本發(fā)明創(chuàng)造屬于薄壁行星架加工領(lǐng)域，尤其是涉及一種薄壁行星架的加工方法及工裝夾具。

背景技術(shù)：

圖1所示零件為薄壁行星架。該件為焊接件(第一行星架的材料為sae8620,第二行星架為沖壓板材，材料為saph400)，屬于典型薄壁焊接件，厚度只有4mm。該件異于常規(guī)零件的是：厚度太薄，且為焊接件，整體的強(qiáng)度較之一體件要差，該工件要求的位置度嚴(yán)格，并且所要加工的行星輪軸軸孔是盲孔，而且花鍵節(jié)圓相對于基準(zhǔn)孔與行星輪銷軸孔都有嚴(yán)格要求，成品要求行星輪軸軸孔相對于基準(zhǔn)a位置度為0.05，花鍵節(jié)圓相對于基準(zhǔn)a徑跳0.05，行星輪軸軸孔直徑為0.015公差帶，因此該工件在加工過程中廢品率極高，加工困難。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明創(chuàng)造旨在提出一種薄壁行星架的加工方法及工裝夾具，以解決上述問題。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明創(chuàng)造的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種薄壁行星架的加工方法，將第一行星架上的基準(zhǔn)孔、行星軸軸孔分別粗加工，不加工到成品尺寸，將第二行星架上的行星軸軸孔粗加工不加工到成品尺寸，將花鍵孔加工到成品尺寸，第一行星架和第二行星架上的行星軸孔對準(zhǔn)后將第一行星架與第二行星架焊接在一起，將焊接后的工件放置在工裝夾具上，利用芯軸與花鍵孔的配合進(jìn)行定心，工裝夾具將工件夾緊后，一次性將基準(zhǔn)孔和行星軸軸孔加工到成品尺寸。

進(jìn)一步的，工裝夾具定位采用的是利用插入式花鍵塞規(guī)以花鍵大徑為基準(zhǔn)定心，盲孔的內(nèi)端面定位，第一行星架的端面壓緊。

進(jìn)一步的，

(1)首先加工單件：將花鍵孔加工到成品，將第一行星架的基準(zhǔn)孔粗加工，粗加工第一行星架的盲孔，將第二行星架的通孔也粗加工；

(2)焊接：將第一行星架的盲孔和第二行星架的通孔對齊，然后將第一行星架與第二行星架焊接；

(3)定位：將工件放置在定位套上，第一行星架的端面與定位套的端面接觸，利用盲孔的端面進(jìn)行定位，用定位銷依次穿過通孔、定位柱定位孔，定位銷的端部與盲孔的端部抵接；

(4)定心：用芯軸將工件定心：芯軸穿過工件，芯軸中部與花鍵孔配合，芯軸下部深入到定位孔的配合部內(nèi)；

(5)壓緊：壓套放在工件上，壓爪壓在壓套上，壓爪將工件壓緊后將插入式芯軸和定位銷拔出；

(6)加工：采用反刀將基準(zhǔn)孔進(jìn)行精鏜孔，然后加工盲孔和通孔至成品。

進(jìn)一步的，步驟(6)中在加工盲孔和通孔時(shí)，最后工步選擇鉸刀將盲孔和通孔分別加工到成品尺寸。

一種用于上述加工方法的工裝夾具，包括定位套、芯軸、定位裝置和壓緊裝置，定位裝置和壓緊裝置分別相對于定位套固定，壓緊裝置和定位裝置分布在定位套的外側(cè)，定位裝置用于薄壁行星架的定位，定位套與芯軸配合用于薄壁行星架的定心，壓緊裝置壓緊薄壁行星架的端面；

定位套的軸線方向的中部開有貫穿定位套的定位孔，定位孔與芯軸配合，芯軸采用分段式設(shè)計(jì)，芯軸包括芯軸上部、芯軸下部、和芯軸中部，芯軸上部為手持部，芯軸中部為與花鍵孔配合的花鍵段，花鍵段上設(shè)置有與花鍵孔配合的花鍵，花鍵設(shè)置有錐度，下部與定位孔配合。

