CN1593841A - 汽车前轴冷加工镗铣复合工艺 - Google Patents
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Abstract
一种汽车前轴冷加工镗铣复合工艺，其主要工艺特点是：定位两钢板弹簧座、铣两钢板弹簧座平面工序；钻两钢板弹簧座平面十孔工序；采用U钻工艺，完成主销孔的粗加工工序；在镗床上完成主销孔孔径的粗精镗加工、倒角及上下端面的精加工。整个主销孔的加工通过一次装夹定位完成。钻铣铰锁销孔工序，通过三工位机床对锁销孔实施钻－铣－钻－铰的工艺路线，采用钻铣结合，克服了偏移现象，解决了长期以来国内用钻扩铰工艺未能解决的纠偏问题，保证了主销孔与锁销孔中心距尺寸公差。本发明具有工艺过程简单，加工精度高，产品质量好，工艺设备及工装投资少，生产效率高，产品工序间流动劳动强度低，生产环境整洁等优点。
Description
技术领域
本发明属于机械加工领域，涉及一种汽车前轴的加工工艺，具体说涉及的是汽车前轴冷加工镗铣复合工艺。
背景技术
目前，国内汽车前轴冷加工工艺流程主要有以下几种：
1、①铣两钢板弹簧座平面；②钻两钢板弹簧座平面十孔；③粗铣两主销孔上下端面；④精铣主销孔上下端面；⑤钻扩铰主销孔；⑥拉削主销孔；⑦锪主销孔上下端面；⑧钻铰锁销孔；
2、①铣两钢板弹簧座平面；②钻两钢板弹簧座平面十孔；③钻铰锁销孔；④粗铣两主销孔上下端面；⑤精铣主销孔上下端面；⑥钻扩铰主销孔；
3、①铣两钢板弹簧座平面；②钻两钢板弹簧座平面十孔；③钻铰锁销孔；④粗铣两主销孔上下端面；⑤钻扩铰主销孔；⑥精铣主销孔上下端面；
上述汽车前轴冷加工工艺存在下述不足：
第一种工艺中，1、采用主销孔定位，锪上下端面，端面与主销孔的垂直度不易保证，主销孔高度尺寸不易保证；2、以主销孔定位钻锁销孔，钻头经过十字相贯孔时，易出现单边切削现象，发生偏移，造成主销孔与锁销孔中心距不易保证；
第二种工艺中，1、因该工艺方法是采用先钻锁销孔后钻主销孔，而主销孔孔径及位置尺寸为关键尺寸，主销孔孔径精度不易保证；2、采用先精铣主销孔上下端面后加工主销孔，端面相对主销孔的垂直度难以保证；
第三种工艺中，1、主销孔与锁销孔十字相贯孔尺寸公差±0.1不易保证；2、采用铰削主销孔，其尺寸公差不易保证；3、后精铣主销孔上下端面，主销孔与上下端面垂直度不易保证；4、主销孔长度尺寸不易保证。
发明内容
汽车前轴系长杆类对称零件，在前轴冷加工工艺过程中，要解决的关键问题集中在两主销孔与两锁销孔的加工上。第一是要解决两主销孔上下端面对主销孔轴线的垂直度0.05；第二是要解决主销孔与锁销孔两十字相贯的位置尺寸公差±0.1和锁销孔至主销孔上端面尺寸公差±0.2。
本发明的目的是提供一种能有效解决上述难点，工艺过程简单、加工精度高、生产效率高的汽车前轴冷加工镗铣复合工艺。
本发明的工艺思路是：采用工装夹具保证加工基准面——钢板弹簧平面及主销孔上下端面精度；对关键技术指标的保证采用先钻锁销孔的方法来确保主销孔各项精度及主销孔与锁销孔中心距尺寸精度。
为达到目的，本发明提供如下加工工艺：
①定位两钢板弹簧座，铣两钢板弹簧座平面；
②钻两钢板弹簧座平面十孔；
③粗铣主销孔上下端面；
④钻主销孔；
⑤粗、精镗主销孔，车端面；
⑥钻、铣、铰锁销孔；
⑦锪锁销孔端面。
本发明的特征还在于：工序①中，其在定位两钢板弹簧座时，采用过定位夹具，前轴两端用常规夹具定位后，用设置在前轴两侧的气动装置进行辅助定位。
所说的气动装置为气动夹紧钳。
本发明的特征还在于：对于本工艺，工序③④⑤为加工主销孔过程，在这个过程中，整个主销孔的加工通过一次装夹定位来完成。在钻主销孔时，刀杆采用SANDVIK的U钻。粗、精镗主销孔车端面时，刀具采用SANDVIK的可转位刀片。
