本發(fā)明屬于機(jī)械加工領(lǐng)域，具體涉及一種加工汽車差速器殼體球弧面的系統(tǒng)及加工方法。

背景技術(shù)：

現(xiàn)在對(duì)于微型汽車差速器殼體的加工，主要有兩個(gè)加工難點(diǎn)(圖1所示)，第一難點(diǎn)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(nèi)，第二難點(diǎn)是差速器殼體內(nèi)齒輪安裝球弧面12的加工，由于加工空間小，使用性能要求高，形狀和位置公差難以做到。對(duì)于第一點(diǎn)加工一般采用在車床上加工一端完成，掉頭加工另一端的方法，但采用此方法加工后容易造成差殼兩端軸承位同軸度超差，齒圈安裝面跳動(dòng)度超差。第二點(diǎn)加工大多在加工中心上用成型锪刀锪球弧面，加工時(shí)存在锪刀安裝定位困難，效率低下，另外锪刀強(qiáng)度低，變形大，加工形位公差大，尺寸不穩(wěn)定，所有以上加工產(chǎn)生的因素造成差殼、齒輪和軸承裝配總成后，出現(xiàn)零件傳動(dòng)異響，轉(zhuǎn)動(dòng)不靈活，零件使用壽命短，使整車性能下降，影響消費(fèi)者使用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在解決上述問題，提供了一種加工汽車差速器殼體球弧面的系統(tǒng)及加工方法，它有效地解決了使用傳統(tǒng)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(nèi)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，其采用的技術(shù)方案如下：

一種加工汽車差速器殼體球弧面的系統(tǒng)，其特征在于：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(nèi)齒輪安裝球弧面加工車床和控制系統(tǒng)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(jī)身；

主軸，用于驅(qū)動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)，其上具有可通過對(duì)差速器殼體的中心孔進(jìn)行孔內(nèi)支撐定位固定工件的液壓漲芯定位裝置；所述液壓漲芯定位裝置包括：所述機(jī)床連接盤、拉桿、第一定位軸、鎖緊螺母、油缸拉桿、固定盤、漲緊套和拉桿接盤，所述拉桿接盤與油缸拉桿固接，所述拉桿與拉桿接盤固接，所述鎖緊螺母螺紋連接于拉桿的右端，所述漲緊套套裝于拉桿上并位于第一定位軸和鎖緊螺母之間，所述漲緊套外徑可擴(kuò)大或縮小，所述漲緊套位于差速器殼體的中心孔內(nèi)，機(jī)床連接盤和固定盤跟機(jī)床連接；

氣動(dòng)尾座，其上具有用于頂緊工件的活動(dòng)頂尖，所述活動(dòng)頂尖的自由端為錐形，所述活動(dòng)頂尖與尾座轉(zhuǎn)動(dòng)連接；

第一刀具，用于對(duì)工件進(jìn)行切削，其通過刀架連接于第一機(jī)身上；

所述差速器殼體內(nèi)齒輪安裝球弧面加工車床包括：

第二機(jī)身；

左動(dòng)力頭，用于驅(qū)動(dòng)成型刀旋轉(zhuǎn)，其具有可使左動(dòng)力頭的刀桿作左右進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的刀桿進(jìn)給裝置；

右動(dòng)力頭，用于驅(qū)動(dòng)成型刀旋轉(zhuǎn)，其具有可使右動(dòng)力頭的刀桿作左右進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的刀桿進(jìn)給裝置，所述右動(dòng)力頭與左動(dòng)力頭對(duì)稱設(shè)置；

定位夾緊裝置，用于工件的定位和固定；

換刀裝置，用于將成型刀置入差速器殼體內(nèi)及從差速器殼體內(nèi)取出。

利用上述的系統(tǒng)加工汽車差速器殼體球弧面的方法，其特征在于，包括如下步驟：

a)準(zhǔn)備好帶有中心孔的半成品差速器殼體；

b)將差速器殼體兩端軸承安裝位外圓加工車床的液壓漲芯定位裝置穿于差速器殼體左端中心孔中，用手托住差速器殼體；

c)氣動(dòng)尾座推動(dòng)尾座的活動(dòng)頂尖頂于差速器殼體右端中心孔中，頂緊工件，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定位并夾緊；

d)利用主驅(qū)裝置使主軸旋轉(zhuǎn)，進(jìn)給第一刀具，使兩把第一刀具同時(shí)對(duì)差速器殼體進(jìn)行切削，從而使差速器殼體兩端軸承安裝位外圓同時(shí)成形；

