CN116511573A - 一种新能源汽车后端盖盲孔轴承孔加工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新能源汽车后端盖盲孔轴承孔加工工艺，包括如下步骤：S1将后端盖工件装夹于固定夹具上，使其端面水平；S2采用粗加工刀具进行轴承孔的粗加工，粗加工刀具底部轴心位置掏空，避让轴承孔底凸起部位；S3对粗加工的轴承孔进行清理；S4开启精加工刀具内冷，需保证的设备外部喷淋关闭，将精加工刀具移动至加工孔孔口初始位置；以后端盖工件端面为0 mm，所述初始位置为z轴正方向0mm~5mm；先加工至距离目标深度1mm~3mm；再降低进给速度加工至目标深度。本发明的盲孔轴承孔加工工艺，能够避免了外冷和内冷同时开启时铝屑无法排出的情况，保证了加工精度，通过工艺参数及刀具的优化设计，能够保证轴承孔圆度、直线度、粗糙度等高精度要求。

Description

一种新能源汽车后端盖盲孔轴承孔加工工艺

技术领域

本发明属于压铸铝合金机械加工技术领域，具体涉及一种新能源汽车后端盖盲孔轴承孔加工工艺。

背景技术

目前，随着新能源汽车快速发展，汽车产品的多样性，新能源汽车产品结构越来越复杂，加工精度要求高。多级轴承孔同轴度要求0.05，轴承孔圆度及直线度要求0.006（加工刀具为刀体+法兰刀体结构）。

传统的加工工艺为先加工面后加工孔，加工过程中外冷和内冷全部打开保证排屑、冷却及润滑等作用。但是此工艺适用于通孔加工，不适用于加工后端盖的轴承孔（盲孔），后端盖的基准面、孔与轴承孔（盲孔）在同一角度，先加工面产生的铝屑会掉入待加工的轴承孔孔底（盲孔），再加工轴承孔（盲孔）时，由于加工面掉入的铝屑无法排出，会导致后端盖轴承孔孔壁划伤，尺寸精度较差且对刀片的磨损大；同时加工轴承孔（盲孔）开启外冷和内冷，刀具内冷将铝屑从下往上排出，外冷从上往下喷淋，导致铝屑无法排出，同样导致后端盖轴承孔孔壁划伤，尺寸精度较差。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求中的一种或者多种，本发明提供了一种新能源汽车后端盖盲孔轴承孔加工工艺，精加工时，仅开启内冷，保持外冷关闭，避免了外冷和内冷同时开启时铝屑无法排出的情况，保证了加工精度。

为实现上述目的，本发明提供一种新能源汽车后端盖盲孔轴承孔加工工艺，包括如下步骤：

S1将后端盖工件装夹于固定夹具上，使其端面水平；

S2采用粗加工刀具进行轴承孔的粗加工，粗加工刀具底部轴心位置掏空，避让轴承孔底凸起部位；

S3对粗加工的轴承孔进行清理；

S4开启精加工刀具内冷，需保证设备外部喷淋关闭，将精加工刀具移动至加工孔孔口初始位置；以后端盖工件端面为0 mm，所述初始位置为z轴正方向0mm ~5mm；

以转速1500±250r/min，进给速度100±50mm/min，精加工刀具沿Z轴负方向下至距离目标深度1mm ~3mm；

以转速1500±250r/min，进给速度40±10mm/min，精加工刀具沿Z轴负方向下深至目标深度；

以转速1500±250r/min，进给速度100±50mm/min，精加工刀具沿Z轴正方向向上移动到所述初始位置，轴承孔精加工完成。

作为本发明的进一步改进，所述轴承孔包括第一轴承孔和第二轴承孔，所述第二轴承孔的深度大于第一轴承孔的深度，先按照步骤S1至S4加工所述第二轴承孔，再按照步骤S2至S4加工所述第一轴承孔。

