一种轻量化新能源重载车辆减速器壳体及其数控铣削加工夹具

本发明涉及减速器领域，具体涉及一种轻量化新能源重载车辆减速器壳体及其数控铣削加工夹具。

背景技术：

1、在新能源工程车辆、矿用卡车、港口牵引车等重载应用场景中，电驱动减速器作为动力传递的核心部件，其壳体不仅需要容纳和支撑高扭矩齿轮轴系，还需承受整车频繁启停、重载爬坡及恶劣路况带来的剧烈冲击载荷。为满足整车轻量化需求以提升续航里程，减速器壳体普遍采用薄壁化设计；同时，为便于齿轮轴系的装配与维护，壳体采用上壳体与下壳体分体式结构，分次独立加工后拼合组装。然而，薄壁化处理在带来减重收益的同时，也显著削弱了壳体自身的结构刚性，使其在数控铣削加工过程中表现出明显的弱刚性特征，易产生加工变形。

2、现在有中国专利文件公开号为cn206084472u的一种二级减速器箱体底面铣削夹紧装置，包括支座、设置于支座上的底板、用于对减速器箱体定位的定位机构和设置于底板上且用于压紧减速器箱体的压紧机构，定位机构包括设置于底板上的若干个支撑板，支撑板的顶面为用于与减速器箱体接触的平面。本实用新型的二级减速器箱体底面铣削夹紧装置，结构简单，操作方便，通过设置定位机构和压紧机构，即实现对减速器箱体的精确装夹，提高了轴承盖结合面的加工精度，也提高了装夹效率和压紧的可靠性，加工效率比较高，加工该产品的员工更是无需培训即可上岗操作。

3、上述现有技术虽然在一定程度上简化了装夹操作，但其并未针对轻量化薄壁壳体的加工变形问题提供有效解决方案。传统剖分式壳体为保证承载刚度，箱体壁厚往往偏大、自重较高，不利于整车的续航表现；而在追求轻量化的趋势下，若对壳体进行薄壁化处理，又会导致铣削后壳体刚性分布不均。此时若采用上述专利中的通用式支撑板与压紧机构进行装夹，由于支撑面为简单的平面且夹持力单一，极易在薄壁区域产生局部压陷或整体棱形化变形，导致加工精度难以保障，无法满足高精度减速器壳体的工艺要求。

4、为此这里提出了一种轻量化新能源重载车辆减速器壳体及其数控铣削加工夹具，以解决上述产生的问题。

技术实现思路

1、为了克服现有技术中为保证减速器壳体进行轻量化设计导致在实际铣削过程中加工精度难以保障的问题，本发明提供了一种轻量化新能源重载车辆减速器壳体及其数控铣削加工夹具。

2、本发明采用如下技术方案实现：

3、一种轻量化新能源重载车辆减速器壳体及其数控铣削加工夹具，包括基台，基台顶端设有平台，平台一侧设有主轴箱，主轴箱顶端设有调节头，调节头底端设有铣削刀头，调节头可灵活切换高度与角度使铣削刀头进行铣削，所述平台一侧设有第一位移部件，第一位移部件上连接有活动板，活动板上设有第二位移部件，第二位移部件上连接有放置板，第一位移部件驱动活动板调节相对位置，第二位移部件驱动放置板调节相对位置；

4、放置板上顶端中心位置设有定位部件，放置板顶端设有用于固定减速器壳体的侧壁夹紧组件，放置板顶端设置有用于压紧减速器壳体的顶部压紧组件，放置板顶端设置有用于辅助定位的抵接组件。

5、作为本发明的一种优选方案，第一位移部件包括调节柄与调节杆，调节杆位于基台顶部，调节柄设置在调节杆端部，调节杆上活动连接有活动块，活动块与调节杆滑动连接，活动块顶端与活动板固定连接，旋转调节柄带动调节杆转动，进而驱动活动块沿调节杆轴向滑动；

6、第二位移部件包括伺服电机，伺服电机位于活动板一端，伺服电机输出端设有丝杠，丝杠上螺纹连接有移动块，移动块顶端与放置板固定连接，伺服电机驱动丝杠转动，进而带动移动块及放置板沿丝杠轴向移动；

7、活动板两侧对称设置有滑轨，滑轨上滑动连接有滑块，滑块与活动板固定连接。

8、作为本发明的一种优选方案，定位部件包括对接台面，对接台面顶端对称设置有对接键，对接台面顶端四周设置有锁销。

9、作为本发明的一种优选方案，所述侧壁夹紧组件对称设置有多组，每组侧壁夹紧组件包括第一气缸，第一气缸安装至放置板一侧，第一气缸的输出端设有第一伸杆，第一伸杆端部设有侧板，侧板外侧可拆卸的设置有对接柄。

10、作为本发明的一种优选方案，所述顶部压紧组件设置有多组，每组顶部压紧组件包括第二气缸，第二气缸安装至放置板上方，第二气缸的输出端设有第二伸杆，第二伸杆端部设有压板。

11、作为本发明的一种优选方案，所述抵接组件对称设置有多组，抵接组件可调节角度进行夹持，抵接组件包括安装座，安装座固定在放置板顶端，安装座上铰接有活动座，活动座可绕铰接点旋转，活动座上铰接有角度座，角度座可绕铰接点调节倾斜角度；

