混合动力变速箱下壳体加工辅助工艺定位的设计及改进

回忆 · 发表于 2018-8-3 20:43:49

我公司生产的混合动力变速箱壳体结构复杂、位置精度要求高，加工难度大，在生产中，位置度出现不稳定现象，工艺能力指数达不到量产要求。通过改进位置度CPK值，达到了标准要求，产品可以批量生产。

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一、工艺分析
图1为混合动力变速箱壳体示意图，产品毛坯为压铸成型，每个面的加工余量在0.3～0.5mm，孔的加工余量单边0.3mm，产品外轮廓尺寸326mm×289mm×110mm，A、B、C、D、E、F面及面上的孔都需机加工，5个面上的孔都对基准A、B、C有φ0.15mm的位置度要求。

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1、如果使用3轴立式加工中心，机床便宜，编程、加工操作简单，但5个面需要5次定位装夹，位置度难以保证。因此使用3轴立式加工中心、逐个面加工的方法不可行。

2、使用4轴立式加工中心，按照工序集中原则，在机加工第一序中，通过一次定位装夹，可以加工A、B、C、D、E、F面及A、C、D、E、F面上的孔，保证各面之间的相对位置及孔对A、B、C基准面的位置度，是较可行的方法。但从图1中找不到合适的定位及压紧位置，需要另想办法。

二、第一次辅助工艺定位、压紧点的设计
由于机加工第一序中，产品上没有合适的定位、压紧点，需要使用辅助工艺台，并在后续工序中去除。通过与客户协商，在不影响产品装配和外观的情况下，允许增加辅助工艺台，因此在压铸毛坯上做出辅助工艺台。如图2所示，设计4个辅助定位、压紧工艺台，保证产品加工中受力均匀、刚性足够。

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夹具设计以产品毛坯外轮廓限制X、Y的自由度，同时限制Z轴旋转自由度，Z向移动自由度用4个工艺台的底面限制，液压夹具设计如图3所示。定位点以φ5mm平头支承产品，压紧也是以φ5mm平头压在产品上，压紧点轴线尽量与支承点轴线对齐，防止压紧变形。

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结果验证：试制初期，加工了100件产品，通过三坐标全检，尺寸及位置度都合格，PPK达到了要求，初步评审工艺方案及夹具设计是合理的，可以用于批量生产。但在量产时，进行CPK分析，发现有位置度不合格现象，通过观察分析，加工后，Z向由4个定位压紧点在机加工后有弹性变形，同时由于是采用外轮廓定X、Y方向移动自由度，缺少防呆措施，在切削力作用下，也会产生位置漂移现象，需要改进。

三、定位、夹紧点的改进
如图4所示，为了防止定位压紧造成产品变形，影响加工后产品精度，采用Z向3点形成一面的定位方式，避免了压紧变形对加工精度的影响，同时X、Y方向的移动及Z轴旋转，采用1个圆孔和一个腰形孔定位，符合一面两销定位要求，腰形孔与圆柱销定位，具有棱形销相同功能，定位准确，也可防止加工过程中因切削力变化产生的位置漂移，工艺台及定位孔由压铸毛坯时成型。

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