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高效转向节加工,来看多主轴工艺集中方案工艺

2020-05-11 14:02
夹具侠
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转向节,重要汽车零部件,常用毛坯为铸造或锻造状态,多采用工艺分散的加工方法,使用立加、多工序多夹具、标准刀具的方式进行批量生产,如图1所示。长期的使用下来,发现该工艺方法存在需要多次装夹、人员使用多、设备数量多,占地面积大、耗能高及后期维护成本高等缺点。

高效转向节加工,来看多主轴工艺集中方案工艺

图1

分析认为,转向节加工部位具有空间方位多、孔系间的位置度要求严的特点,图 1 为一典型汽车转向节加工部位示意图 (深色部分为需加工部位),为解决加工的难题,怎么对现有的立加+多工序多夹具+标准刀具的工艺方法进行分别改进?下面将会一一详述。

高效转向节加工,来看多主轴工艺集中方案工艺

图2

Part.1 工艺方向选择

为解决工艺分散方法的弊端,高效率、高自动化、少人化成为一种必然选择,而多主轴机床设备、高复合刀具、五轴转台等的集成应用,目前是适应转向节产品高效、多空间方位加工的最优选。而实现转向节一次装夹、工序集中的工艺方法,是保证产品一致性的重要手段。

Part.2 设备、刀具、夹具的确定

设备、刀具、夹具是相互支撑、相互影响的,实现即定工艺路线需要全面的考虑。

1.设备:多主轴设备的方案

使用双交换数控旋转工作台,剃除上下件时间对节拍的影响,提高设备利用率、降低加工节拍时间。除设备所标配的 X、Y、Z 三个轴之外,在数控交换工作台上增加 A、B 两个旋转轴 ,以实现多方位转位,可以解决多空间方位加工的问题。多主轴设备(图3)在加工时相应配备同样数量的夹具和刀具,对于双工作台而言,夹具数量应是主轴数量的 2 倍。

高效转向节加工,来看多主轴工艺集中方案工艺

图3 三主轴设计

2.刀具系统要求: 采用热胀刀柄

刀具系统首先的要求是适应高转速,普通 BT 刀柄的结构特点不能满足高精度要求,采用热胀刀柄比较适宜。同时对刀具进行复合以减少刀具数量和换刀次数,并缩短走刀路径长度。如图 4为双盘铣刀,用于同时铣削某一厚度的两面,图 5 为复合镗铣刀,实现 3 个孔尺寸的同时粗镗及平面刮铣。以生产转向节采用分散工艺为例,共需刀具 24 把,同等情况下使用复合刀具,刀具使用数量可降低至 18 把。

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