12、角度座顶端设置有第三气缸，第三气缸的输出端设有第三伸杆，第三伸杆端部设有连接板，连接板外侧可拆卸的设置有抵接头。

13、作为本发明的一种优选方案，所述安装座上设置有用于固定旋转角度的卡柄，所述角度座上设置有用于固定倾斜角度的卡销。

14、一种轻量化新能源重载车辆减速器壳体及其数控铣削加工夹具加工方法，所述减速器壳体分为上壳体和下壳体两部分，上壳体与下壳体分次进行独立加工，上壳体与下壳体边缘四周均设有边缘条，边缘条侧壁中心设置有柄孔，边缘条端面边缘处设置有销孔，上壳体与下壳体底面均对称设置有锁键孔；

15、铣削成型后的上壳体底端设有上对接盖，铣削成型后的下壳体顶端设有下对接盖；所述上壳体与下壳体内壁作薄壁化处理，且内壁设有加强筋；

16、所述壳体的加工方法包括如下步骤：

17、s1、放置部件：上壳体与下壳体分别进行铣削，对铣削面进行去毛刺及清洁处理，下壳体放置在对接台面上并贴合，对接键插入锁键孔内，锁销卡入销孔，初步方向定位完成；

18、s2、侧边锁定：第一气缸驱动第一伸杆伸出，带动侧板及对接柄向中心侧移动，使对接柄抵接至柄孔，下壳体边缘位置锁定；

19、s3、顶端压紧：第二气缸驱动第二伸杆收缩，带动压板向下移动，压板压紧上壳体顶端，完成垂直方向固定；

20、s4、粗铣加工：旋转调节杆，驱动活动块沿调节杆轴向滑动至指定加工位置，伺服电机驱动丝杠转动，进而带动移动块及放置板沿丝杠轴向移动至铣削刀头下方，启动铣削刀头对下壳体结合面进行粗铣加工；

21、s5、精铣成型：铣削刀头在粗铣后退刀并切换至精铣刀具，对结合面进行精铣，在精铣前，顶部压紧组件实施适度卸力，侧壁夹紧组件保持底面定位约束全程不变，活动座绕铰接点旋转角度，角度座绕铰接点调节倾斜角度，第三气缸驱动第三伸杆伸出，带动抵接头贴合壳体侧面进行辅助支撑，铣削刀头对结合面进行精密切削；

22、s6、卸料：完成切削后铣削刀头退刀复位，此时伺服电机驱动丝杠旋转，使放置板移动至卸料工位，依次卸除抵接组件、压紧组件及侧壁夹紧组件，取出加工完成的下壳体，加工完毕；

23、s7、随后对上壳体重复上述s1至s6步骤，完成整体加工。

24、上对接盖与下对接盖对应位置设有插孔，插孔中设有定位销紧固，上壳体与下壳体装配后形成密封腔体，腔体内安装有传动机构；

25、上壳体两侧位置设有上侧齿口，下壳体两侧位置对应设有下侧齿口，所述上壳体与下壳体一侧设有主齿口，所述主齿口内设有轴承。

26、上壳体与下壳体内部可拆卸地设置有隔层，上壳体与下壳体内壁两侧设有扣槽，隔层外侧设置有卡扣，卡扣与扣槽配合实现隔层的快速安装；

27、上壳体与下壳体内底壁设有薄壁口，隔层底部设有与薄壁口相适配的填充块。

28、相比于现有技术，本发明的优点在于：

29、1.本发明在壳体内壁设置交叉加强筋，边缘处增设边缘条加强结构，有效分散载荷应力，避免应力集中。减轻壳体自重又保证壳体强度，同时采用可拆卸式内部隔层，通过卡扣与扣槽快速安装，利用填充块填平底壁口，消除空腔过大导致的刚性不足，避免材料冗余。该设计使壳体在大幅减薄壁厚实现轻量化的同时，保持优异的抗扭刚性和尺寸稳定性，解决了轻量化与结构强度难以兼顾的行业痛点。

30、2. 本发明采用底面贴合定位、侧面柔性锁定与顶端自适应压紧的组合夹具方案。利用对接键、锁销与锁键孔配合实现底面无干涉定位，避免基准面不平导致的装夹应力。侧壁夹紧组件通过第一气缸驱动对接柄伸入边缘条柄孔，利用边缘加厚区受力，避开薄壁敏感区域。顶部压紧组件以压板面接触壳体顶端非加工面，增大受力面积，在确保z轴固定的同时，避免局部压应力过大造成工件压陷或整体菱形畸变。

31、3. 本发明设置角度可调的抵接组件作为辅助支撑。精铣阶段侧壁夹紧组件适度卸力时，第三气缸驱动抵接头从壳体侧面主动支撑。活动座可旋转、角度座可倾斜，自适应不同轮廓曲率和倾斜角度的壳体侧壁，实现支撑点跟随刀具切削点的随动效果，将薄壁区域悬空跨度降至最低，极大增强工艺系统刚性，有效抑制让刀和再生颤振，显著提高结合面平面度和表面粗糙度质量。

32、4. 本发明采用粗铣、卸力、支撑、精铣的复合加工策略。粗铣完成后，侧壁夹紧组件和顶部压紧组件适度卸力，主动释放切削应力和装夹应力，允许壳体弹性回弹归位。随后在抵接组件背面刚性支撑状态下执行精铣，避免变形态下精加工导致的尺寸超差，消除残余应力对最终精度的影响，确保轴承孔同轴度和结合面平面度等关键尺寸达标。

33、5. 本发明通过横向调节杆与纵向伺服丝杠配合，构建二维调整平台。加工时精确调整壳体与铣削刀头相对位置，加工完成后伺服电机快速驱动放置板移至卸料工位。可拆卸对接柄和压板便于更换维修，适配不同型号壳体夹持，解决传统加工中频繁换型、手动调基准导致的低效率问题，适合新能源汽车零部件大批量高精度自动化生产。