e)將切削后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上取下，并利用定位夾緊裝置將差速器殼體固定于差速器殼體內(nèi)齒輪安裝球弧面加工車床上；

f)將成型刀分別安裝于換刀裝置的換刀氣缸上；

g)利用氣缸推力使滑塊到達(dá)換刀位置；

h)換刀氣缸的推力推動(dòng)換刀桿將成型刀通過差速器殼體側(cè)面大孔置入差速器殼體中，左動(dòng)力頭和右動(dòng)力頭的刀桿通過差速器殼體側(cè)面小孔伸入差速器殼體內(nèi)和成型刀連接一起，換刀桿和成型刀脫離，換刀氣缸的推力推動(dòng)換刀桿退回原位；

i)機(jī)床啟動(dòng)，左動(dòng)力頭和右動(dòng)力頭帶動(dòng)成型刀旋轉(zhuǎn)加工差速器殼體內(nèi)齒輪安裝球弧面；

j)加工完畢，左動(dòng)力頭和右動(dòng)力頭停止旋轉(zhuǎn)，換刀氣缸推動(dòng)換刀桿進(jìn)入差速器殼體中和成型刀連接一起；

k)左動(dòng)力頭和右動(dòng)力頭的刀桿和成型刀脫離，刀桿從差速器殼體側(cè)面小孔中退出，換刀桿帶著成型刀在氣缸推力下從殼體中退回原位，定位夾緊裝置松開差速器殼體，將加工好的差速器殼體從齒輪安裝球弧面加工車床上取下。

本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：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(tǒng)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(jié)構(gòu)示意圖；

圖2：圖1的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3：圖1的左視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4：圖2的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5：傳統(tǒng)差速器殼體兩端軸承安裝位外圓加工車床的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6：傳統(tǒng)差速器殼體內(nèi)齒輪安裝球弧面加工車床的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7：本發(fā)明所述差速器殼體兩端軸承安裝位外圓加工車床的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8：本發(fā)明所述差速器殼體內(nèi)齒輪安裝球弧面加工車床的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9：圖8的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10：本發(fā)明所述液壓漲芯定位裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖11：本發(fā)明所述定位夾緊裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明：

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

這里需要說明的是，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(zhǔn)定義的，應(yīng)當(dāng)理解，所述方位詞的使用不應(yīng)限制本申請(qǐng)所請(qǐng)求的保護(hù)范圍。

如圖1至圖4及圖7至圖9所示，一種加工汽車差速器殼體球弧面的系統(tǒng)，其特征在于：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(nèi)齒輪安裝球弧面加工車床200和控制系統(tǒng)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(jī)身20；

主軸24，用于驅(qū)動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)，其上具有可通過對(duì)差速器殼體10的中心孔15進(jìn)行孔內(nèi)支撐定位和固定工件的液壓漲芯定位裝置21；

氣動(dòng)尾座22，利用氣缸推力可自由伸縮，其上具有用于頂緊工件的活動(dòng)頂尖23，所述活動(dòng)頂尖23的自由端為錐形，所述活動(dòng)頂尖23與氣動(dòng)尾座22轉(zhuǎn)動(dòng)連接，工件加工時(shí)，活動(dòng)頂尖23和工件一起轉(zhuǎn)動(dòng)；

第一刀具(圖中未示出)，用于對(duì)工件進(jìn)行切削，其通過刀架連接于第一機(jī)身20上；

所述差速器殼體內(nèi)齒輪安裝球弧面加工車床200包括：

第二機(jī)身30；

左動(dòng)力頭31，用于驅(qū)動(dòng)成型刀34旋轉(zhuǎn)，其具有可使左動(dòng)力頭31的刀桿作左右進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的刀桿進(jìn)給裝置；

右動(dòng)力頭32，用于驅(qū)動(dòng)成型刀34旋轉(zhuǎn)，其具有可使右動(dòng)力頭32的刀桿作左右進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的刀桿進(jìn)給裝置，所述右動(dòng)力頭32與左動(dòng)力頭31對(duì)稱設(shè)置；