進(jìn)一步的，所述花鍵的錐度為1:20，花鍵的小頭端靠近芯軸下部，花鍵的大頭端靠近芯軸上部。

進(jìn)一步的，定位套的下端設(shè)置有一體設(shè)計(jì)的突出于下端面的定位圓柱，定位圓柱的外徑小于定位套的外徑，定位圓柱與定位套同軸心設(shè)置，定位套設(shè)置在底板上，底板的中部開有與定位圓柱配合的安裝孔，定位圓柱位于安裝孔內(nèi)，定位圓柱側(cè)部的定位套的下端面與底板的上端面接觸，定位套與底板固接。

進(jìn)一步的，定位裝置包括定位座、定位柱和定位銷，定位柱與定位座垂直設(shè)置，定位柱穿過定位座的上部，定位柱能在定位座上水平滑動(dòng)，定位柱的長度方向與定位套的徑向方向平行，定位柱靠近定位套的一端設(shè)置有用于安裝定位銷的定位柱定位孔，定位銷與定位柱定位孔配合用于工件的定位。

進(jìn)一步的，定位柱定位孔的軸線與定位柱的軸線垂直，定位柱定位孔的軸線與定位柱的軸線相交。

進(jìn)一步的，壓爪為右旋90度轉(zhuǎn)角油缸，壓爪的數(shù)量為四個(gè)，壓爪圍繞著定位套的圓周均勻分布，壓爪壓緊工件時(shí)，工件的待加工孔露在外部。

相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明創(chuàng)造所述的一種薄壁行星架的加工方法及工裝夾具具有以下優(yōu)勢：

(1)本發(fā)明創(chuàng)造所述的加工方法，改變了裝夾方式和裝夾基準(zhǔn)，定位壓緊后，一次性將基準(zhǔn)孔和行星軸軸孔加工出來，能夠準(zhǔn)確的保證兩者的位置度，避免累計(jì)誤差造成的位置度不合格，從而影響裝配質(zhì)量，大大的降低了零件的次品率；

(2)本發(fā)明創(chuàng)造的工裝夾具結(jié)構(gòu)簡單，采用芯軸進(jìn)行定位，定位精準(zhǔn)度高，加工后的工件精準(zhǔn)度高，次品率低。

附圖說明

構(gòu)成本發(fā)明創(chuàng)造的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明創(chuàng)造的進(jìn)一步理解，本發(fā)明創(chuàng)造的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明創(chuàng)造，并不構(gòu)成對本發(fā)明創(chuàng)造的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1為本發(fā)明創(chuàng)造實(shí)施例所述的薄壁行星架的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明創(chuàng)造實(shí)施例所述的薄壁行星架的縱向剖視圖；

圖3為圖2中的x處的放大圖；

圖4為本發(fā)明創(chuàng)造實(shí)施例所述的工裝的縱向剖視圖；

圖5為本發(fā)明創(chuàng)造實(shí)施例所述的工裝的俯視圖；

圖6為本發(fā)明創(chuàng)造實(shí)施例所述的定位套的縱向剖視圖；

圖7為本發(fā)明創(chuàng)造實(shí)施例所述的芯軸的縱向剖視圖；

圖8為本發(fā)明創(chuàng)造實(shí)施例所述的加工工藝加工后的位置度報(bào)告(其中報(bào)告中的上孔指的是通孔，下孔指的是盲孔)。

附圖標(biāo)記說明：

1、底板；101、安裝孔；102、鎖緊用油槽油路；103、松開用油槽油路；2、油缸連接板；3、墊塊；4、定位座；5、定位柱；501、限位塊；502、定位柱定位孔；6、定位銷；7、芯軸；71、芯軸上部；72、芯軸中部；721、花鍵；73、芯軸下部；8、薄壁行星架；81、第一行星架；811、圓柱體；812、第一架板；8121、盲孔；8122、環(huán)形槽；82、第二行星架；821、第二架板；8211、通孔；第二架板；822、固接板；9、定位套；91、定位圓柱；92、定位孔；921、過渡部；922、配合部；93、螺紋沉孔；94、環(huán)形突起；10、壓套；11、壓爪；12、o形密封圈；a、基準(zhǔn)孔；b、花鍵孔。

