CN113695859A

CN113695859A - 氢燃料电动压缩机壳体的加工方法

Info

Publication number: CN113695859A
Application number: CN202111148539.8A
Authority: CN
Inventors: 洪跃
Original assignee: Wuxi Sinan Technology Co ltd
Current assignee: Wuxi Sinan Technology Co ltd
Priority date: 2021-09-29
Filing date: 2021-09-29
Publication date: 2021-11-26

Abstract

本发明涉及一种氢燃料电动压缩机壳体的加工方法，包括以下步骤：1)对铸件中部的内孔进行粗加工；2)在位于内孔一端的端面中部加工出与内孔同轴的凸台；在内孔中的预留部分粗加工出轴孔；3)利用多轴加工中心，依次对铸件表面需要加工的孔结构、平面结构以及所述内孔两端的端面进行加工；4)以所述凸台为固定部，按照直径公差要求对所述内孔及轴孔进行精加工，以满足精度要求；5)去除所述凸台。本发明方法采用预留凸台的工艺，将精加工内孔及轴孔时，铸件的变形量集中到凸台上，后期再将凸台去除，确保本体部分在完成精加工之后不受变形影响，从而提高加工精度。

Description

氢燃料电动压缩机壳体的加工方法

技术领域

本发明涉及机械壳体加工技术领域，尤其是一种氢燃料电动压缩机壳体的加工方法。

背景技术

作为氢燃料电池汽车的重要零部件，氢燃料电动压缩机壳体结构的一些关键尺寸的加工精度具有较高的要求。现有技术中，通常采用专用成型刀具在高精度加工中心上加工壳体的轴系尺寸，加工时，机床自身的精度、铸件的压力释放、以及工件的变形等因素的影响，造成工件跳动并最终导致内孔直径公差达不到精度要求，造成产品合格率低。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种氢燃料电动压缩机壳体的加工方法，以提高壳体内孔直径公差加工精度。

本发明采用的技术方案如下：

一种氢燃料电动压缩机壳体的加工方法，包括以下步骤：

1)对铸件中部的内孔进行粗加工；

2)在位于内孔一端的端面中部加工出与内孔同轴的凸台；在内孔中的预留部分粗加工出轴孔；

3)利用多轴加工中心，依次对铸件表面需要加工的孔结构、平面结构以及所述内孔两端的端面进行加工；

4)以所述凸台为固定部，按照直径公差要求对所述内孔及轴孔进行精加工，以满足精度要求；

5)去除所述凸台。

进一步技术方案为：

步骤3)具体包括：

首先，将铸件固定到四轴加工中心上，沿第一旋转方向周期性转动铸件，转动过程中，对依次对接于刀具加工位置处的铸件表面上的孔结构、平面结构及内孔两端的端面所在区域进行精加工；

其次，将铸件固定到五轴加工中心上，沿第二旋转方向周期性转动铸件，转动过程中，对依次对接于刀具加工位置处的铸件表面上的孔结构、平面结构及内孔两端的端面所在区域进行精加工；

所述第一旋转方向所在平面与所述第二旋转方向所在平面相互垂直。

步骤3)中，将铸件固定到四轴加工中心的方法为：将粗加工的内孔、及位于铸件表面的基准定位面作为定位基准，将铸件装夹到夹具上，并将夹具固定到所述四轴加工中心上。

步骤3)中，将铸件固定到五轴加工中心的方法为：将粗加工的内孔、以及经所述四轴加工中心精加工后的面作为定位基准，将铸件装夹到夹具上，并将夹具固定到所述五轴加工中心上。

步骤2)中，加工前，利用步骤1)粗加工的内孔对铸件定位，并通过夹具将铸件固定到车床上。

步骤4)中，加工前，通过液压三爪卡盘夹持所述凸台，将铸件固定到车床上。

本发明的有益效果如下：

本发明方法采用预留凸台的工艺，将精加工内孔及轴孔时，铸件的变形量集中到凸台上，后期再将凸台去除，确保本体部分在完成精加工之后不受变形的影响，从而提高加工精度。

本发明采用先加工铸件表面孔结构、面结构，再加工内孔及轴孔的方式，将加工应力提前释放，以为精加工提供可靠的加工基准量，将内孔及轴孔(关键尺寸)放在同一工序中加工，进一步减少了变形量，确保按照设定的加工量获得相应尺寸的公差精度。