作为本发明的进一步改进，步骤S2中，粗加工时，轴承孔孔径单边余量为0.1mm~0.2mm，孔底余量为0.1mm~0.3mm。

作为本发明的进一步改进，步骤S2中，粗加工时，同时开启加工机床的外冷和粗加工刀具内冷。

作为本发明的进一步改进，所述粗加工刀具为单一直径开粗刀片或包括不同直径的组合开粗刀片，其与轴承孔的级数对应。

作为本发明的进一步改进，所述精加工刀具包括一个刀体或多个刀体，与轴承孔需要进行精加工的级数对应，其刀体的数量不大于轴承孔的总级数；多个刀体沿轴向依次设置，且直径依次递减，与多级孔径匹配。

作为本发明的进一步改进，所述精加工刀具的刀体包括沿其环向布置的导条和错开导条设置的刀片，所述导条与刀体竖向轴线的距离小于刀片与刀体竖向轴线的距离。

作为本发明的进一步改进，所述精加工刀具中，刀片的刀刃径向上需高于刀尾。

作为本发明的进一步改进，所述粗加工刀具为刀柄、刀体一体结构；所述精加工刀具刀体与刀柄通过法兰连接。

作为本发明的进一步改进，完成轴承孔精加工后，再加工基准面、基准孔。

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）本发明的新能源汽车后端盖盲孔轴承孔加工工艺，先加工基准面、孔，后加工轴承孔，避免由于加工面掉入轴承孔的铝屑无法排出，导致后端盖轴承孔孔壁划伤的问题，并且精加工时，仅开启内冷，保持外冷关闭，避免了外冷和内冷同时开启时铝屑无法排出的情况。

（2）本发明的新能源汽车后端盖盲孔轴承孔加工工艺，具体多个轴承孔时，先加工深度较深的轴承孔，再加工深度较浅的轴承孔，能够避免深度较小的轴承孔先加工时，切削的铝屑落入深度较大的轴承孔，对其加工造成影响。

（3）本发明的新能源汽车后端盖盲孔轴承孔加工工艺，完成轴承孔精加工后，再加工基准面、基准孔及其他精加工部位，避免了加工面掉入的铝屑无法排出，导致后端盖轴承孔孔壁划伤而使精度较差的问题。

（4）本发明的新能源汽车后端盖盲孔轴承孔加工工艺，使用与轴承孔的级数对应的粗加工刀具，以及与轴承孔需要进行精加工的级数对应的精加工刀具，采用一把刀具能够同时对多级轴承孔能够加工，有效保证轴承孔的同轴度要求。

（5）本发明的新能源汽车后端盖盲孔轴承孔加工工艺，通过工艺参数及刀具的优化设计，能够保证轴承孔圆度、圆柱度、直线度、平行度、粗糙度等高精度要求，同时保证轴承孔与基准面、孔的位置度要求。

附图说明

图1为本发明实施例的后端盖结构示意图；

图2为本发明实施例的后端盖与固定夹具安装示意图；

图3为本发明实施例的轴承孔的剖视图；

图4为本发明实施例的粗加工刀具结构示意图；

图5为本发明实施例的精加工刀具结构示意图；

图6为本发明实施例的精加工刀具刀刃和刀尾示意图；

图7为本发明实施例的步骤S41对应的加工示意图；

图8为本发明实施例的步骤S42对应的加工示意图；

图9为本发明实施例的步骤S43对应的加工示意图；

图10为本发明实施例的步骤S44对应的加工示意图。

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-后端盖工件、2-固定夹具、3-第一轴承孔、4-第二轴承孔、5-粗加工刀具、6-精加工刀具；51-第一开粗刀片、52-第二开粗刀片、53-第三开粗刀片；61-第一刀体单元、611-第一导条、612-第一刀片；62-第二刀体、621-第二导条、622-第二刀片；63-导管。

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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

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。

本发明实施例的新能源汽车后端盖盲孔轴承孔加工工艺，适用于盲孔轴承孔加工，其包括如下步骤：

S1将后端盖工件装夹于固定夹具上，使其端面水平；

该步骤采用现有技术的固定夹具即可，如图2所示，本发明具体实施例提供一种具体的夹具，采用液压油缸夹紧工件，但不限于此结构，只要能够保证后端盖工件端面水平固定即可，避免夹具翻转带来的误差，更好的保证轴承孔的位置尺寸。