具體實(shí)施方式

需要說明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明創(chuàng)造中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。

在本發(fā)明創(chuàng)造的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明創(chuàng)造和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明創(chuàng)造的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”等僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隱含地包括一個(gè)或者更多個(gè)該特征。在本發(fā)明創(chuàng)造的描述中，除非另有說明，“多個(gè)”的含義是兩個(gè)或兩個(gè)以上。

在本發(fā)明創(chuàng)造的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以通過具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明創(chuàng)造中的具體含義。

下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來詳細(xì)說明本發(fā)明創(chuàng)造。

如圖1、2、3所示，薄壁行星架8包括第一行星架81和第二行星架82，第一行星架81和第二行星架82為獨(dú)立的個(gè)體，第一行星架81和第二行星架82通過焊接連接在一起。第一行星架81包括設(shè)置成一體的圓柱體811和第一架板812，圓柱體811的中部加工有與圓柱體811同軸心設(shè)置的花鍵孔b，花鍵孔b內(nèi)設(shè)置有內(nèi)花鍵?；ㄦI孔b設(shè)置在圓柱體811的一端，花鍵孔b以外的圓柱體811中部加工有基準(zhǔn)孔a，基準(zhǔn)孔a與圓柱體811同軸心。

如圖1、2、3所示，第一架板812為環(huán)形結(jié)構(gòu)，第一架板812設(shè)置在圓柱體811遠(yuǎn)離花鍵孔b的一端，第一架板812與圓柱體811同軸心，第一架板812的外徑大于圓柱體811的外徑。第二行星架82設(shè)置在靠近設(shè)置有花鍵孔b的圓柱體811的一端，第二行星架82包括環(huán)形的第二架板821，靠近第二架板821的外圓周壁的第二架板821靠近第一架板812的端面上設(shè)置有朝向第一架板812延伸的固接板822，固接板822是沖壓成型的。固接板822與第二架板821垂直，固接板822的數(shù)量有四個(gè)，固接板822圍繞著第二架板821的軸線均勻分布。第一架板812的外圓周壁與固接板822靠近第一架板812的側(cè)壁焊接。

如圖1、2、3所示，固接板822與固接板822之間的第一架板812與第二架板821之間的空隙放置行星輪，相應(yīng)的固接板822與固接板822之間的第一架板812與第二架板821上設(shè)置有放置行星輪軸的行星輪軸軸孔，第一架板812上的行星輪軸軸孔為盲孔8121，第二架板821上的行星輪軸軸孔為通孔8211，盲孔8121與通孔8211同軸心設(shè)置。

本發(fā)明創(chuàng)造提出了一種用于加工薄壁行星架8的夾具：

如圖4、5所示，一種用于加工薄壁行星架8的夾具包括底板1、定位套9、壓爪11、定位裝置。定位套9的下端設(shè)置有一體設(shè)計(jì)的突出于下端面的定位圓柱91，定位圓柱91的外徑小于定位套9的外徑，定位圓柱91與定位套9同軸心設(shè)置。底座的中部開有與定位圓柱91配合的安裝孔101，定位圓柱91位于安裝孔101內(nèi)，定位圓柱91側(cè)部的定位套9的下端面與底板1的上端面接觸，定位套9上開有三個(gè)均勻分布的螺紋沉孔93，定位套9與底板1通過螺栓固接。

如圖4所示，定位裝置設(shè)置在定位套9側(cè)部的底板1上。定位裝置包括定位座4和定位柱5，定位座4的下端設(shè)置有墊塊3，墊塊3固定在底板1上。定位柱5與定位座4垂直設(shè)置，定位柱5穿過定位座4的上部，定位柱5能在定位座4上水平滑動(dòng)。定位柱5的長度方向位于薄壁行星架8的徑向方向上，定位柱5遠(yuǎn)離定位套9的一端設(shè)置有限位塊501，定位柱5的另外一端設(shè)置有用于安裝定位銷6的定位柱定位孔502，定位柱定位孔502的軸線與定位柱5的軸線垂直，定位柱定位孔502的軸線與定位柱5的軸線相交。使用時(shí)，定位銷6依次穿過薄壁行星架8和定位柱定位孔502，將薄壁行星架8進(jìn)行定位。定位銷6的下端與薄壁行星架8的盲孔8121的端面抵接。

