复合加工工艺方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、检查减速器壳体后将减速器壳体装夹在车铣复合设备卡盘上，测量z、y基准面，计算车床中工件的旋转轴即c轴原点，同时设定轴向参考点；

步骤二、使用数控设备对减速器壳体内部轮廓进行车铣复合加工；

步骤三、取下减速器壳体，将设备卡盘卡爪换成铝材料卡爪，把卡爪自车成装配结合面T2和装配结合轴径T3的随形阶梯孔；

步骤四、将减速器壳体装夹到数控设备上，夹持装配结合轴径T3轴颈，装配结合面T2端面为定位面，测量z、y基准面，计算c轴原点，同时设定轴向参考点；

步骤五、使用数控设备对减速器壳体外部轮廓进行车铣复合加工；

步骤六、去除减速器壳体上的残余毛刺，加工完毕。

2.根据权利要求1所述的一种乘用车减速器壳体车铣复合加工工艺方法，其特征在于，步骤一，检查减速器壳体具体为检查减速器壳体的毛坯件的定位面、夹紧轴径表面毛刺是否清理干净，检查毛坯件是否有裂纹、欠铸的缺陷。

3.根据权利要求1所述的一种乘用车减速器壳体车铣复合加工工艺方法，其特征在于，步骤一，所述z、y基准面是毛坯工件上用来打表找正分中的两个平面，用以计算c轴原点和分度，建立c轴工件坐标系原点。

4.根据权利要求1所述的一种乘用车减速器壳体车铣复合加工工艺方法，其特征在于，步骤二，使用数控设备中的mcturn车削功能，调用主偏角75度车刀对工艺定位凸台T1断面进行车削加工；调用93度车刀对装配结合面T2端面和装配结合轴径T3轴径进行外圆循环车削，分开粗车和精车循环；调用内孔镗刀对齿轮轴安装孔T4内孔进行加工；

使用mcmill铣削功能，调用立铣刀对齿轮轴定位键槽m2键槽进行铣削，然后旋转刀具b轴角度44度对润滑储油槽m3油槽进行加工；调用平底钻和深孔钻，将刀具b轴角度旋转49度，c轴角度旋转7度，对润滑油路孔m4沉孔外孔进行加工，保证深孔角度和直线度要求；使用钻头对壳体联接螺栓孔m1元素包含的12个通孔进行加工，保证位置度要求,调用倒角刀进行倒角加工。

5.根据权利要求4所述的一种乘用车减速器壳体车铣复合加工工艺方法，其特征在于，步骤二，装配结合面T2端面平面度小于0.02mm，装配结合轴径T3的外圆直径公差等级h7、圆柱度0.02mm；调用内孔镗刀对齿轮轴安装孔T4内孔进行加工，保证圆柱度0.012mm精度要求。

6.根据权利要求1所述的一种乘用车减速器壳体车铣复合加工工艺方法，其特征在于，步骤三，所述随形阶梯孔的孔径大于装配结合轴径T3轴颈0.2mm。

7.根据权利要求1所述的一种乘用车减速器壳体车铣复合加工工艺方法，其特征在于，步骤三，所述卡盘夹持压力由10兆帕减小到4.5兆帕，防止工件加工完成表面损伤变形，同时保证后续加工的0.015mm同轴度要求。

8.根据权利要求1所述的一种乘用车减速器壳体车铣复合加工工艺方法，步骤五，使用数控设备中的mcturn车削功能，调用主偏角75度车刀对壳体联接螺栓孔定位面T5端面进行车削加工，调用93度车刀对轴承盖装配轴颈T6轴颈进行外圆循环车削，分开粗车和精车循环，调用圆弧槽刀车削密封垫安装槽T7圆弧槽,调用内孔镗刀对轴承孔T8内孔进行加工；

使用数控设备中的mcmill铣削功能，调用立铣刀对起盖螺栓m6三个螺栓柱外轮廓进行铣削，调用钻头和丝锥对m6上螺纹孔进行钻孔攻丝加工，保证位置度要求；使用倒角刀对对步骤二中已加工完成的壳体联接螺栓孔m1元素包含的12个通孔外部面进行倒角加工。

9.根据权利要求8所述的一种乘用车减速器壳体车铣复合加工工艺方法，步骤五，保证壳体联接螺栓孔定位面T5与装配结合轴径T3垂直度0.05mm，轴承盖装配轴颈T6外圆直径公差等级h7、圆柱度0.02mm精度要求。

10.根据权利要求8所述的一种乘用车减速器壳体车铣复合加工工艺方法，步骤五，保证圆柱度0.015mm、Rz10、直径公差等级H8精度要求。

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