一種差速器殼體加工中心的製作方法

2023-06-01 18:20:31 8

本發明屬於機械加工領域，具體涉及一種差速器殼體加工中心。

背景技術：

現在對於微型汽車差速器殼體的加工，主要有兩個加工難點(圖1所示)，第一難點是差速器殼體兩端軸承安裝位外圓11的加工，同軸度的要求高，公差在￠0.05毫米以內，第二難點是差速器殼體內齒輪安裝球弧面12的加工，由於加工空間小，使用性能要求高，形狀和位置公差難以做到。對於第一點加工一般採用在車床上加工一端完成，掉頭加工另一端的方法，但採用此方法加工後容易造成差殼兩端軸承位同軸度超差，齒圈安裝面跳動度超差。第二點加工大多在加工中心上用成型鍃刀鍃球弧面，加工時存在鍃刀安裝定位困難，效率低下，另外鍃刀強度低，變形大，加工形位公差大，尺寸不穩定，所有以上加工產生的因素造成差殼、齒輪和軸承裝配總成後，出現零件傳動異響，轉動不靈活，零件使用壽命短，使整車性能下降，影響消費者使用。

技術實現要素：

本發明旨在解決上述問題，提供了一種差速器殼體加工中心，它有效地解決了使用傳統方式普遍存在的加工差速器殼體兩端軸承安裝位外圓和差速器殼體內齒輪安裝球弧面難度大的問題，提高了加工精度和加工效率，大大減少了廢品率，其採用的技術方案如下：

一種差速器殼體加工中心，其特徵在於：其主要由差速器殼體兩端軸承安裝位外圓加工車床、差速器殼體內齒輪安裝球弧面加工車床和控制系統組成；

所述差速器殼體兩端軸承安裝位外圓加工車床包括：

第一機身；

主軸，用於驅動工件旋轉，其上具有可通過對差速器殼體的中心孔進行孔內支撐定位固定工件的液壓漲芯定位裝置；

氣動尾座，其上具有用於頂緊工件的活動頂尖，所述活動頂尖的自由端為錐形，所述活動頂尖與尾座轉動連接；

第一刀具，用於對工件進行切削，其通過刀架連接於第一機身上；

所述差速器殼體內齒輪安裝球弧面加工車床包括：

第二機身；

左動力頭，用於驅動成型刀旋轉，其具有可使左動力頭的刀杆作左右進給運動的刀杆進給裝置；

右動力頭，用於驅動成型刀旋轉，其具有可使右動力頭的刀杆作左右進給運動的刀杆進給裝置，所述右動力頭與左動力頭對稱設置；

定位夾緊裝置，用於工件的定位和固定；所述定位夾緊裝置包括所述定位銷、第二定位軸、液壓油缸、機械手和支承，所述定位銷、液壓油缸的缸筒、第二定位軸和支承固接於第二機身上，所述液壓油缸的活塞杆的頂部與機械手的第一端鉸接，所述支承與機械手相鉸接，所述機械手的第二端壓緊於差速器殼體上；

換刀裝置，用於將成型刀置入差速器殼體內及從差速器殼體內取出；所述換刀裝置包括：滑軌，其安裝於第二機身上；滑塊，其在氣缸推動下可沿滑軌左右滑動；第一換刀氣缸，其氣缸筒與滑塊相固接，所述換刀氣缸為兩個，並排設置；換刀杆，其一端與第一換刀氣缸的活塞杆連接，另一端與成型刀相連接；第二換刀氣缸，其氣缸筒與第二機身相固接，其活塞杆與滑塊相連接。

本發明具有如下優點：一、提高了加工精度和加工效率；二、使用安全可靠、操作簡單方便；三、大大降低了廢品率，有效地解決了使用傳統方式普遍存在的加工差速器殼體兩端軸承安裝位外圓和齒輪安裝球弧面難度大的問題。