定位夾緊裝置38，用于工件的定位和固定；

換刀裝置50，用于將成型刀34置入差速器殼體內(nèi)及從差速器殼體內(nèi)取出。

優(yōu)選的，所述第一刀具為兩把，一把設(shè)置于靠近差速器殼體10的左端處，另一把設(shè)置于靠近差速器殼體10的右端處；

如圖10所示，所述液壓漲芯定位裝置21包括：機(jī)床連接盤21-1、拉桿21-2、第一定位軸21-3、鎖緊螺母21-4、油缸拉桿21-5、固定盤21-6、漲緊套21-7和拉桿接盤21-8，所述機(jī)床連接盤21-1、固定盤21-6和第一定位軸21-3固接于一起并與主軸24相固接，所述油缸拉桿21-5與機(jī)床連接盤21-1滑動(dòng)連接，所述拉桿接盤21-8與油缸拉桿21-5固接，所述拉桿21-2與拉桿接盤21-8固接，所述鎖緊螺母21-4螺紋連接于拉桿21-2的右端，所述漲緊套21-7套裝于拉桿21-2上并位于第一定位軸21-3和鎖緊螺母21-4之間，所述漲緊套21-7外徑可擴(kuò)大或縮小，所述漲緊套21-7位于差速器殼體10的中心孔15內(nèi)。

其中機(jī)床連接盤和固定盤跟機(jī)床連接，起固定連接作用。第一定位軸為零件定位，找正中心，工作時(shí)，先將差速器殼體的中心孔15放于未漲開的漲緊套處，活動(dòng)頂尖23頂緊差速器殼體另一端，啟動(dòng)開關(guān)，油缸作用，油缸拉桿21-5帶動(dòng)拉桿21-2后移，使?jié)q緊套21-7漲開，撐緊差速器殼體的中心孔15定位并夾緊。這時(shí)開始加工，加工完后，啟動(dòng)閥門開關(guān)，油缸拉桿帶動(dòng)拉桿前伸，漲緊套回縮，活動(dòng)頂尖23松開，取下加工好的零件。

如圖5所示，傳統(tǒng)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(shí)，利用三爪卡盤16夾持差速器殼體的一端外圓面并利用刀具對(duì)差速器殼體的另一端的軸承安裝位進(jìn)行外圓加工，加工完畢后掉頭進(jìn)行二次裝夾，再加工另一端，如此，一是不能同時(shí)加工兩端，效率低；二是采用此傳統(tǒng)方法會(huì)導(dǎo)致兩端的同軸度和跳動(dòng)度精度低，甚至達(dá)不到使用要求，廢品率高。

本申請(qǐng)的差速器殼體兩端軸承安裝位外圓加工車床由于是從差速器殼體10的中心孔15處進(jìn)行定位并使用兩把固定于刀架上的第一刀具對(duì)差速器殼體的兩端進(jìn)行同時(shí)加工，故加工效率高，且由于無需進(jìn)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(shí)兩把第一刀具會(huì)同時(shí)同步進(jìn)給，進(jìn)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(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)均采用傳統(tǒng)的切削機(jī)床用刀具及刀架即可，唯一不同的是第一刀具為兩把并固定于不同刀架上且兩把第一刀具相分開。

優(yōu)選的，所述換刀裝置50包括：

滑軌35，其安裝于第二機(jī)身30上；

滑塊36，其在氣缸推動(dòng)下可沿滑軌35左右滑動(dòng)；

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(gè)，并排設(shè)置；

換刀桿50-2，其一端與第一換刀氣缸37的活塞桿連接，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(jī)身30相固接，其活塞桿與滑塊36相連接。

加工過程中需換刀時(shí)，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(dòng)到零件換刀位置，其中一個(gè)換刀桿50-2在第一換刀氣缸37推力下進(jìn)入差速器殼體10中和成型刀34連接，兩個(gè)動(dòng)力頭退回，換刀桿帶著被換下的成型刀退出。這時(shí)滑塊移動(dòng)到下一個(gè)換刀位置，另一個(gè)換刀桿帶著需用的成型刀伸出進(jìn)入零件，兩個(gè)動(dòng)力頭前移，桿部伸出，進(jìn)入零件跟成型刀連接，換刀桿和成型刀脫離退出，動(dòng)力頭帶動(dòng)成型刀旋轉(zhuǎn)，開始切削加工，整個(gè)動(dòng)作流程由控制系統(tǒng)自動(dòng)完成。