S2轴承孔粗加工；

采用粗加工刀具进行轴承孔的粗加工，刀具底部轴心位置掏空，避让轴承孔底凸起部位，防止干涉；

轴承孔孔径单边余量为0.1mm~0.2mm，优选为0.15mm，该余量采用精加工刀具加工；孔底余量为0.1mm~0.3mm，优选为0.2mm，孔底余量优选采用铣刀杆加工。

粗加工刀具为单一直径开粗刀片或包括不同直径的组合开粗刀片，其与轴承孔的级数对应。本发明的具体实施例中，采用三个不同直径的组合粗加工刀具进行轴承孔的粗加工，粗加工轴承孔有三个不同直径的加工部位，本发明采用同一把刀具即可加工完成。如图4所示，本发明提供一种具体的粗加工刀具结构示意图，粗加工刀具包括不同直径的第一开粗刀片51、第二开粗刀片52、第三开粗刀片53，分别与轴承孔从上至下的三级孔径相对应，通过粗加工刀具同时加工多级轴承孔。其刀体中部沿轴向设有入水管道，该管道通过若干支管（图4中虚线表示支管）将水从对应的刀片处引出。

优选地，该步骤中，同时开启加工机床的外冷和粗加工刀具内冷喷淋，便于快速降温。由于后续还需进行精加工工序，该步骤中采用外冷和内冷配合，及时铝屑对孔壁产生划痕，对其粗加工不会造成影响。在不考虑铝屑影响的情况下，同时开启外冷和内冷，能够实现快速降温。

S3对粗加工的轴承孔进行清理，避免残留的铝屑对精加工造成影响；

清理方法采用现有技术即可，包括但不限于气枪吹扫，清洗液浸泡、冲洗等。

S4轴承孔精加工；

S41精加工刀具在主轴静止状态下，开启精加工刀具内冷，并移动至加工孔孔口初始位置，以后端盖工件端面为0 mm，初始位置为z轴（z轴为竖直方向，向上为正方向，向下为负方向）正方向0mm ~5mm；优选大于0mm，保持安全高度，避免刀具和待加工产品相撞。

需要注意的是，该步骤中，需保证的设备外部喷淋关闭，避免铝屑无法排出。

S42以转速1500±250r/min，进给速度100±50mm/min，精加工刀具沿Z轴负方向下至距离目标深度1mm ~3mm；

S43以转速1500±250r/min，进给速度40±10mm/min，精加工刀具沿Z轴负方向下深至目标深度；

S44以转速1500±250r/min，进给速度100±50mm/min，精加工刀具沿Z轴正方向向上移动到初始位置，轴承孔精加工完成。

进一步地，完成轴承孔精加工后，再加工基准面、基准孔及其他精加工部位，结合刀具内冷结构加工，避免了加工面掉入的铝屑无法排出，导致后端盖轴承孔孔壁划伤而使精度较差的问题。

精加工刀具包括一个刀体或多个刀体，具体与轴承孔需要进行精加工的级数对应，因此刀体的数量不大于轴承孔的总级数；多个刀体沿轴向依次设置，且直径依次递减，与多级孔径匹配。

如图5所示，本发明提供一种具体的精加工刀具6，精加工轴承孔有两个不同直径的加工部位，对应地，精加工刀具6的刀体包括第一刀体单元61和设于其底部的第二刀体62，第一刀体单元61直径大于第二刀体62直径，第一刀体单元61和第二刀体62分别与轴承孔从上之下的第一级孔径和第三级孔径对应，用于对其进行精加工。由于该实施例中，轴承孔第二级孔径精度要求较低，在组加工时一次加工完成，该步骤中采用第一刀体单元61和第二刀体62对另两级孔径进行精加工即可。

本发明采用刀体数量与多级轴承孔精加工级数对应的精加工刀具，同一精加工刀具能够同时加工多级轴承孔，有效保证两个直径的同轴度要求。

第一刀体单元61包括第一导条611和第一刀片612，第二刀体62包括第二导条621和第二刀片622，导条在对应的刀体上环向均布，刀片错开导条安装在刀体上。精加工刀具的刀片优选为可调式刀夹，通过顶丝来调整刀片径向尺寸。