附圖說明

圖1：差速器殼體的結構示意圖；

圖2：圖1的俯視結構示意圖；

圖3：圖1的左視結構示意圖；

圖4：圖2的剖面結構示意圖；

圖5：傳統差速器殼體兩端軸承安裝位外圓加工車床的結構示意圖；

圖6：傳統差速器殼體內齒輪安裝球弧面加工車床的結構示意圖；

圖7：本發明所述差速器殼體兩端軸承安裝位外圓加工車床的結構示意圖；

圖8：本發明所述差速器殼體內齒輪安裝球弧面加工車床的結構示意圖；

圖9：圖8的俯視結構示意圖；

圖10：本發明所述液壓漲芯定位裝置的結構示意圖；

圖11：本發明所述定位夾緊裝置的結構示意圖；

具體實施方式

下面結合附圖和實例對本發明作進一步說明：

圖1是差速器殼體的結構示意圖，圖2是圖1的俯視結構示意圖，圖3是圖1的左視結構示意圖，圖4是圖2的剖面結構示意圖，圖5是傳統差速器殼體兩端軸承安裝位外圓加工車床的結構示意圖，圖6是傳統差速器殼體內齒輪安裝球弧面加工車床的結構示意圖，圖7是本發明所述差速器殼體兩端軸承安裝位外圓加工車床的結構示意圖，圖8是本發明所述差速器殼體內齒輪安裝球弧面加工車床的結構示意圖，圖9是圖8的俯視結構示意圖，圖10是本發明所述液壓漲芯定位裝置的結構示意圖；圖11是本發明所述定位夾緊裝置的結構示意圖。

這裡需要說明的是，文中所述方位詞左和右均是以圖7和圖8所示的視圖為基準定義的，應當理解，所述方位詞的使用不應限制本申請所請求的保護範圍。

如圖1至圖4及圖7至圖9所示，一種差速器殼體加工中心，其特徵在於：其主要由差速器殼體兩端軸承安裝位外圓加工車床100、差速器殼體內齒輪安裝球弧面加工車床200和控制系統組成；

所述差速器殼體兩端軸承安裝位外圓加工車床100包括：

第一機身20；

主軸24，用於驅動工件旋轉，其上具有可通過對差速器殼體10的中心孔15進行孔內支撐定位和固定工件的液壓漲芯定位裝置21；

氣動尾座22，利用氣缸推力可自由伸縮，其上具有用於頂緊工件的活動頂尖23，所述活動頂尖23的自由端為錐形，所述活動頂尖23與氣動尾座22轉動連接，工件加工時，活動頂尖23和工件一起轉動；

第一刀具(圖中未示出)，用於對工件進行切削，其通過刀架連接於第一機身20上；

所述差速器殼體內齒輪安裝球弧面加工車床200包括：

第二機身30；

左動力頭31，用於驅動成型刀34旋轉，其具有可使左動力頭31的刀杆作左右進給運動的刀杆進給裝置；

右動力頭32，用於驅動成型刀34旋轉，其具有可使右動力頭32的刀杆作左右進給運動的刀杆進給裝置，所述右動力頭32與左動力頭31對稱設置；

定位夾緊裝置38，用於工件的定位和固定；如圖11所示，所述定位夾緊裝置38包括定位銷38-1、第二定位軸38-2、液壓油缸38-3、機械手38-4和支承38-5，所述定位銷38-1、液壓油缸38-3的缸筒、第二定位軸38-2和支承38-5固接於第二機身30上，所述液壓油缸38-3的活塞杆的頂部與機械手38-4的第一端鉸接，所述支承38-5與機械手38-4相鉸接，所述機械手38-4的第二端壓緊於差速器殼體10上；

