汽车发动机零件柔性制造加工技术制造技术

本发明专利技术涉及机械加工技术领域，特别涉及一种汽车发动机零件柔性制造加工技术。解决了已有汽车发动机零件加工过程中存在的夹持不稳定以及容易损伤表面、加工效率低的缺陷。技术解决方案是：汽车发动机零件柔性制造加工技术，使用一台数控机床，主要通过夹具的夹持、加工刀具的选择使用以及加工程序的设定来完成零部件的加工，其特征是：首先利用自行设计的个性化液压夹具固定零件确定加工平面，使用硬质合金和ＰＣＤ人造金刚石刀具，采用Ｔａｐｍａｔｉｃ（自动回转）攻丝技术，编制加工程序，利用加工中心多刀库、自动分度的特点，进行三轴连动加工，使多种不同形状的零件及各加工工序在同一台机床内完成。主要用于汽车发动机零件的制造加工。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及机械加工
，特别涉及一种汽车发动机零件柔性制造加工技术。
技术介绍
目前国内比较先进的机器设备零部件制造加工技术是引用了美国90年代的机加工技术，主要通过数控机床加工零部件。对于汽车零部件的加工来说，关键在于夹具的设计、加工刀具的选择、加工程序的设定。目前，国内的夹具基本上是手动夹具，还有少数企业使用了气动夹具，但是这些夹具的可靠性很低，也容易造成零部件表面的损坏。一般在加工时刀具多用高速钢刀具，这种刀具存在加工速率慢及使用寿命低的问题。已有的加工程序的设定和操作也较为复杂，调节余量较小。
技术实现思路
本专利技术需要解决的技术问题是解决已有夹具可靠性不高的问题，提高加工的效率，提高加工程序可操作性。本专利技术的技术方案是汽车发动机零件柔性制造加工技术，首先利用自行设计的个性化液压夹具固定零件确定加工平面，使用硬质合金和PCD人造金刚石刀具，采用Tapmatic(自动回转)攻丝技术，编制加工程序，利用加工中心多刀库、自动分度的特点，进行三轴连动加工，使多种不同形状的零件及各加工工序在同一台机床内完成。液压夹具上的压力由液压泵站提供，每次加压时，3个主液压油缸自动旋转带动夹紧臂夹紧工件，夹具的液压压力由限压阀自动控制，等油路的压力到限定压力后，即主液压缸全部夹紧到位后，系统中的顺序阀启动，打开辅助支撑的油路，辅助支撑在其内部的弹簧力作用下顶到工件表面后，辅助支撑由液压抱死，形成一个硬支撑，然后下一个顺序阀打开，辅助夹紧油路打开，辅助夹紧油缸油路启动，再次夹紧工件，这样才完成了对工件的夹紧，即增加了工件的刚性，又防止了过定位及工件的变形。系统中使用的油路压力为4000PSI，约280KG，主压紧油缸每个可以产生1200KG的压力，再加上液压辅助支撑的夹紧，整个液压系统产生强大的夹持力。利用加工中心多刀库中的组合镗刀、组合钻铣刀、组合锪面刀具使多个加工特征在一次进刀加工中完成，加工刀具可选用硬质合金或PCD人造金刚石刀具，使用Tapmatic(自动回转)攻丝技术可以使加工机床一直保持恒定的转速。利用高度集成的CAD/CAM/CAE的UNIGRAPHICS软件系统用于整个产品的开发过程，包括产品的概念设计、建模、分析和加工。我们根据零件的特征(如孔、凸台、型腔、槽沟、倒角等)建模和编辑造成实体造型，形象直观，计算出驱动参数，并根据其建立三维模型直接生成数控代码，可支持多种数控机床，将代码编程输入加工中心数控操作系统，以实现产品的加工。本专利技术的有益效果是1、液压夹具夹紧力大，夹紧时自动可靠，可以大幅度提高加工参数，加快加工节拍，降低成本，提高生产效率。例如，φ80的6齿盘铣刀加工工件表面，用液压夹具，我们使用的参数为S7000、F8000，而目前国内使用的手动夹具一般使用的参数为主轴转速S1200、进给转速F1500左右，切削效率只是液压夹具的20％。2、采用硬质合金刀具，修改切削参数，并使刀具国产化，降低加工成本。为了缩短加工循环时间，在同等加工条件下切削参数可以比使用传统的高速钢刀具提高3倍。在铣面时采用PCD人造金刚石刀具，刀具切削速度达到2000米/分钟，是硬质合金刀具的3-4倍；利用其高速切削并熨压加工表面，提高密封面的平面度和表面粗糙度，并且人造金刚石坚硬、耐磨，刀具的使用寿命延长，能更好地保证产品质量，提高了加工产品的质量稳定性和一致性。3、加工节拍明显提高。我们在一台数控加工中心上同时进行多种车型的发动机零件的机加工，调整了切削路径和切削参数，提高了加工速度，加工效率是国内传统加工方法的三倍，加工节拍低于国际通常水平。