本发明的特征还在于：对于本工艺，在钻、铣、铰锁销孔时，采用安装有钻刀、铣刀、铰刀的三动力头机床。
本发明的特征还在于：对于本工艺，在钻、铣、铰锁销孔时，其工艺过程为：先用钻头钻锁销孔到一定深度即主销孔与锁销孔相贯处，钻头后退，再用铣刀削主销孔与锁销孔相贯一段，再退刀后用钻头钻余下的部分，最后再用铰刀精加工锁销孔。
在本发明中，定位两钢板弹簧座、铣两钢板弹簧座平面工序，采用过定位方式平衡锻件局部缺陷，寻求锻件的制造精度与机械加工要求的平衡点。钻两钢板弹簧座平面十孔工序，采用先进的U钻工艺，完成主销孔的粗加工工序。在镗床上完成主销孔孔径的粗精镗加工、倒角及上下端面的精加工。整个主销孔的加工通过一次装夹定位完成。并保证了主销孔的孔径尺寸、表面粗糙度、上下端面对主销孔的垂直度及孔口倒角等技术要求。钻铣铰锁销孔工序，因主销孔与锁销孔空间相贯，在机械加工中，先钻大孔后钻小孔是不符合工艺要求的，但考虑到前轴的具体各部位尺寸要求，主销孔为关键尺寸集中的地方，即要保证主销孔孔径、粗糙度、主销孔与上下端面垂直度，又要保证主销孔与锁销孔中心距离，因此，必须先保证主销孔的各项技术要求，再以主销孔为精基准加工锁销孔才能完全可靠地保证产品质量。为解决钻锁销孔时产生的偏移现象，通过三工位机床对锁销孔实施钻-铣-钻-铰的工艺路线。采用钻铣结合，克服了偏移现象，解决了长期以来国内用钻扩铰工艺未能解决的纠偏问题，保证了主销孔与锁销孔中心距尺寸公差。
本发明适用于轴荷4.2T级以上各类汽车前轴生产，具有工艺过程简单，加工精度高，产品质量好，工艺设备及工装投资少，生产效率高，产品工序间流动劳动强度低，生产环境整洁等优点。
下面结合附图对本发明的实施例作进一步详述。
附图说明
图1为工序①装夹示意图；图2为图1为A-A剖视图；图3为工序②装夹示意图；图4为图3的B-B剖视图；图5、图6为工序③装夹示意图；图7、图8为工序④装夹示意图；图9、图10为工序⑤装夹示意图；图11、图12为工序⑥装夹示意图。
具体实施方式
以EQ153型汽车前轴冷加工工艺为例，对本发明加以说明：
工序① 铣两钢板弹簧座平面，保证两主销孔所在平面与钢板弹簧座平面垂直，保证平面度。
设备选用：双头立铣机床。保证加工效率及两钢板弹簧座平面度。
图1、图2所示工序①装夹简图；以两主销孔2外壁定位，靠两活动V形块3分别卡住两主销孔2外壁以保证两主销孔中心线所在平面与两钢板弹簧座1平面垂直。再以两气动夹紧钳4夹紧两钢板弹簧座1侧面，同时，在两钢板弹簧座1下面加两个辅助支承5。
刀具 因该工序铣削余量较大，为7-15m左右，因此，采用硬质合金重型面铣刀盘，型号：CMA315。刀片型号：SPCN1905EDR
工序② 钻两钢板弹簧座平面十孔，保证孔径、两钢板弹簧座平面中心距、对称度。
设备 采用Z3025通用摇臂钻床，以适应加工产品的多样性及转产的灵活性。
图3、图4所示工序②装夹简图：用丝杆丝母传动结构6以保证对中性。以两对中V形块7卡住两主销孔外壁定位来保证两主销孔2中心线与两钢板弹簧座1中心线的偏移量，再以对中可调式钻模板8下定位钉9所在平面作为夹紧基准面，通过气动夹紧块10夹紧前轴。为减轻劳动强度，驱动丝杆丝母运动的动力采用气马达及蜗轮蜗杆传递。
刀具 采用GB钻头及复合钻铰刀具保证孔径及效率。
工序③ 粗铣两主销孔上下端面，保证上下端面距尺寸，留精加工余量。
设备 采用立式铣床
图5、图6所示工序③装夹简图：以两钢板弹簧座1平面、钻模座11及两中心孔12定位，通过气动夹紧V型块13夹紧前轴，主销孔2部位加一辅助夹紧机构——主销孔瓜头顶紧块14。
刀具 因该工序铣削余量较大，采用硬质合金阶梯式面铣刀盘。型号：JTMA350。刀片型号：SPCN1504EDR
工序④ U钻主销孔，留镗车余量。
设备 采用U钻机床。