換刀裝置50，用於將成型刀34置入差速器殼體內及從差速器殼體內取出；所述換刀裝置50包括：

滑軌35，其安裝於第二機身30上；

滑塊36，其在氣缸推動下可沿滑軌35左右滑動；

第一換刀氣缸37，其氣缸筒與滑塊36相固接，所述換刀氣缸37為兩個，並排設置；

換刀杆50-2，其一端與第一換刀氣缸37的活塞杆連接，另一端與成型刀34相連接；

第二換刀氣缸50-1，其氣缸筒與第二機身30相固接，其活塞杆與滑塊36相連接。

加工過程中需換刀時，加工停止，首先滑塊36在第二換刀氣缸50-1拉力下沿滑軌35移動到零件換刀位置，其中一個換刀杆50-2在第一換刀氣缸37推力下進入差速器殼體10中和成型刀34連接，兩個動力頭退回，換刀杆帶著被換下的成型刀退出。這時滑塊移動到下一個換刀位置，另一個換刀杆帶著需用的成型刀伸出進入零件，兩個動力頭前移，杆部伸出，進入零件跟成型刀連接，換刀杆和成型刀脫離退出，動力頭帶動成型刀旋轉，開始切削加工，整個動作流程由控制系統自動完成。

定位銷38-1和第二定位軸38-2的作用是給零件定位，找正加工位置，零件放入設備工裝定好位後，由程序控制液壓油缸38-3的活塞杆伸出，機械手38-4的第一端上移，機械手38-4的第二頂端下移壓緊零件。加工完後，液壓油缸38-3的活塞杆縮回，機械手38-4的第二頂端上移，壓頭鬆開，取出零件。

優選的，所述第一刀具為兩把，一把設置於靠近差速器殼體10的左端處，另一把設置於靠近差速器殼體10的右端處。

如圖5所示，傳統的差速器殼體兩端軸承安裝位外圓加工車床加工差速器殼體兩端軸承安裝位外圓時，利用三爪卡盤16夾持差速器殼體的一端外圓面並利用刀具對差速器殼體的另一端的軸承安裝位進行外圓加工，加工完畢後掉頭進行二次裝夾，再加工另一端，如此，一是不能同時加工兩端，效率低；二是採用此傳統方法會導致兩端的同軸度和跳動度精度低，甚至達不到使用要求，廢品率高。

本申請的差速器殼體兩端軸承安裝位外圓加工車床由於是從差速器殼體10的中心孔15處進行定位並使用兩把固定於刀架上的第一刀具對差速器殼體的兩端進行同時加工，故加工效率高，且由於無需進行重新夾裝，差速器殼體的兩端軸承安裝位外圓一次加工完成，故只要將兩把第一刀具在刀架上固定好，加工時兩把第一刀具會同時同步進給，進給量完全相同，這也就保證了兩軸承安裝位外圓的同軸度要求。此處需要說明的是第一刀具、刀架及刀架的驅動機構均採用傳統的切削工具機用刀具及刀架即可，唯一不同的是第一刀具為兩把並固定於不同刀架上且兩把第一刀具相分開。

如圖6所示，傳統的差速器殼體內齒輪安裝球弧面加工車床(其為立式工具機)加工差速器殼體內齒輪安裝球弧面時，需先將刀杆伸入差速器殼體10中，將差速器殼體10使用夾具固定後，將成型刀34人工安裝在主軸上，刀杆轉動，成型刀34先對殼體內齒輪安裝上球弧面進行加工，然後對殼體內齒輪安裝下球弧面進行加工，故：一、效率低；二、由於加工殼體內齒輪安裝上球弧面和殼體內齒輪安裝下球弧面時，刀杆的臂長不同，撓度不同，故加工的殼體內齒輪安裝球弧面位置度和對稱度公差大；三、需人工裝刀換刀，費力費時，易出現安全事故。

本申請的差速器殼體內齒輪安裝球弧面加工車床利用左動力頭31和右動力頭32聯動對差速器殼體內齒輪安裝球弧面進行同時加工，並利用換刀裝置50和控制系統進行自動裝刀和退刀，無需人工換刀，加工效率高，左動力頭31和右動力頭32的刀杆剛性好，加工精度穩定，球弧面尺寸精度、位置度和對稱度公差小。

