轉(zhuǎn)向節(jié)，重要汽車(chē)零部件，常用毛坯為鑄造或鍛造狀態(tài)，多采用工藝分散的加工方法，使用立加、多工序多夾具、標(biāo)準(zhǔn)刀具的方式進(jìn)行批量生產(chǎn)，如圖1所示。長(zhǎng)期的使用下來(lái)，發(fā)現(xiàn)該工藝方法存在需要多次裝夾、人員使用多、設(shè)備數(shù)量多，占地面積大、耗能高及后期維護(hù)成本高等缺點(diǎn)。

分析認(rèn)為，轉(zhuǎn)向節(jié)加工部位具有空間方位多、孔系間的位置度要求嚴(yán)的特點(diǎn)，圖 1 為一典型汽車(chē)轉(zhuǎn)向節(jié)加工部位示意圖 （深色部分為需加工部位），為解決加工的難題，怎么對(duì)現(xiàn)有的立加＋多工序多夾具＋標(biāo)準(zhǔn)刀具的工藝方法進(jìn)行分別改進(jìn)？下面將會(huì)一一詳述。

Part．1 工藝方向選擇

為解決工藝分散方法的弊端，高效率、高自動(dòng)化、少人化成為一種必然選擇，而多主軸機(jī)床設(shè)備、高復(fù)合刀具、五軸轉(zhuǎn)臺(tái)等的集成應(yīng)用，目前是適應(yīng)轉(zhuǎn)向節(jié)產(chǎn)品高效、多空間方位加工的最優(yōu)選。而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向節(jié)一次裝夾、工序集中的工藝方法，是保證產(chǎn)品一致性的重要手段。

Part．2 設(shè)備、刀具、夾具的確定

設(shè)備、刀具、夾具是相互支撐、相互影響的，實(shí)現(xiàn)即定工藝路線需要全面的考慮。

1．設(shè)備：多主軸設(shè)備的方案

使用雙交換數(shù)控旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)，剃除上下件時(shí)間對(duì)節(jié)拍的影響，提高設(shè)備利用率、降低加工節(jié)拍時(shí)間。除設(shè)備所標(biāo)配的 X、Y、Z 三個(gè)軸之外，在數(shù)控交換工作臺(tái)上增加 A、B 兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸 ，以實(shí)現(xiàn)多方位轉(zhuǎn)位，可以解決多空間方位加工的問(wèn)題。多主軸設(shè)備（圖3）在加工時(shí)相應(yīng)配備同樣數(shù)量的夾具和刀具，對(duì)于雙工作臺(tái)而言，夾具數(shù)量應(yīng)是主軸數(shù)量的 2 倍。

2．刀具系統(tǒng)要求： 采用熱脹刀柄

刀具系統(tǒng)首先的要求是適應(yīng)高轉(zhuǎn)速，普通 BT 刀柄的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)不能滿足高精度要求，采用熱脹刀柄比較適宜。同時(shí)對(duì)刀具進(jìn)行復(fù)合以減少刀具數(shù)量和換刀次數(shù)，并縮短走刀路徑長(zhǎng)度。如圖 4為雙盤(pán)銑刀，用于同時(shí)銑削某一厚度的兩面，圖 5 為復(fù)合鏜銑刀，實(shí)現(xiàn) 3 個(gè)孔尺寸的同時(shí)粗鏜及平面刮銑。以生產(chǎn)轉(zhuǎn)向節(jié)采用分散工藝為例，共需刀具 24 把，同等情況下使用復(fù)合刀具，刀具使用數(shù)量可降低至 18 把。

圖4 雙盤(pán)銑刀

3．夾具設(shè)計(jì)： 核心是定位點(diǎn)的選擇

對(duì)于鑄造或鍛造毛坯，應(yīng)選擇鑄鍛工藝較容易滿足位置尺寸要求的部位，或不容易因鑄鍛工藝產(chǎn)生變形的部位。其次是夾緊點(diǎn)及夾緊力的選擇，夾緊力與支撐力應(yīng)在同一直線上，避免產(chǎn)生夾緊力矩。圖 6所示方案的夾緊位均在 Z 向移動(dòng)限位的正上方。在精加工時(shí)，由于切削力較小，可以通過(guò)液壓系統(tǒng)的調(diào)整通過(guò)二次給壓減小夾緊力，從而減小夾緊變形，提高產(chǎn)品的加工精度。

在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)階段采用同步工程，設(shè)置必要的工藝限位點(diǎn)和夾緊點(diǎn)，可以理想地解決定位和夾緊點(diǎn)，選擇合理性的問(wèn)題。在一次裝夾完成所有工序加工的夾具中，粗加工階段有較大的切削力，因此剛性設(shè)計(jì)需進(jìn)行細(xì)致計(jì)算，并留有一定的裕度。如圖 7 為轉(zhuǎn)向節(jié)一序完成所有部位加工并使用三主軸設(shè)備所設(shè)計(jì)的夾具數(shù)模及實(shí)物。

4．夾具、刀具及設(shè)備的干涉檢查

夾具及刀具在設(shè)計(jì)完成后，需要根據(jù)數(shù)字模型進(jìn)行工件切削狀態(tài)下工件、夾具與刀具的干涉驗(yàn)證，保證在設(shè)計(jì)階段最大限度地發(fā)現(xiàn)和解決問(wèn)題。

Part．3 工藝方法驗(yàn)證

工藝方法的驗(yàn)證過(guò)程，是對(duì)設(shè)備、刀具、夾具及軟件的綜合測(cè)試，而這些要素的合理性最終體現(xiàn)在加工過(guò)程中各工藝參數(shù)的選擇范圍上。對(duì)一條生產(chǎn)線而言，節(jié)拍是另一個(gè)重要考量標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)對(duì)質(zhì)量要求提高時(shí)，往往需要調(diào)整工藝參數(shù)以降低進(jìn)給或減少切削余量，這通常會(huì)增加節(jié)拍時(shí)間。因此在滿足產(chǎn)品質(zhì)量要求的前提下，使整個(gè)系統(tǒng)的參數(shù)選擇處在一個(gè)合理的水平，同時(shí)兼顧節(jié)拍要求，并保證刀具的損耗處在一個(gè)正常的水平上，是工藝參數(shù)調(diào)整的關(guān)鍵。

Part．4 轉(zhuǎn)向節(jié)方案

異性件夾持主要考慮的事定心和夾持穩(wěn)定性，仿型夾持才是最好的。針對(duì)乘用車(chē)（小轎車(chē)）的轉(zhuǎn)向節(jié)夾具方案：

工序轉(zhuǎn)向節(jié)OP－10

 結(jié)語(yǔ)

對(duì)于汽車(chē)轉(zhuǎn)向節(jié)產(chǎn)品而言，上述的多主軸工藝集中方案是一個(gè)比較理想的選擇。但是每種產(chǎn)品的加工都需要就設(shè)備、夾具、刀具等各環(huán)節(jié)做理論分析，并在經(jīng)過(guò)大量實(shí)驗(yàn)論證后得到相應(yīng)的結(jié)果。此轉(zhuǎn)向節(jié)的工藝方法設(shè)計(jì)對(duì)于其他種類(lèi)的大批量機(jī)加工產(chǎn)品同樣具有借鑒意義。

聲明：本文為轉(zhuǎn)載類(lèi)文章，如涉及版權(quán)問(wèn)題，請(qǐng)及時(shí)聯(lián)系我們刪除（QQ: 2737591964），不便之處，敬請(qǐng)諒解！