一种高精度车轮辐板孔加工方法与流程

1.本发明属于车轮加工技术领域，更具体地说，是涉及一种高精度车轮辐板孔加工方法。


背景技术：

2.随着工业现代化水平和人类生活水平的不断提高，人类对铁路运输系统不断提出更高的要求，现代火车一次又一次的提速，直接考验着一个国家的综合实力。在国际竞争日益激烈的同时，铁路运输系统对火车车轮质量的要求也越来越高，车轮辐板孔是车轮加工的一个重要生产工序，按照车辆制造厂家要求，辐板孔加工后，车轮厂家可直接安装制动盘。近几年客户对车轮辐板孔要求越来越高，部分车轮孔径公差要求为0.016mm，达到6级精度、孔系位置度要求 0.1mm、r角粗糙度ra1.6。因此有必要对高精度车轮辐板孔加工工艺过程进行改进创新，提高辐板孔加工精度，而现有技术中，车轮辐板孔加工采用车削中心、摇臂钻床。而车削中心用于从毛坯正反二次装夹加工到成品，摇臂钻床适合加工位置度要求不高的吊装辐板孔，因此，现有技术中的设备的加工精度无法满足要求。


技术实现要素：

3.本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术的不足，提供一种步骤简单，应用自动测量技术在车轮制造方面，提升车轮辐板孔加工精度，并且确保加工过程中简化车轮装夹难度，且装夹定位可靠，改进刀具，从而全面提高加工质量和效率的高精度车轮辐板孔加工方法。
4.要解决以上所述的技术问题，本发明采取的技术方案为：
5.本发明为一种高精度车轮辐板孔加工方法，所述的高精度车轮辐板孔加工方法的加工步骤为：
6.s1.第一次雷尼绍基准建立，通过雷尼绍测头确定车轮的圆心坐标和加工基准面，对雷尼绍测头打表校验圆度，要求圆度误差小于2μm，排除雷尼绍测头的干扰；
7.s2.车轮辐板孔孔系粗加工；
8.s3.车轮辐板孔孔系倒角加工；
9.s4.第二次雷尼绍基准建立，和第一次雷尼绍基准建立的数据进行对比，误差超过0.05mm，需要再次进行雷尼绍基准建立测量，再次雷尼绍基准建立的测量结果和第二次雷尼绍基准建立误差较小，表明第一次雷尼绍基准建立的测量有误，将车轮三坐标检测；
10.s5.车轮辐板孔孔系精加工，完成高精度车轮辐板孔加工。
11.第一次雷尼绍基准建立后，记录车轮的圆心坐标，粗加工车轮辐板孔孔系。
12.第二次雷尼绍基准建立，和第一次雷尼绍基准建立的数据进行对比，误差超过0.05mm，需要再次进行雷尼绍基准建立测量，再次雷尼绍基准建立的测量结果和第一次雷尼绍基准建立误差较小，表明车轮内辋面有异物，清理干净重新测量，如果车轮发生位移，需检查液压系统是否存在故障，排除故障后再行加工。
13.所述的高精度车轮辐板孔加工车轮上料时，擦拭车轮基准平面，排除基准平面有异物的干扰；利用定柱吊将车轮移至加工工装上，同时超声波测厚仪测量辐板厚度，在控制部件里调整r角倒角刀长度。
14.所述的车轮辐板孔孔系粗加工时，孔系粗加工选择u钻或者黄冠钻，孔系精加工选择定镗孔，排除u钻或者黄冠钻定心不准造成的孔偏心，倒角加工选择整硬合金双面四刃刀具。
15.所述的四刃刀具将刃口加增10
°
的刃倾角度，减少接触已加工表面，四刃刀具采用硬质合金刀具，四刃刀具添加氮化钛(tin)涂层。
16.高精度车轮辐板孔加工时使用下压式液压加工工装定位车轮，定位工装包括工装底板1，工装底板1上设置一个固定液压压块2、三个可调节长度的活动液压压块3和一个液压推缸4。
17.加工工装卡紧定位车轮时，液压推缸4抵住车轮轮缘，三个活动液压压块3 压紧车轮辋面，完全定位，限制六个自由度，对车轮内辋面接触的垫铁5预先进行加工，排除垫铁5不平对加工精度的干扰。
18.车轮辐板厚度的公差是
±
0.3mm，每块车轮辐板厚度不一致，根据辐板厚度控制r角刀具的长度，使用超声波测厚仪加工前对每块车轮的厚度进行四点测量，和首件调试车轮进行辐板厚度比较，在根据厚度差调整r角刀具的长度，同时检查车轮辐板厚度尺寸是否加工正确。
19.采用本发明的技术方案，能得到以下的有益效果：