图7、图8所示工序④装夹简图：以两钢板弹簧座1平面、钻模座11及两中心孔12定位，通过气动夹紧V型块13夹紧前轴，再移动滑动工作台15至主销孔2外壁定位点，使用主销孔瓜头顶紧块14、上端压块16定位夹紧主销孔上下端面，17为主销孔外壁定位块。这种以外壁定位的方法，可克服毛坯长短不一的缺陷，提高毛坯利用率及生产效率。
刀具 采用瑞典SANDVIK可乐满刀杆及刀片，可提高工作效率及加工产品质量。
工序⑤ 粗、精镗主销孔车端面，保证主销孔孔径、孔粗糙度、主销孔上下端面垂直度。
设备 采用镗车组合机床。
图9、图10所示工序⑤装夹简图：在两钢板弹簧座1平面通过中心孔与钻模座11，通过气动夹紧块18夹紧前轴，再移动滑动工作台15(工件在滑动工作台上已安装夹紧好)至主销孔2外壁定位点，使用主销孔外壁定位块17定位夹紧主销孔，14、16为主销孔瓜头顶紧块和上端压块。这样，保证工序④及工序⑤有同一个定位基准，以确保加工质量。再一次完成粗镗主销孔-精镗主销孔-精车主销孔两端面-倒孔口角工步。
刀具 采用瑞典SANDVIK可乐满刀杆及刀片，可提高工作效率及加工产品质量。
工序⑥ 钻、铣、铰锁销孔，保证锁销孔孔径，保证主销孔与锁销孔中心距。
设备 采用立式三工位钻床
图11、图12所示工序⑥装夹简图：以主销孔2下端面为定位基准，使用定位销19、夹紧块20夹紧主销孔瓜头部分；再以两钢板弹簧座1侧面为辅助支承21装夹好工件，工件装夹好后，沿纵向滑台运行至加工部位开始工作。在主销孔2部位对刀具采用上下定位装夹方式。钻锁销孔时，在主销孔瓜头上下两侧加钻模座11及下导向块22，采用三工位动力头分别装夹钻头、铣刀及铰刀完成钻-铣-钻-铰四个加工过程。为克服钻头产生的偏移现象，在刀具及加工深度上采取先用钻头钻锁销孔到一定深度即主销孔与锁销孔相贯处，钻头后退，再用铣刀铣削主销孔与锁销孔相贯一段，退刀后用钻头钻余下的段，最后再用铰刀精加工锁销孔的措施。这样加工出来的锁销孔不仅孔径尺寸可以保证，且主销孔到锁销孔中心距尺寸也得以保证。
刀具 钻头采用通用国标钻头、铰刀、铣刀。
工序 ⑦锪钢板弹簧座背孔。
设备 通用Z3040钻床
夹具 以两钢板弹簧座面及两中心孔定位，采用下拉式夹紧。
刀具 通用锪刀。
Claims (8)
1、一种汽车前轴冷加工镗铣复合工艺，其特征在于包括以下工序：
①定位两钢板弹簧座，铣两钢板弹簧座平面；
②钻两钢板弹簧座平面十孔；
③粗铣主销孔上下端面；
④钻主销孔；
⑤粗、精镗主销孔，车端面；
⑥钻、铣、铰锁销孔；
⑦锪锁销孔端面。
2、根据权利要求1所述的汽车前轴冷加工镗铣复合工艺，其特征在于：工序①中，其在定位两钢板弹簧座时，采用过定位夹具，前轴两端用常规夹具定位后，用设置在前轴两侧的气动装置进行辅助定位。
3、根据权利要求1所述的汽车前轴冷加工镗铣复合工艺，其特征在于：工序①中，在铣钢板弹簧座平面时，采用对中可调式钻模。
4、根据权利要求1所述的汽车前轴冷加工镗铣复合工艺，其特征在于：工序③④⑤为加工主销孔过程，在这个过程中，通过一次装夹定位来完成加工。
5、根据权利要求1或4所述的汽车前轴冷加工镗铣复合工艺，其特征在于：在钻主销孔时，刀杆采用U钻。
6、根据权利要求1或4所述的汽车前轴冷加工镗铣复合工艺，其特征在于：粗、精镗主销孔车端面时，刀具采用可转位刀片。
7、根据权利要求1所述的汽车前轴冷加工镗铣复合工艺，其特征在于：在工序⑥中，其工艺过程为：先用钻头钻锁销孔到一定深度即主销孔与锁销孔相贯处，钻头后退，再用铣刀削主销孔与锁销孔相贯一段，再退刀后用钻头钻余下的部位，最后再用铰刀精加工锁销孔。
8、根据权利要求1所述的汽车前轴冷加工镗铣复合工艺，其特征在于：在工序⑥中，钻、铣、铰锁销孔时，采用安装有钻刀、铣刀、铰刀的三动力头机床。
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