如圖10所示，優選的，所述液壓漲芯定位裝置21包括：工具機連接盤21-1、拉杆21-2、第一定位軸21-3、鎖緊螺母21-4、油缸拉杆21-5、固定盤21-6、漲緊套21-7和拉杆接盤21-8，所述工具機連接盤21-1、固定盤21-6和第一定位軸21-3固接於一起並與主軸24相固接，所述油缸拉杆21-5與工具機連接盤21-1滑動連接，所述拉杆接盤21-8與油缸拉杆21-5固接，所述拉杆21-2與拉杆接盤21-8固接，所述鎖緊螺母21-4螺紋連接於拉杆21-2的右端，所述漲緊套21-7套裝於拉杆21-2上並位於第一定位軸21-3和鎖緊螺母21-4之間，所述漲緊套21-7外徑可擴大或縮小，所述漲緊套21-7位於差速器殼體10的中心孔15內。

其中工具機連接盤和固定盤跟工具機連接，起固定連接作用。第一定位軸為零件定位，找正中心，工作時，先將差速器殼體的中心孔15放於未漲開的漲緊套處，活動頂尖23頂緊差速器殼體另一端，啟動開關，油缸作用，油缸拉杆21-5帶動拉杆21-2後移，使漲緊套21-7漲開，撐緊差速器殼體的中心孔15定位並夾緊。這時開始加工，加工完後，啟動閥門開關，油缸拉杆帶動拉杆前伸，漲緊套回縮，活動頂尖23鬆開，取下加工好的零件。

利用上述差速器殼體加工中心加工差速器殼體的方法，其特徵在於，包括如下步驟：

a)準備好帶有中心孔15的半成品差速器殼體10；

b)將差速器殼體兩端軸承安裝位外圓加工車床100的液壓漲芯定位裝置21穿於差速器殼體左端中心孔15中，用手託住差速器殼體；

c)氣缸推力使尾座22的活動頂尖23頂於差速器殼體右端中心孔15中，頂緊零件，差速器殼體左端的液壓漲芯定位裝置漲開從而將差速器殼體10定位並夾緊；

d)利用主驅裝置使主軸24旋轉，進給第一刀具，使兩把第一刀具同時對差速器殼體10進行切削，從而使差速器殼體兩端軸承安裝位外圓同時成形；

e)將切削後的差速器殼體從差速器殼體兩端軸承安裝位外圓加工車床100上取下，並利用定位夾緊裝置38將差速器殼體固定於差速器殼體內齒輪安裝球弧面加工車床200上；

f)將成型刀34分別安裝於換刀裝置50的換刀杆37上；

g)利用氣缸推力使滑塊36到達設定位置；

h)利用換刀杆37將成型刀34通過差速器殼體側面大孔14置入差速器殼體中，左動力頭31和右動力頭32前移，使刀杆通過差速器殼體側面小孔13伸入差速器殼體內並和成型刀34連接一起，然後換刀杆37和成型刀脫離退出；

i)工具機啟動，左動力頭31和右動力頭32帶動成型刀34旋轉加工差速器殼體內齒輪安裝球弧面；

j)加工完畢，左動力頭31和右動力頭32旋轉停止，換刀杆37伸出進入零件中和成型刀34連接一起；

k)左動力頭31和右動力頭32的刀杆和成型刀脫離，刀杆通過差速器殼體側面小孔13從殼體中退出，換刀杆37帶著成型刀34退回原位，定位夾緊裝置38鬆開差速器殼體10，將加工好的差速器殼體從齒輪安裝球弧面加工車床200上取下。

本申請經現場加工零件實驗，操作方便。加工精度高，零件加工後兩端同軸度公差在￠0.03毫米，球弧面尺寸精度在0.05毫米，位置度和對稱度公差在0.06毫米以下，完全符合零件使用性能要求。差速器殼體總成裝配整車後，經大量實驗測定，噪音小，齒輪轉動靈活，傳動效率高，使用壽命長。

本發明不限於上述具體實施例，凡基於本發明所做的任何改動或變型均屬於本發明要求保護的範圍。