20.本发明所述的高精度车轮辐板孔加工方法，基于独特巧妙的构思，提出全新的技术方案。从车轮加工工艺流程来看，辐板加工是车轮加工的最后一道工序，因此，精辐板孔工序的质量将直接影响车轮加工的质量。为了克服现在工艺流程存在的缺陷与不足，本发明从各方面进行合理优化，提高加工精度，提高刀具的耐用度，提高产品的成品率，简化加工工序。本发明的方法，具有明显的实施效果：1、提升了高精度车轮辐板孔生产的工艺能力，具备加工更高精度等级的辐板孔车轮能力。2、建立了高精度辐板孔车轮生产的一整套标准流程，实现机床、来料、工装、工量具、控制手段等各要素的统筹安排。3、创新设计了加工准确，更换方便的整体硬质合金四刃双面r角倒角刀，提高加工合格率，缩短辅助时间，降低劳动强度。本发明所述的高精度车轮辐板孔加工方法，步骤简单，应用自动测量技术在车轮制造方面，提升车轮辐板孔加工精度，并且确保加工过程中简化车轮装夹难度，且装夹定位可靠，改进刀具，从而全面提高加工质量和效率。
附图说明
21.下面对本说明书各附图所表达的内容及图中的标记作出简要的说明：
22.图1为本发明所述的加工工装的结构示意图；
23.附图中标记分别为：1、工装底板；2、固定液压压块；3、活动液压压块； 4、液压推缸；5、垫铁。
具体实施方式
24.下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式如所涉及的各构
件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理等作进一步的详细说明：
25.如附图1所示，本发明为一种步骤简单，应用自动测量技术在车轮制造方面，提升车轮辐板孔加工精度，并且确保加工过程中简化车轮装夹难度，且装夹定位可靠，改进刀具，从而全面提高加工质量和效率的高精度车轮辐板孔加工方法。
26.要解决以上所述的技术问题，本发明采取的技术方案为：
27.本发明为一种高精度车轮辐板孔加工方法，所述的高精度车轮辐板孔加工方法的加工步骤为：s1.第一次雷尼绍基准建立，通过雷尼绍测头确定车轮的圆心坐标和加工基准面，对雷尼绍测头打表校验圆度，要求圆度误差小于2μm，排除雷尼绍测头的干扰；s2.车轮辐板孔孔系粗加工；s3.车轮辐板孔孔系倒角加工；s4.第二次雷尼绍基准建立，和第一次雷尼绍基准建立的数据进行对比，误差超过0.05mm，需要再次进行雷尼绍基准建立测量，再次雷尼绍基准建立的测量结果和第二次雷尼绍基准建立误差较小，表明第一次雷尼绍基准建立的测量有误，将车轮三坐标检测；s5.车轮辐板孔孔系精加工，完成高精度车轮辐板孔加工。上述步骤，针对现有技术中的不足，基于独特巧妙的构思，提出全新的技术方案。从车轮加工工艺流程来看，辐板加工是车轮加工的最后一道工序，因此，精辐板孔工序的质量将直接影响车轮加工的质量。为了克服现在工艺流程存在的缺陷与不足，本发明从各方面进行合理优化，提高加工精度，提高刀具的耐用度，提高产品的成品率，简化加工工序。本发明的方法，具有明显的实施效果：1、提升了高精度车轮辐板孔生产的工艺能力，具备加工更高精度等级的辐板孔车轮能力。2、建立了高精度辐板孔车轮生产的一整套标准流程，实现机床、来料、工装、工量具、控制手段等各要素的统筹安排。3、创新设计了加工准确，更换方便的整体硬质合金四刃双面r角倒角刀，提高加工合格率，缩短辅助时间，降低劳动强度。本发明所述的高精度车轮辐板孔加工方法，应用自动测量技术在车轮制造方面，提升车轮辐板孔加工精度，并且确保加工过程中简化车轮装夹难度，且装夹定位可靠，改进刀具，从而全面提高加工质量和效率。
28.第一次雷尼绍基准建立后，记录车轮的圆心坐标，粗加工车轮辐板孔孔系。第二次雷尼绍基准建立，和第一次雷尼绍基准建立的数据进行对比，误差超过 0.05mm，需要再次进行雷尼绍基准建立测量，再次雷尼绍基准建立的测量结果和第一次雷尼绍基准建立误差较小，表明车轮内辋面有异物，清理干净重新测量，如果车轮发生位移，需检查液压系统是否存在故障，排除故障后再行加工。与此同时，精加工必须使用雷尼绍测头二次找正的圆心坐标，排除粗加工造成的车轮微变形和移动。加工结束后雷尼绍测头对首孔测量圆心坐标和孔径，起到了校验的作用，方便操作人员控制加工尺寸和产品质量。
