簡(jiǎn)單分析前輪轂精加工中的技術(shù)革新

前輪轂精度要求

前輪轂在汽車車橋總成上需要與制動(dòng)盤、轉(zhuǎn)向節(jié)和傳動(dòng)軸等配合，配合的部位包含端面、軸頸和內(nèi)花鍵，被定義為安全件，其關(guān)鍵性不言而喻。為了保證能加工出合格的零件，前輪轂加工工藝過程也較復(fù)雜。每個(gè)平臺(tái)車型對(duì)應(yīng)的前輪轂大同小異，其關(guān)鍵的精度要求如圖1所示。


圖1 前輪轂關(guān)鍵精度要求

DPCA從一期工程開始，一直到四期工程，在襄陽工廠已經(jīng)投產(chǎn)了5條前輪轂生產(chǎn)線，合計(jì)年產(chǎn)能59萬輛份，其加工工藝過程一致。各工序?qū)?yīng)的加工設(shè)備類型如表1所示。


表1 前輪轂加工工藝設(shè)備

前輪轂?zāi)ハ鞴に?

在前輪轂加工工藝過程中，最終尺寸要求的保證主要是由磨削工序決定的。如果控制不好，整個(gè)零件只能報(bào)廢。為保證前輪轂軸頸尺寸公差（±0.008mm）、端面跳動(dòng)（0.013mm）、直線度（0.008mm）、圓度（0.008mm）、平面度（0.05mm）以及表面粗糙度、支撐率這些高精度的要求，DPCA在磨削工序采用了進(jìn)口設(shè)備。

1.設(shè)備配置及特點(diǎn)
TACCHELLA磨床配有西門子數(shù)控系統(tǒng)、偏擺磨臺(tái)、X軸滑臺(tái)、Z軸滑臺(tái)、尾座、MARPOSS自動(dòng)檢測(cè)補(bǔ)償裝置和砂輪動(dòng)平衡系統(tǒng)等。
偏擺工作臺(tái)能在-5°～+25°范圍擺動(dòng)，砂輪主軸安裝在X軸滑臺(tái)上，砂輪動(dòng)平衡裝置安裝在砂輪主軸內(nèi)部，實(shí)現(xiàn)砂輪在旋轉(zhuǎn)時(shí)不平衡量的檢測(cè)和補(bǔ)償。工件主軸和尾座安裝在Z軸滑臺(tái)上，加工時(shí)，尾座壓緊工件。修整砂輪的金剛滾輪安裝在工件主軸上，每加工15件對(duì)砂輪修整一次。MARPOSS自動(dòng)檢測(cè)補(bǔ)償裝置在加工前對(duì)磨削余量進(jìn)行檢測(cè)，并反饋測(cè)量結(jié)果，通過數(shù)控系統(tǒng)控制砂輪進(jìn)給的位置。

2.加工工藝
如圖2所示,先由人工上料，利用內(nèi)漲夾具2，通過尾座頂尖5及壓塊1夾緊零件，砂輪4磨削大端面及φ65mm外圓；磨削完成后，滑臺(tái)偏擺，砂輪6磨削φ42mm軸頸及小端面；磨削完成后，人工下料，再進(jìn)行下一個(gè)加工循環(huán)。由于砂輪的磨損，每加工到15件后，砂輪4、6需通過金剛滾輪3進(jìn)行修整，修整完成后再加工零件。


圖2 前輪轂?zāi)ハ鞴に囀疽?br />
前輪轂以車代磨工藝

隨著數(shù)控車床技術(shù)的發(fā)展，我們發(fā)現(xiàn)數(shù)控車床的精度越來越高，用車削工藝代替磨削工藝也能達(dá)到最終的成品要求，同時(shí)還能提高生產(chǎn)效率，降低成本。以前輪轂L4線為例，該生產(chǎn)線的現(xiàn)代威亞SKT-200數(shù)控車床較新，設(shè)備精度較好。
通過增加精車刀具、修改機(jī)床加工程序，我們最終實(shí)現(xiàn)了以車代磨工藝。具體方法如下：

（1）加工工藝
如圖3所示，在OP10數(shù)控車床上，利用已有的后拉式液壓三爪卡盤和定位支撐塊，不改變?cè)械亩嗣娴毒?、端面刀具3及內(nèi)孔刀具2。利用刀具3，同時(shí)修改加工程序再進(jìn)行一次精車，完成大端面及φ65mm外圓的加工。


圖3 前輪轂OP10以車代磨示意

同樣，如圖4所示，在OP20數(shù)控車床上不改變?cè)械耐鈭A端面刀具1、內(nèi)孔刀具2和切槽刀具3，新增一把精車刀具4，包含刀桿及刀片，修改加工程序，完成φ42mm軸頸及小端面的加工。


圖4 前輪轂OP20以車代磨示意

所以，我們其實(shí)是將磨削工序分?jǐn)偟絻傻儡囅鞴ば蛑?，完成最終加工，滿足成品要求。

（2）車削、磨削工藝能力值對(duì)比
從表2中可以看出，對(duì)于形位公差，磨削工藝和車削工藝兩者的設(shè)備能力值很接近；對(duì)于軸頸尺寸，磨削工藝的設(shè)備能力值要高于車削工藝，這是因?yàn)槲覀儾捎玫氖且延械臄?shù)控車床，該設(shè)備沒有配置在線檢測(cè)補(bǔ)償裝置，而磨床有此裝置。


表2 磨削、車削工藝設(shè)備能力值對(duì)比

（3）以車代磨工藝優(yōu)點(diǎn)
采用以車代磨具有如下優(yōu)點(diǎn)：減少1臺(tái)磨床設(shè)備，降低了生產(chǎn)線投資及運(yùn)行成本；減少1道工序，從而減少了1名操作工的人員成本；減少磨削過程中產(chǎn)生的難以處理和清理的廢液和廢棄物；車床在操作和維修保養(yǎng)方面沒有磨床要求高，設(shè)備綜合利用率得到提高。