例如，汽车发动机中较复杂的零件下进气歧管，国外的加工节拍为每19分钟加工一件，而我们只需每11分钟加工一件，如果从单机的加工产量计算，每年可多加工1.1万件。既降低了成本，又提高了产量，使加工价格更具市场竞争力。4、产品有更好的稳定性和一致性。采用该技术使加工过程能力系数CPK值均大于1.67，具备了批量生产的能力，工件的失效率一直控制在60PPM以下，达到国际先进水平；5、生产要求变化时，响应性好。由于具有一机多用的功能，可以在一台数控加工中心上同时进行多种车型的发动机零件的机加工，当市场需求变化或工程设计变更时，只要对加工夹具重新设计或部分改动，柔性系统就能在短时间内即响应变更能力；6、实现了共机生产，减少工厂、设备的投资和规模，提高机床设备利用率。自行设计夹具、刀具等，并实现了国产化，大大地降低了生产成本，提高了企业利润。具体实施例方式汽车部件“上进气歧管”的加工，采用液压夹具固定，装夹方式和定位标准为X1、X2、X3、Y1、Y2、Z1定位，借正-D-平面，和-A-、MM02、MM05定位。粗铣面采用直径为80的面铣刀，S＝6000n/min，F＝4000mm/min，精铣面采用直径为80的金刚石面铣刀，S＝7000n/min，F＝8000mm/min，镗孔采用镗刀，S＝5000n/min，F＝1000mm/min，钻孔采用钻头，钻头采用硬质合金钻头，S＝6500n/min，F＝1800mm/min，采用丝锥功丝，使用Tapmatic(自动回转)攻丝技术，S＝1500n/min，F＝1800mm/min，加工中心刚性攻丝对每一个螺纹孔都要重复主轴精确定向、主轴正转攻丝、主轴停、主轴反转退出螺纹孔的循环，每一个螺孔都要花费3-4秒的时间，为了提高加工节拍，使用Tapmatic(自动回转)攻丝技术可以使加工机床一直保持恒定的转速，并且只正转，就同钻头打孔一样，当攻丝到指定位置前某一个距离后，机床主轴回退，利用刀具中的机构反向旋转，刀具退刀，完成攻丝，每一个螺纹孔所花的加工时间少于1秒钟，大大地提高了加工效率，在进行“上进气歧管”的加工前，须将零件的特征(如孔、凸台、型腔、槽沟、倒角等)及相关加工数据输入UNIGRAPHICS软件系统进行建模和编辑造成实体造型，计算出驱动参数，并根据其建立三维模型直接生成数控代码，可支持多种数控机床，将代码编程输入加工中心数控操作系统，以实现产品的加工。使多个加工特征在一次进刀加工中完成，成倍地提高加工效率，并且大部分刀具是用整体硬质合金，为了有效地提高加工效率，节省加工时间，我们加工中使用了Tapmatic(自动回转)攻丝技术和PCD人造金刚石刀具。为了提高加工表面的质量和稳定性，减少循环时间，在铣面时采用PCD人造金刚石刀具，刀具切削速度达到2000米/分钟，是硬质合金刀具的3-4倍；利用其高速切削并熨压加工表面，提高密封面的平面度和表面粗糙度，并且人造金刚石坚硬、耐磨，刀具的使用寿命延长，能更好地保证产品质量，提高了加工产品的质量稳定性和一致性。权利要求1.汽车发动机零件柔性制造加工技术，使用一台数控机床，主要通过夹具的夹持、加工刀具的选择使用以及加工程序的设定来完成零部件的加工，其特征是首先利用自行设计的个性化液压夹具固定零件确定加工平面，使用硬质合金和PCD人造金刚石刀具，采用Tapmatic(自动回转)攻丝技术，编制加工程序，利用加工中心多刀库、自动分度的特点，进行三轴连动加工，使多种不同形状的零件及各加工工序在同一台机床内完成。2.根据权利要求1所述的汽车发动机零件柔性制造加工技术，其特征是，液压夹具上的压力由液压本文档来自技高网...

【技术保护点】
汽车发动机零件柔性制造加工技术，使用一台数控机床，主要通过夹具的夹持、加工刀具的选择使用以及加工程序的设定来完成零部件的加工，其特征是：首先利用自行设计的个性化液压夹具固定零件确定加工平面，使用硬质合金和ＰＣＤ人造金刚石刀具，采用Ｔａｐｍａｔｉｃ（自动回转）攻丝技术，编制加工程序，利用加工中心多刀库、自动分度的特点，进行三轴连动加工，使多种不同形状的零件及各加工工序在同一台机床内完成。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：包家胜，
申请(专利权)人：上海汇大机械制造有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]