如圖6所示，傳統(tǒng)的差速器殼體內(nèi)齒輪安裝球弧面加工車床(其為立式機(jī)床)加工差速器殼體內(nèi)齒輪安裝球弧面時(shí)，需先將刀桿伸入差速器殼體10中，將差速器殼體10使用夾具固定后，將成型刀34人工安裝在主軸上，刀桿轉(zhuǎn)動(dòng)，成型刀34先對(duì)殼體內(nèi)齒輪安裝上球弧面進(jìn)行加工，然后對(duì)殼體內(nèi)齒輪安裝下球弧面進(jìn)行加工，故：一、效率低；二、由于加工殼體內(nèi)齒輪安裝上球弧面和殼體內(nèi)齒輪安裝下球弧面時(shí)，刀桿的臂長不同，撓度不同，故加工的殼體內(nèi)齒輪安裝球弧面位置度和對(duì)稱度公差大；三、需人工裝刀換刀，費(fèi)力費(fèi)時(shí)，易出現(xiàn)安全事故。

本申請(qǐng)的差速器殼體內(nèi)齒輪安裝球弧面加工車床利用左動(dòng)力頭31和右動(dòng)力頭32聯(lián)動(dòng)對(duì)差速器殼體內(nèi)齒輪安裝球弧面進(jìn)行同時(shí)加工，并利用換刀裝置50和控制系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)裝刀和退刀，無需人工換刀，加工效率高，左動(dòng)力頭31和右動(dòng)力頭32的刀桿剛性好，加工精度穩(wěn)定，球弧面尺寸精度、位置度和對(duì)稱度公差小。

如圖11所示，優(yōu)選的，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(jī)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固接于第二機(jī)身30上，所述液壓油缸38-3的活塞桿的頂部與機(jī)械手38-4的第一端鉸接，所述支承38-5與機(jī)械手38-4相鉸接，所述機(jī)械手38-4的第二端壓緊于差速器殼體10上。

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(shè)備工裝定好位后，由程序控制液壓油缸38-3的活塞桿伸出，機(jī)械手38-4的第一端上移，機(jī)械手38-4的第二頂端下移壓緊零件。加工完后，液壓油缸38-3的活塞桿縮回，機(jī)械手38-4的第二頂端上移，壓頭松開，取出零件。

利用上述系統(tǒng)加工汽車差速器殼體球弧面的方法，其特征在于，包括如下步驟：

a)準(zhǔn)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穿于差速器殼體左端中心孔15中，用手托住差速器殼體；

c)氣缸推力使尾座22的活動(dòng)頂尖23頂于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定位并夾緊；

d)利用主驅(qū)裝置使主軸24旋轉(zhuǎn)，進(jìn)給第一刀具，使兩把第一刀具同時(shí)對(duì)差速器殼體10進(jìn)行切削，從而使差速器殼體兩端軸承安裝位外圓同時(shí)成形；

e)將切削后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，并利用定位夾緊裝置38將差速器殼體固定于差速器殼體內(nèi)齒輪安裝球弧面加工車床200上；

f)將成型刀34分別安裝于換刀裝置50的換刀桿37上；

g)利用氣缸推力使滑塊36到達(dá)設(shè)定位置；

h)利用換刀桿37將成型刀34通過差速器殼體側(cè)面大孔14置入差速器殼體中，左動(dòng)力頭31和右動(dòng)力頭32前移，使刀桿通過差速器殼體側(cè)面小孔13伸入差速器殼體內(nèi)并和成型刀34連接一起，然后換刀桿37和成型刀脫離退出；

i)機(jī)床啟動(dòng)，左動(dòng)力頭31和右動(dòng)力頭32帶動(dòng)成型刀34旋轉(zhuǎn)加工差速器殼體內(nèi)齒輪安裝球弧面；

j)加工完畢，左動(dòng)力頭31和右動(dòng)力頭32旋轉(zhuǎn)停止，換刀桿37伸出進(jìn)入零件中和成型刀34連接一起；

k)左動(dòng)力頭31和右動(dòng)力頭32的刀桿和成型刀脫離，刀桿通過差速器殼體側(cè)面小孔13從殼體中退出，換刀桿37帶著成型刀34退回原位，定位夾緊裝置38松開差速器殼體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(qǐng)經(jīng)現(xiàn)場加工零件實(shí)驗(yàn)，操作方便。加工精度高，零件加工后兩端同軸度公差在￠0.03毫米，球弧面尺寸精度在0.05毫米，位置度和對(duì)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后，經(jīng)大量實(shí)驗(yàn)測定，噪音小，齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)靈活，傳動(dòng)效率高，使用壽命長。

本發(fā)明不限于上述具體實(shí)施例，凡基于本發(fā)明所做的任何改動(dòng)或變型均屬于本發(fā)明要求保護(hù)的范圍。