优选地，精加工刀具导条与刀体竖向轴线的距离小于刀片与刀体竖向轴线的距离，两者的差值优选为0.003mm~0.01mm，从而保证刀片顺利切割的同时使导条起到支撑作用，保证轴承孔的圆度及直线度要求。如图5所示，以第二刀体62为例，第二导条621与刀体竖向轴线的距离a小于第二刀片622与刀体竖向轴线的距离b。

优选地，刀片的刀刃径向上需高于刀尾，避免刀片刀刃切削后，刀尾对孔壁造成干涉，使孔壁产生划痕；如图6所示，第一刀片612、第二刀片622的刀刃与刀尾径向上的差值c优选为0.015mm。

进一步地，刀体中部沿轴向设有导管63，其顶部设有与刀体外部连通的入水口，底部连接若干支管（图5中虚线表示支管），支管的管口与对应的刀片位置对应，精加工轴承孔刀具内冷孔喷淋到刀刃及导条上，盲孔封堵反向将铝屑冲出孔外。

优选地，精加工刀具底部轴心位置掏空，避让轴承孔底凸起部位，防止干涉。

优选地，粗加工刀具5为刀柄、刀体一体结构，能够增强刀具整体强度，适用于粗加工。

优选地，精加工刀具6刀体与刀柄64通过法兰连接，便于调整刀具跳动。精加工刀具在安装到机床主轴上时，使用前需校准精加工刀具刀柄在主轴上的跳动，通过法兰微调，跳动优选调整到≤0.003mm。进一步优选地，精加工刀具与机床主轴安装时，两者沿固定方向安装，可通过设置导向槽或导向标识等方式实现，避免不同的安装方向带来的误差。

新能源汽车后端盖盲孔轴承孔至少包括一个轴承孔，本发明附图所示的具体实施例中，包括深度不同的第一轴承孔3和第二轴承孔4，第二轴承孔4的深度大于第一轴承孔3的深度，两者的多级孔径相同，采用同一尺寸的粗加工刀具5及精加工刀具6即可。优选地，按照上述步骤S1至S4先加工第二轴承孔4，再按照步骤S2至S4加工第一轴承孔3，避免深度较小的轴承孔先加工时，切削的铝屑落入深度较大的轴承孔，对其加工造成影响。

本发明的新能源汽车后端盖盲孔轴承孔加工工艺，先粗加工轴承孔（盲孔）、再精加工轴承孔（盲孔），精加工时由于后端盖轴承孔为盲孔，铝屑无法从孔底掉出，精加工轴承孔（盲孔）的导条镗刀需设计内冷结构，另外加工时设备不开启外部喷淋，防止外部喷淋将铝屑压入轴承孔内；加工完成后，精加工刀具退刀，退刀速度同加工速度，刀具完全退出产品后主轴停止转动，加工完成。本发明精加工轴承孔（盲孔）时，采用导条刀具内冷喷淋将铝屑往后排出，且不开设备的外部喷淋，将铝屑顺利排出孔外，且结合工艺参数及刀具的优化设计，保证了轴承孔的圆度、圆柱度、直线度、平行度、粗糙度等要求。

以下为本发明提供的一个具体实施例，该实施例中，新能源汽车后端盖盲孔轴承孔加工工艺包括如下步骤：

首先，在液压夹具上装夹工件，液压油缸夹紧工件，工件为后端盖；产品装夹到液压夹具上，产品始终保持水平状态。

然后对轴承孔粗加工，粗刀刀体与刀柄为一体结构，加强刀具结构，刀体上设有多个粗刀的刀片，加工三个不同直径的多级轴承孔，刀具底部轴心位置掏空，避让轴承孔底凸起部位，防止干涉；轴承孔孔径单边余量0.15mm，孔底0.2mm余量。

