以車代磨工藝在前輪轂精加工中的應(yīng)用

前輪轂精度要求

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

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，合計年產(chǎn)能59萬輛份，其加工工藝過程一致，如圖2所示。各工序?qū)?yīng)的加工設(shè)備類型如表1所示。

前輪轂?zāi)ハ鞴に?/p>

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，整個零件只能報廢。為保證前輪轂軸頸尺寸公差(±0.008?mm)、端面跳動(0.013?mm)、直線度(0.008?mm)、圓度(0.008?mm)、平面度(0.05?mm)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口設(shè)備。以意大利TACCHELLA斜切入式端面外圓磨床為例，設(shè)備主要參數(shù)、設(shè)備配置及特點、設(shè)備加工工藝介紹如下：

1.設(shè)備參數(shù)

設(shè)備主要參數(shù)如表2所示。

2.設(shè)備配置及特點

TACCHELLA磨床配有西門子數(shù)控系統(tǒng)、偏擺磨臺、X軸滑臺、Z軸滑臺、尾座、MARPOSS自動檢測補償裝置和砂輪動平衡系統(tǒng)等。

偏擺工作臺能在-5°～25°范圍擺動，砂輪主軸安裝在X軸滑臺上，砂輪動平衡裝置安裝在砂輪主軸內(nèi)部，實現(xiàn)砂輪在旋轉(zhuǎn)時不平衡量的檢測和補償。工件主軸和尾座安裝在Z軸滑臺上，加工時尾座壓緊工件。修整砂輪的金剛滾輪安裝在工件主軸上，每加工15件對砂輪修整一次。MARPOSS自動檢測補償裝置在加工前對磨削余量進行檢測，并反饋測量結(jié)果，通過數(shù)控系統(tǒng)控制砂輪進給的位置。

3.加工工藝

如圖3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φ65?mm外圓;磨削完成后，滑臺偏擺，砂輪6磨削φ42?mm軸頸及小端面;磨削完成后，人工下料，再進行下一個加工循環(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進行修整，修整完成后再加工零件。

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到最終的成品要求，同時還能提高生產(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，其主要參數(shù)如表3所示。

我們通過增加精車刀具、修改機床加工程序，最終實現(xiàn)了以車代磨工藝。具體方法如下：

(1)加工工藝

如圖4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，不改變原有的端面刀具1、端面刀具3及內(nèi)孔刀具2。利用刀具3，同時修改加工程序再進行一次精車，完成大端面及φ65?mm外圓的加工。

同樣，如圖5所示，在OP20數(shù)控車床上不改變原有的外圓端面刀具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φ42?mm軸頸及小端面的加工。

結(jié)合圖3、圖4和圖5來看，我們其實是將磨削工序分攤到兩道車削工序中，完成最終加工，滿足成品要求。

(2)車削、磨削工藝能力值對比

從表4可以看出，對于形位公差，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，這是因為我們采用的是已有的數(shù)控車床，該設(shè)備沒有配置在線檢測補償裝置，而磨床有此裝置。

(3)以車代磨工藝優(yōu)點

采用以車代磨具有如下優(yōu)點：減少1臺磨床設(shè)備，降低了生產(chǎn)線投資及運行成本;減少1道工序，從而減少了1名操作工的人員成本;減少了磨削過程中產(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。

結(jié)語

以車代磨是一種提高加工效率、降低加工成本的有效途徑，值得推廣應(yīng)用。根據(jù)產(chǎn)品特性購置精度高、剛性好且具備自動檢測補償功能的數(shù)控車床，并配合適用的刀具，用車床替代磨床是能夠獲得穩(wěn)定的、滿足工藝要求的加工精度，從而提高生產(chǎn)效率，降低加工成本。