变速箱体倒档油缸数控镗车加工工艺分析

杨 健,李成辉,王一展

(江苏恒力组合机床有限公司 ,江苏 盐城 224055 )

变速箱体倒档油缸数控镗车加工工艺分析

杨 健,李成辉,王一展

(江苏恒力组合机床有限公司 ,江苏 盐城 224055 )

文章介绍了采用数控镗车专用机床加工变速箱倒档油缸的新加工工艺方法，较传统加工工艺提高生产效率2～3倍，并且加工尺寸精度稳定可靠，减轻了工人劳动强度，降低了生产成本，此方法值得推广。

变速箱；倒档油缸；数控镗车

图1 被加工零件工序图

0 引言

某工程机械公司为提高产能，设计某型号变速箱倒档油缸加工专机，要求生产率为15min/件，其加工内容多，加工区最深达处400mm，铸件余量大(7～14mm)，原加工内容在立车上加工，人工装夹工件，频繁换刀对刀，加工过程铁屑无法清理，会使加工表面质量达不到要求，还会闷车，加工时经常停机观察处理；每台机床每班加工6～8件合格零件，原生产线采用4台立车，每台机床配2名操作工，工人劳动强度大效率低下，且不安全。我公司针对上述问题，结合组合机床复合刀具加工工艺和NC控制技术，为其设计生产了卧式数控镗车加工专机。

1 机床的总体方案设计

1.1 加工内容

1.2 机床结构布局

机床采用卧加工布局(见图2)，零件以一面两销定位，主定位为N面，定位孔为N面上的φ110(+0.035)孔和φ30(+0.025)孔，保证零件在夹具上的正确位置；机床后侧布置主轴部件NC-1TC50数控镗车头，该镗车头安装在NC-1HJT63数控滑台上，数控滑台实现纵向进给运动，数控镗车头实现主轴旋转运动和“刀具横向进给”(见图3)，数控镗车头是在通用镗车头1Tc50基础上改进，伺服机械进给机构代替原液压横车机构；原工艺采用立式车床加工，以A面为定位面，孔B为基准，加工时铁屑堆积在加工区内难以排出，加工一段时间需人工清理，方能继续加工，本文利用N面上及附近的窗口排屑，解决了加工表面质量差和闷车问题，保证加工过程的连续性。机床分粗、精加工机床，余量切除加工在粗加工机床上；零件的尺寸精度及倒角加工在精加工机床上实现。

图2 机床总体布局

1.NC-1HJT63数控滑台 2.NC-1TC50数控滑台 3.刀辅具 4.液压夹具 5.底座 6润滑装置 7.电控柜 8.操纵台 9.液压夹具 10.镗车头车刀盘部件 11.镗车头NC横向进给部件

图3 镗车头车刀盘部件

2 加工工艺

2.1 粗加工工艺

原工艺采用单刀切削，且需多次换刀对刀，效率低且影响加工精度，新工艺采用复合机夹式刀具，多个刀排在复合刀具上相对位置固定，各刀排对应其加工部位，多部位同时加工，复合刀具的轨迹由NC控制，由于夹具保证了零件的正确位置，粗加工机床的操作者不需对刀调刀，仅需检查第一个零件加工尺寸是否合格，根据检查的结果调换机夹刀片或调整NC程序参数；连续加工若干个零件后，检查刀具磨损情况，换刀片继续加工。

粗加工刀具布置图如图4，φ310×φ210深4油槽由1、2刀排加工，φ340孔由3刀排粗车至尺寸φ338和与其相邻孔底部留1mm余量,φ175外圆由4刀排粗车至尺寸φ177和与其相邻孔底部留1mm余量，φ175端面由5刀排加工至尺寸，φ425端面由6刀排车至尺寸。

如图3所示，镗车头拖板横向进给行程仅为60mm，而φ340×φ175孔底面的宽度为82.5mm，无法直接加工，如图4所示 ，“3刀排”从被加工面中间位置沿径向“从内向外”车油缸底平面， “4刀排”从外向内”车另一半油缸底面，行程只用了50mm，加工时间也减少了一半，φ310×φ210的油槽宽50mm,由刀具1、2进行加工；如图4所示，主偏角为90°的刀具3、4是无法直接加工孔底面的，本工艺利用深4mm的φ310×φ210油槽，巧妙安排加工过程，设计专用刀具，将车油槽刀具1、2主偏角设计成为45°，其刀尖高于3、4刀具5mm(其中1mm为精加工余量)，使其能先于3、4刀具“扎进”毛坯进行切削加工，横车加工出“油槽”，使其作为3、4刀具进刀时的“让刀槽”，在下一次进给时3、4刀具从 “让刀槽”内横向车加工孔底面至φ338和φ177尺寸；孔底余量大有7～14mm，由NC控制多次加工完成。

图4 粗加工刀具布置图

2.2 精加工工艺

图5 精加工刀具布置图

3 应用效果分析

4 结束语

本工艺精加工机床加工节拍为8min/件，零件余量最大时粗加工机床生产节拍为24min/件，采用3台粗加工机床，1台精加工机床，四台机床两个工人操作，同样是四台机床, 生产效率比原来提高了2倍，降低了工人劳动强度,节约了人力成本,效果良好。

[1] 李哲.镗孔车端面自动机床的设计与研究[J]. 机械设计与制造,2010(3):8-10.

[2] 格.博古恰瓦(苏)，李宗斌 . 数控镗孔车端面刀架[J]. 组合机床与自动化加工技术，1992(2)：1-3.

[3] 肖继德 ，陈宁平. 机床夹具设计[M]. 北京：机械工业出版社2000.

[4] 金振华. 组合机床及其调整与使用[M]. 北京：机械工业出版社1990.

[5] 王爱玲. 现代数控机床[M]. 北京：国防工业出版社，2003.

[6] 袁哲明，刘华明 . 金属切削刀具设计手册[M]. 北京：机械工业出版社2010.

(编辑 李秀敏)

Analysis of NC Boring Lathe Process of Reverse Gear Oil Cylinder in Gear Box

YANG Jian, LI Cheng-hui, WANG Yi-zhan

(Jiangsu Hengli Machine Tool LTD, Yancheng Jiangsu 224055, China)

A new machining process of reverse oil cylinder in gearbox is introduced in this paper, with a special NC boring lathe machine tool. The new method improves machining efficiency by 2～3 times than the traditional ways and the machining accuracy is more reliable and stable. Besides, labor intensity is reduced and production cost is also lowered. All the advantages demonstrate that the new process present in this paper is worthy to be popularized.

gearbox, reverse gear oil cylinder, NC boring lathe

1001-2265(2014)05-0141-02

10.13462/j.cnki.mmtamt.2014.05.038

2013-11-15；

2013-11-29

杨健(1967—)，女，江苏盐城人，江苏恒力组合机床有限公司工程师，从事数控组合机床设计，(E-mail)2641112349@qq.com。

TH162;TG537

A