再对轴承孔精加工，精加工轴承孔有两个不同直径的加工部位，同一把刀具加工完成，精加工刀具刀体与刀柄为法兰连接，便于调整刀具跳动；两个直径在同一个刀体上，有效保证两个直径的同轴度要求；同时调整精加工刀具的刀片径向高于镗刀刃0.003mm，且镗刀片的刀刃与刀尾要求刀刃径向高于刀尾0.015mm；调整好后精加工刀具在主轴静止状态下，开启精加工轴承孔导条刀具内冷并关闭设备外部喷淋，快速移动至加工孔孔口上方+5mm；保持该安全高度，以转速1500r/min，进给100mm/min，精加工刀具沿Z轴负方向下深至-38mm；将进给100mm/min，改慢为40mm/min，精加工刀沿Z轴负方向下深至-40mm；再精加工刀具以进给100mm/min速度，沿Z轴正方向向上移动到加工孔孔口上方+5mm位置，轴承孔精加工完成。

按照上述方法先加工深度较深的轴承孔，再加工深度较浅的轴承孔。

完成轴承孔精加工后，进一步加工基准面、孔及其他部位。

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 (10)

1.一种新能源汽车后端盖盲孔轴承孔加工工艺，其特征在于，包括如下步骤：

S1将后端盖工件装夹于固定夹具上，使其端面水平；

S2采用粗加工刀具进行轴承孔的粗加工，粗加工刀具底部轴心位置掏空，避让轴承孔底凸起部位；

S3对粗加工的轴承孔进行清理；

S4开启精加工刀具内冷，需保证设备外部喷淋关闭，将精加工刀具移动至加工孔孔口初始位置；以后端盖工件端面为0 mm，所述初始位置为z轴正方向0mm ~5mm；

以转速1500±250r/min，进给速度100±50mm/min，精加工刀具沿Z轴负方向下至距离目标深度1mm ~3mm；

以转速1500±250r/min，进给速度40±10mm/min，精加工刀具沿Z轴负方向下深至目标深度；

以转速1500±250r/min，进给速度100±50mm/min，精加工刀具沿Z轴正方向向上移动到所述初始位置，轴承孔精加工完成。

2.根据权利要求1所述的新能源汽车后端盖盲孔轴承孔加工工艺，其特征在于，所述轴承孔包括第一轴承孔和第二轴承孔，所述第二轴承孔的深度大于第一轴承孔的深度，先按照步骤S1至S4加工所述第二轴承孔，再按照步骤S2至S4加工所述第一轴承孔。

3.根据权利要求1所述的新能源汽车后端盖盲孔轴承孔加工工艺，其特征在于，步骤S2中，粗加工时，轴承孔孔径单边余量为0.1mm~0.2mm，孔底余量为0.1mm~0.3mm。

4.根据权利要求1所述的新能源汽车后端盖盲孔轴承孔加工工艺，其特征在于，步骤S2中，粗加工时，同时开启加工机床的外冷和粗加工刀具内冷。

5.根据权利要求1所述的新能源汽车后端盖盲孔轴承孔加工工艺，其特征在于，所述粗加工刀具为单一直径开粗刀片或包括不同直径的组合开粗刀片，其与轴承孔的级数对应。

6.根据权利要求1所述的新能源汽车后端盖盲孔轴承孔加工工艺，其特征在于，所述精加工刀具包括一个刀体或多个刀体，与轴承孔需要进行精加工的级数对应，其刀体的数量不大于轴承孔的总级数；多个刀体沿轴向依次设置，且直径依次递减，与多级孔径匹配。

7.根据权利要求1-6任一项所述的新能源汽车后端盖盲孔轴承孔加工工艺，其特征在于，所述精加工刀具的刀体包括沿其环向布置的导条和错开导条设置的刀片，所述导条与刀体竖向轴线的距离小于刀片与刀体竖向轴线的距离。

8.根据权利要求1-6任一项所述的新能源汽车后端盖盲孔轴承孔加工工艺，其特征在于，所述精加工刀具中，刀片的刀刃径向上需高于刀尾。

9.根据权利要求1-6任一项所述的新能源汽车后端盖盲孔轴承孔加工工艺，其特征在于，所述粗加工刀具为刀柄、刀体一体结构；所述精加工刀具刀体与刀柄通过法兰连接。

10.根据权利要求1-6任一项所述的新能源汽车后端盖盲孔轴承孔加工工艺，其特征在于，完成轴承孔精加工后，再加工基准面、基准孔。