本发明在加工铸件表面结构时，先利用四轴加工、再以加工后的定位面作为五轴加工的定位基准，与直接采用五轴设备加工相比，减少了累计误差。

附图说明

图1为本发明的流程图。

图2为本发明实施例步骤1)完成后铸件的结构示意图。

图3为本发明实施例步骤3)中沿第一旋转方向转动铸件的过程示意图。

图4为本发明实施例步骤3)中沿第一旋转方向转动铸件时初始位置的铸件结构示意图。

图5为本发明实施例步骤3)中沿第二旋转方向转动铸件时初始位置的铸件结构示意图。

图6为本发明实施例步骤4)完成后铸件的结构示意图。

图7为本发明实施例步骤5)完成后铸件的结构示意图。

图中：1、内孔；2、凸台；3、第一端面；4、基准定位面；5、第一螺纹孔；6、第三螺纹孔；7、圆环面；8、第二螺纹孔；9、第二端面；10、第一台阶面；11、预留部分；12、轴孔；13、小台阶面；14、第二台阶面；15、产品。

具体实施方式

以下结合附图说明本发明的具体实施方式。

本发明的一种氢燃料电动压缩机壳体的加工方法，参考图1，包括以下步骤：

1)对铸件中部的内孔进行粗加工。

本发明实施例中，将铸件通过液压三爪卡盘固定在车床上，粗加工内孔，加工时单边留0.15mm的加工余量，用于后续精加工用；

2)在铸件的位于内孔一端的端面中部，加工出与内孔同轴的凸台，在内孔中的预留部分粗加工出轴孔。

本发明实施例中，参考图2，利用前道工序加工的内孔1定位，将铸件通过液压三爪卡盘重新固定在车床上，粗加工位于内孔1一端的第一端面3，在第一端面3中部加工形成预留的凸台2，需要精加工的第一端面3留0.15mm的加工余量，用于后续精加工用；

在铸件的内孔1中预先形成有预留部分11，预留部分11位于靠近第一端面3的位置，在预留部分11处加工出如图3、图6所示的与内孔1同轴的轴孔12。

3)利用多轴加工中心，依次对铸件表面的需要加工的孔结构、平面结构以及位于内孔两端的端面进行加工。

本发明实施例中，具体包括以下流程：

首先，将铸件固定到四轴加工中心的第一旋转轴上，沿第一旋转方向周期性转动铸件，转动过程中，对依次对接于刀具加工位置处的铸件侧面上的孔结构、平面结构及内孔两端的端面所在区域进行精加工；

具体的，参考图3，图中由上至下，分别为铸件固定到四轴加工中心上之后，初始状态下的位置示意(如图4所示的侧面暴露于刀具加工位置处)、沿着第一旋转方向α旋转180°后的位置示意(旋转至90°的状态未在图中示出，此时，第一端面3所处平面暴露于刀具的加工位置)、继续沿着第一旋转方向α旋转90°后的位置示意(此时，位于内孔1另一端的第二端面9所在平面暴露于刀具的加工位置)。

由图可知，沿第一旋转方向α，可将各侧面及端面上的各加工位置暴露在刀具下。根据加工工艺要求，对第一端面3所在平面内的结构：包括位于第一端面3外圈的圆环面7及其面上的安装孔、以及对铸件侧面上的孔进行加工。例如，图4所示初始状态下，对暴露于刀具下的侧面上的第一螺纹孔5以及孔周边的平面加工。随着铸件转动，依次对如图3所示的第二螺纹孔8、第二端面9及其所在平面上其他面结构(如，位于第二端面9为外圈的第一台阶面10)及面上的孔结构进行加工。

具体的，将铸件固定到四轴加工中心的方法为：

将粗加工的内孔1、及如图4所示的位于铸件表面的基准定位面4作为定位基准，将铸件装夹到夹具上，并将夹具固定到四轴加工中心上。

其次，将铸件固定到五轴加工中心的第二旋转轴上，沿第二旋转方向周期性转动铸件，转动过程中，对依次对接于刀具加工位置处的铸件侧面上的孔结构、平面结构及内孔两端的端面所在区域进行精加工。