29.所述的高精度车轮辐板孔加工车轮上料时，擦拭车轮基准平面，排除基准平面有异物的干扰；利用定柱吊将车轮移至加工工装上，同时超声波测厚仪测量辐板厚度，在控制部件里调整r角倒角刀长度。
30.所述的车轮辐板孔孔系粗加工时，孔系粗加工选择u钻或者黄冠钻，孔系精加工选择定镗孔，排除u钻或者黄冠钻定心不准造成的孔偏心，倒角加工选择整硬合金双面四刃刀具。所述的四刃刀具将刃口加增10
°
的刃倾角度，减少接触已加工表面，四刃刀具采用硬质合金刀具，四刃刀具添加氮化钛(tin)涂层。通常加工过程中，选用焊接两刃倒角刀，刀具耐用度差，刀具需要频繁更换，高速加工时产生振动，刃口顶部易刮伤车轮辐板面，刃口侧部
易刮蹭辐板孔内壁，正反两面倒角时需翻转后再进行加工，重复定位误差与找正精度误差使得r角加工达不到要求，影响加工质量，r角粗糙度要求无法满足，加工成本高，加工效率低，产品报废率较高。因此，本发明有针对性地选择设计了一款带涂层的整体硬质合金四刃双面r角倒角刀。四刃刀具将刃口加增10
°
的刃倾角度，减少接触已加工表面。四刃刀具添加了tin涂层，使刀具刃口表面具有硬度高、耐磨性好、化学性能稳定、耐热耐氧化、摩擦因数小和热导率低等特性，使用后可比传统刀具提高刀具寿命3-5倍以上，切削速度提升20％-70％，提高加工精度0.5-1级。r角刀具要满足以下几点要求：1、刀具要保证高刚性，满足高速加工。2、在满足加工需求的同时，能够方便现场调试更换。
31.高精度车轮辐板孔加工时使用下压式液压加工工装定位车轮，定位工装包括工装底板1，工装底板1上设置一个固定液压压块2、三个可调节长度的活动液压压块3和一个液压推缸4。加工工装卡紧定位车轮时，液压推缸4抵住车轮轮缘，三个活动液压压块3压紧车轮辋面，完全定位，限制六个自由度，对车轮内辋面接触的垫铁5预先进行加工，排除垫铁5不平对加工精度的干扰。上述结构，加工时使用下压式液压加工工装，工装由一个固定液压压块，三个可调节长度的活动液压压块和一个液压推缸，卡紧时，液压推缸抵住车轮轮缘，液压压块压紧车轮辋面，完全定位，限制六个自由度，对内辋面接触的垫铁预先加工，排除垫铁不平的干扰。加工辐板时刀具不干涉液压压块，定位可靠，液压压持稳定，不同负载情况下，车轮位置均不发生变化，并且液压压块有一定的高度，高度约为300mm，调整高精度车轮辐板孔下倒角大小时，能够直接触摸倒角，方便观察。对机床垫铁自加工，排除垫铁不平的干扰。这样，有效实现车轮辐板孔的加工。
32.车轮辐板厚度的公差是
±
0.3mm，每块车轮辐板厚度不一致，根据辐板厚度控制r角刀具的长度，使用超声波测厚仪加工前对每块车轮的厚度进行四点测量，和首件调试车轮进行辐板厚度比较，根据厚度差调整r角刀具的长度，同时检查车轮辐板厚度尺寸是否加工正确。
33.本发明所述的高精度车轮辐板孔加工方法，基于独特巧妙的构思，提出全新的技术方案。从车轮加工工艺流程来看，辐板加工是车轮加工的最后一道工序，因此，精辐板孔工序的质量将直接影响车轮加工的质量。为了克服现在工艺流程存在的缺陷与不足，本发明从各方面进行合理优化，提高加工精度，提高刀具的耐用度，提高产品的成品率，简化加工工序。本发明的方法，具有明显的实施效果：1、提升了高精度车轮辐板孔生产的工艺能力，具备加工更高精度等级的辐板孔车轮能力。2、建立了高精度辐板孔车轮生产的一整套标准流程，实现机床、来料、工装、工量具、控制手段等各要素的统筹安排。3、创新设计了加工准确，更换方便的整体硬质合金四刃双面r角倒角刀，提高加工合格率，缩短辅助时间，降低劳动强度。本发明所述的高精度车轮辐板孔加工方法，步骤简单，应用自动测量技术在车轮制造方面，提升车轮辐板孔加工精度，并且确保加工过程中简化车轮装夹难度，且装夹定位可靠，改进刀具，从而全面提高加工质量和效率。
34.上面结合附图对本发明进行了示例性的描述，显然本发明具体的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其他场合的，均在本发明的保护范围内。