如圖6所示，定位套9的軸線方向的中部開有貫穿定位套9的定位孔92，定位孔92為臺(tái)階孔，定位孔92的上部為過渡部921，定位孔92的下部為與芯軸7配合的配合部922。定位套9的上端面設(shè)置有環(huán)形突起94。定心用的花鍵芯軸7設(shè)計(jì)采用分段配合設(shè)計(jì)，有效控制了芯軸7的同軸度。如圖7所示，芯軸7包括芯軸上部71、芯軸下部73、和芯軸中部72，芯軸上部71為手持部，芯軸上部71的外壁上設(shè)置有滾花。芯軸下部73為光滑的圓柱體，芯軸下部73與定位孔92的配合部922配合，芯軸下部73與配合部922的配合間隙為0.005mm。芯軸中部72為與花鍵孔b配合的花鍵段，花鍵段的上部設(shè)置有與花鍵孔b配合的花鍵721，花鍵721設(shè)置有錐度，花鍵721的小頭端靠近芯軸下部73，花鍵721的大頭端靠近芯軸上部71，芯軸中部72的外徑大于芯軸下部73的外徑，芯軸中部72與花鍵孔b配合，花鍵721的錐度設(shè)計(jì)成1:20，這樣與花鍵孔b形成無間隙配合，更好的保證工件的花鍵孔與34mm的基準(zhǔn)孔a在加工中的同軸度。

如圖1、2所示，壓爪11的數(shù)量為四個(gè)，壓爪11通過油缸連接板2固定在底板1上，壓爪11圍繞著定位套9的圓周均勻的分布，壓爪11的壓板將薄壁行星架8壓緊時(shí)，待加工的行星軸孔露在外部，以方便加工。油缸連接板2與底板1之間通過螺栓固定，油缸連接板2與底板1之間間隔設(shè)置有三個(gè)o形密封圈12，o形密封圈12與o形密封圈12之間分別設(shè)置有壓爪11的鎖緊用油槽油路102和松開用油槽油路103。壓爪11為轉(zhuǎn)角油缸結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)角油缸采用雙作用右旋90度轉(zhuǎn)角油缸，壓力大約為0.5-7(mpa)。

如圖1所示，由于第二架板821的厚度比較薄，如果壓爪11直接壓在第二架板821上，第二架板821很容易發(fā)生變形，第二架板821變形后，會(huì)影響通孔8211的加工精度，所以同時(shí)設(shè)計(jì)了與工件配合的壓套10。壓套10為圓環(huán)形套筒，第二架板821上開有與壓套10配合的環(huán)形開口，第一架板812上開有與壓套10配合的環(huán)形槽8122，壓緊時(shí)，壓套10的下端抵頂在環(huán)形槽8122內(nèi)。工作時(shí)，壓套10放在工件上，壓爪11的壓板壓在壓套10上，壓套10與工件的解觸面和定位面與工件的接觸面一一對應(yīng)，以防止壓緊變形。

盲孔8121與通孔8211分別相對于基準(zhǔn)孔a的位置度為0.05、全跳動(dòng)為0.05；盲孔8121與通孔8211的規(guī)格為φ8(+0.015，0)，基準(zhǔn)孔a的規(guī)格為φ34(+0.025，0)。

基準(zhǔn)孔a、盲孔8121、通孔8211現(xiàn)有的加工方法為：

(1)首先加工單件時(shí)，將第一行星架81的基準(zhǔn)孔a與花鍵孔b加工到成品尺寸，粗加工4個(gè)盲孔8121至6.8mm，然后將第二行星架82也粗加工四個(gè)通孔8211至6.8mm；

(2)將第一行星架81的盲孔8121和第二行星架82的通孔8211對齊，然后將第一行星架81與第二行星架82焊接；

(3)用液壓夾具漲緊基準(zhǔn)孔a,然后用盲孔8121端端面定位，將第一行星架81上的盲孔8121加工成8mm孔，將第二行星架82上的通孔8211加工成8mm通孔8211；