具体的，参考图3，第二旋转方向β所在平面与第一旋转方向α所在平面相互垂直。铸件固定到五轴加工中心上之后，初始状态下的位置可参考图5，先对第三螺纹孔6及其周边的平面进行加工，然后沿着第二旋转方向β周期性旋转铸件，根据工艺要求，完成相应位置结构的加工。

具体的，将铸件固定到五轴加工中心的方法为：

将粗加工的内孔、以及经四轴加工中心精加工的内孔一端的第二端面9外圈的第一台阶面10作为加工的定位基准，将铸件装夹到夹具上，并将夹具固定到五轴加工中心上。

需要说明的是，为了清楚介绍所加工结构和位置，图3、图4和图5所示为完成相应加工步骤之后的铸件结构。

4)以凸台为固定部，按照直径公差要求对内孔及轴孔的相应尺寸进行精加工，以满足精度要求。

本发明实施例中，如图2所示，内孔1为阶梯孔，内孔1中靠近凸台2的一端中部留有预留部分11，在步骤2)时，对预留部分11加工出如图6所示的轴孔12。

在本步加工过程中，如图6所示，沿轴向对轴孔12的孔径尺寸、轴孔12外端的小台阶面13、以及内孔1中第二台阶面14等尺寸依次进行精加工，完成对内孔1中对直径公差有高要求的所有尺寸(关键尺寸)的加工。

具体的，加工前，通过液压三爪卡盘夹持凸台2，将铸件固定到车床上。

5)去除凸台。

本发明实施例中，去除凸台2后，获得如图7所示的产品15。

本发明实施例中，步骤3)分为两个流程，先利用四轴加工中心完成其中一个方向的加工，然后以加工后的基准面为基准，重新定位到五轴加工中心，跟直接利用五轴加工设备加工相比，可提高尺寸精度。

本发明实施例中，通过步骤3)，先对铸件侧面以及端面等位置的结构加工完成，可以提前释放加工后铸件发生的应力变形，再通过步骤4)，精加工内孔及轴孔结构时，即可在最终的加工余量范围内，控制好加工尺寸，满足其对公差尺寸较高的精度要求。

本发明实施例中，步骤4)中，通过凸台完成铸件装夹固定，加工过程中，凸台受力，其余部分不受力，最大程度避免铸件本体结构的应力变形。加工完成后，将吸收了较多应力变形的凸台去除即可后获得较高加工精度的产品。其中，凸台与内孔及轴孔同轴，可确保加工中整体受力平衡，提高稳定性。

本发明实施例的加工方法，适用于氢燃料电动压缩机壳体等对加工精度具有较高的要求的机械零件进行加工，通过提前释放加工应力、利用多余结构(凸台)吸收精加工的变形量，排除对内孔及轴孔尺寸加工造成较大影响的因素，可以较好地满足直径公差精度要求，提高产品的合格率。

本领域普通技术人员可以理解：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种氢燃料电动压缩机壳体的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)对铸件中部的内孔进行粗加工；

5)去除所述凸台。

2.根据权利要求1所述的氢燃料电动压缩机壳体的加工方法，其特征在于，步骤3)具体包括：

3.根据权利要求2所述的氢燃料电动压缩机壳体的加工方法，其特征在于，步骤3)中，将铸件固定到四轴加工中心的方法为：将粗加工的内孔、及位于铸件表面的基准定位面作为定位基准，将铸件装夹到夹具上，并将夹具固定到所述四轴加工中心上。

4.根据权利要求3所述的氢燃料电动压缩机壳体的加工方法，其特征在于，步骤3)中，将铸件固定到五轴加工中心的方法为：将粗加工的内孔、以及经所述四轴加工中心精加工后的面作为定位基准，将铸件装夹到夹具上，并将夹具固定到所述五轴加工中心上。

5.根据权利要求1所述的氢燃料电动压缩机壳体的加工方法，其特征在于，步骤2)中，加工前，利用步骤1)粗加工的内孔对铸件定位，并通过夹具将铸件固定到车床上。

6.根据权利要求1所述的氢燃料电动压缩机壳体的加工方法，其特征在于，步骤4)中，加工前，通过液压三爪卡盘夹持所述凸台，将铸件固定到车床上。