復(fù)合加工技術(shù)提高制造設(shè)備潛能

         復(fù)合加工技術(shù)的優(yōu)勢(shì)不僅體現(xiàn)在復(fù)合刀具上，采用具有復(fù)合結(jié)構(gòu)的機(jī)床，可以簡(jiǎn)化加工工序、提高加工效率，大大提高設(shè)備的生產(chǎn)潛能。

變速器作為汽車傳動(dòng)系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件，其加工質(zhì)量將直接影響到汽車的動(dòng)力性能和穩(wěn)定性能。南京依維柯汽車有限公司變速箱分公司在生產(chǎn)制造過程中，恰當(dāng)?shù)貞?yīng)用復(fù)合加工技術(shù)，發(fā)揮制造設(shè)備的潛能，達(dá)到了很好的效果。

軸類零件的車加工

        在變速箱Ⅰ軸（圖1）的車削加工過程中，工件部分外圓和孔具有較高的同軸度要求和一定的尺寸精度要求。在傳統(tǒng)的加工方式中，通常先以兩端中心孔定位，車B處外圓；夾持B處外圓，加工右端內(nèi)孔和外臺(tái)階；以兩端中心孔定位，加工所有外圓端面和溝槽。這種加工方式中工件需要重復(fù)裝夾，必定會(huì)產(chǎn)生加工定位誤差，因此，很難保證被加工工件的精度。 經(jīng)過對(duì)工藝流程的仔細(xì)分析和判斷，我廠采用了高性能的數(shù)控車床（圖2）。在該機(jī)床上，工件只需裝夾一次，便可完成Ⅰ軸所有內(nèi)、外表面的加工，不僅提高了加工效率，同時(shí)也提高了加工精度。

        該機(jī)床具有上、下兩個(gè)刀塔和刀具驅(qū)動(dòng)裝置，可配置動(dòng)力刀具。其下刀塔備有中心架和零件托架，主軸配有雙活塞拉式夾緊液壓缸和帶端面驅(qū)動(dòng)的液壓夾盤。

變速箱Ⅰ軸經(jīng)過鑄造和鍛造后，首先進(jìn)行兩端面的銑削，并鉆中心孔（圖1a）。車削加工時(shí)，將工件毛坯放在機(jī)床下刀塔的零件托架上，由機(jī)床自動(dòng)選擇工件的夾持方式，進(jìn)行加工。

整個(gè)加工循環(huán)過程和夾持方式是：

1、用頂針以Ⅰ軸兩端中心孔定位，主軸夾盤的端面驅(qū)動(dòng)爪夾持工件左端面，車削外圓面A（圖1b）。

2、左端夾持外圓面A，頂針頂緊右端中心孔，車削外圓面B（圖1b）。

3、夾持外圓面A，并用中心架夾持外圓面B，右端尾架退出，車削Ⅰ軸內(nèi)表面、切內(nèi)槽、鉆中心孔等。

4、由于外圓面A和B因夾具夾緊而造成表面質(zhì)量下降，因此，此工序重車該兩處表面，依然采用頂針頂緊兩端面中心孔的夾持方式，但不同的是，此時(shí)右端面的中心孔已變?yōu)閮?nèi)端面中心孔。

盤類零件的車削加工

         如圖3所示，齒坯的內(nèi)孔及兩側(cè)端面是后道工序齒加工用的工藝基準(zhǔn)面，要求有較好的尺寸精度和垂直度、平行度。在齒坯的車削加工中，我廠通過采用一臺(tái)具有副主軸結(jié)構(gòu)的數(shù)控車床（圖4），實(shí)現(xiàn)了人工一次裝夾，完成全部車削加工內(nèi)容。該機(jī)床與其他形式的雙主軸機(jī)床相比，工件在主軸之間的轉(zhuǎn)換交接不需要機(jī)械手來完成，只需在主軸上安裝好工件毛坯，即可在副主軸上取下加工好的工件。

如圖4所示，其加工循環(huán)和夾持方式是：

1、把工件毛坯放入左端主軸夾盤。

2、主軸夾盤夾緊工件左端外圓，機(jī)床完成工件右側(cè)臺(tái)階外圓、端面和孔的車削加工。

3、右端的副主軸自動(dòng)前移，從右端夾持工件內(nèi)孔，主軸夾盤松開，副主軸退后。

4、副主軸夾持工件內(nèi)孔，車削工件左側(cè)端面和外圓。

磨削加工

          如圖5所示，齒輪在經(jīng)過熱處理后，需要進(jìn)行外錐面、兩側(cè)內(nèi)端面和內(nèi)孔的磨削加工。傳統(tǒng)的加工方式是：先以外齒定位，磨削內(nèi)孔、右側(cè)端面；以孔定位磨削外錐面，磨削左側(cè)端面。經(jīng)過工藝分析，我廠最終選用的高性能數(shù)控磨床（圖6），僅需一次裝夾，即可完成所有的加工內(nèi)容。該機(jī)床有一個(gè)外圓磨頭和一個(gè)內(nèi)圓磨頭，而且內(nèi)圓磨頭可以進(jìn)行端面磨削加工。加工時(shí)，用節(jié)圓夾具夾持工件外齒，采用端面定位；磨削內(nèi)圓的砂輪具有特殊的形狀，既可磨削內(nèi)孔又可磨削兩側(cè)端面，如圖7所示。由于在一次進(jìn)給中完成了內(nèi)、外圓和端面的加工，避免了因定位基準(zhǔn)不同而引起的尺寸和形位誤差。

變速箱殼體加工

圖8所示變速箱殼體，采用鋁合金壓鑄方式制造，除底面外，四周及頂部都包含有加工面，且關(guān)聯(lián)尺寸和形位誤差要求都較高，如：前、后兩面的平行度；后面上孔相對(duì)于前面上孔的位置度；頂面孔及左右面相對(duì)于前、后面上孔的位置度等。經(jīng)過對(duì)加工內(nèi)容的仔細(xì)分析和工藝安排，我廠選用了主軸具有立、臥轉(zhuǎn)換功能的加工中心（圖9），該設(shè)備可實(shí)現(xiàn)刀具的自動(dòng)更換。工件裝夾后，主軸處于臥式狀態(tài)，依靠旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)加工前、后、左、右四個(gè)面上的所有內(nèi)容，隨后主軸轉(zhuǎn)換為立式，加工頂面內(nèi)容，從而實(shí)現(xiàn)了在一次裝夾中，完成所有銑、鉆、擴(kuò)、锪、攻螺紋等加工內(nèi)容。在該加工設(shè)備上完成箱體的加工，避免了分工序加工產(chǎn)生的重復(fù)定位誤差，可靠地保證了產(chǎn)品的加工精度。

        在加工過程中，為了準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)工藝目的，除要求機(jī)床主軸具有立、臥轉(zhuǎn)換功能外，還要求變速箱殼體毛坯必須設(shè)計(jì)有合理的供工藝定位和夾持的工藝孔以及工藝凸臺(tái)，同時(shí)采用的夾具必須在夾持工件后，不干涉刀具系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

結(jié)語

         復(fù)合加工是在一次裝夾工件中完成大部分或是全部加工工序的加工技術(shù)。在零部件結(jié)構(gòu)逐漸復(fù)雜化的條件下，其應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了減少機(jī)床和夾具，免去工序間的搬運(yùn)和儲(chǔ)存，提高工件加工精度，縮短加工周期和節(jié)約作業(yè)面積的目的。