(4)加工8mm孔時(shí)，用兩把刀加工，先用銑刀精銑至孔徑7.8mm，然后鏜刀精鏜到8mm。

上述加工方法存在的問題點(diǎn)：

a、因夾具的重復(fù)定位精度及基準(zhǔn)孔a的自身精度,材料的變形的影響，盲孔8121與通孔8211的位置度0.05保證困難，不能100％合格，次品率高；

b、因第一行星架81和第二行星架82材料不一致,造成在鏜孔時(shí)盲孔8121與通孔8211直徑不一致,并且孔徑不穩(wěn)定。

本發(fā)明創(chuàng)造中改進(jìn)的工藝流程和方法為：

a、首先在第一行星架81單件加工時(shí)，將基準(zhǔn)孔a不加工到成品尺寸，焊接組合后鉆鏜孔時(shí)再加工到成品尺寸；

b、改變組件鉆鏜孔時(shí)的夾具定位及夾緊基準(zhǔn)。

具體的就是改變傳統(tǒng)思維模式，由原來夾具漲緊基準(zhǔn)孔a后，再加工4個(gè)φ8mm孔，改為以花鍵大徑定心(利用插入式花鍵721塞規(guī)定心)，盲孔8121端面定位，行星架端面壓緊的加工方式。

改進(jìn)后的加工步驟：

(1)首先加工單件時(shí)，將花鍵孔b加工到成品，將第一行星架81的基準(zhǔn)孔a粗加工，粗加工四個(gè)盲孔8121，然后將第二行星架82也粗加工四個(gè)通孔8211；

(2)將第一行星架81的盲孔8121和第二行星架82的通孔8211對齊，然后將第一行星架81與第二行星架82焊接；

(3)將工件放置在定位套9上，第一行星架81的端面與定位套9的端面接觸，利用盲孔8121的端面進(jìn)行定位，用定位銷6依次穿過通孔8211、定位柱定位孔502，定位銷6的端部與盲孔8121的端部抵接；

(4)用芯軸7將該工件定心：芯軸7穿過工件，芯軸中部72與花鍵孔b配合，芯軸下部73深入到定位孔92的配合部922內(nèi)；

(5)壓套10放在工件上，壓爪11的壓板壓在壓套10上，壓爪11將工件壓緊后將插入式芯軸7和定位銷6拔出；

(6)采用反刀將基準(zhǔn)孔a進(jìn)行精鏜孔，然后加工四個(gè)盲孔8121和四個(gè)通孔8211至成品。

最后的步驟(6)中同時(shí)對加工8mm孔的刀具進(jìn)行了優(yōu)化，最后工步添加了一把鉸刀進(jìn)行加工，保證上下孔的一致性及成品圖紙要求。

改進(jìn)后加工工藝加工出來的工件的位置度報(bào)告如圖8，改進(jìn)后加工工藝的優(yōu)點(diǎn)：一次裝夾，將基準(zhǔn)孔a與4個(gè)行星軸軸孔加工出來，位置度100％可以控制在0.05以內(nèi)，而且采用插入式芯軸7的定心，使之花鍵孔與基準(zhǔn)孔a的跳動(dòng)關(guān)系，也可保證。

綜上所述，加工薄壁行星架8需要注意的是：

(1)、薄壁異形焊接件，在加工行星輪軸軸孔過程中對刀具的選型及加工工步的組合性很高，應(yīng)充分考慮工件的材料及變形；

(2)、位置度要求嚴(yán)格的產(chǎn)品，在選擇加工工藝過程中，因盡量選擇，位置度的評(píng)價(jià)基準(zhǔn)與被加工孔，一次加工出來，避免累計(jì)誤差造成的位置度不合格，從而影響裝配質(zhì)量。

(3)、工藝路線的確定要充分考慮技術(shù)經(jīng)濟(jì)性。

以上所述僅為本發(fā)明創(chuàng)造的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明創(chuàng)造，凡在本發(fā)明創(chuàng)造的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明創(chuàng)造的保護(hù)范圍之內(nèi)。