一种变速器壳体加工的定位方法

摘要

本发明公开了一种变速器壳体加工的定位方法，首先将壳体的两个轴承孔定位在加工平台上的下基准定位销和下转动限位销上，而壳体有一个浮动支撑装置浮动支撑；然后将上基准定位销和上转动限位销适配在壳体上侧壁的轴承孔内，从而调整壳体状态，浮动支撑装置则自动调整各支撑点的支撑高度以紧密抵靠壳体的初始定位面；接着固定浮动支撑装置各支撑点的高度，使壳体得以稳固支撑；移开上基准定位销和上转动限位销，即可开始加工壳体上的轴承孔以及结合面，该结合面以及轴承孔即成为后续加工时的基准定位面和基准定位孔。本发明可显著地提高变速器壳体加工时轴承孔的同轴度，进而降低加工余量的不均匀性，显著改善壳体的加工精度。

权利要求

1.一种变速器壳体加工的定位方法，所述壳体（7）相互平行的下侧壁和上侧壁上分别具有若干上下位置相对应的轴承孔，下侧壁上的其中二个轴承孔按次序依次称为第一轴承孔、第二轴承孔，上侧壁上的其中二个轴承孔按次序依次称为第一轴承孔、第二轴承孔，下侧壁上的第一轴承孔和上侧壁上的第一轴承孔相对应，下侧壁上的第二轴承孔和上侧壁上的第二轴承孔相对应，其特征是，包括如下步骤：a. 将所述壳体（7）放置到一个具有浮动支撑装置（6）的加工平台（1）上，所述浮动支撑装置（6）的若干支撑点高度可浮动地支撑在所述壳体（7）的下侧壁上，所述下侧壁上的第一、第二轴承孔分别适配在所述加工平台（1）上的一个下基准定位销（2）以及一个下转动限位销（3）上；

b. 向下移动设置在所述加工平台（1）上方与所述下基准定位销（2）同轴的上基准定位销（4）以及和所述下转动限位销（3）同轴的上转动限位销（5），使所述上基准定位销（4）和所述上转动限位销（5）适配在所述壳体（7）上侧壁上对应的第一、第二轴承孔内，从而使所述上侧壁上的第一、第二轴承孔和下侧壁上的第一、第二轴承孔之间分别保持同轴并垂直于所述加工平台（1）表面；

c. 固定所述浮动支撑装置（6）各支撑点的高度，同时夹紧所述壳体（7）；

d. 向上移动所述上基准定位销（4）以及所述上转动限位销（5），加工所述壳体（7）上侧壁上的各轴承孔以及所述壳体（7）上和所述轴承孔相垂直的一个结合面；

e. 翻转所述壳体（7），用所述结合面和所述壳体（7）上侧壁上的第一、第二轴承孔定位所述壳体（7），并使所述壳体（7）固定在所述加工平台（1）上，完成所述壳体（7）下侧壁上各轴承孔以及其余部分的加工。

2.根据权利要求1所述的一种变速器壳体加工的定位方法，其特征是，所述上基准定位销（4）、所述下基准定位销（2）呈圆锥形，所述上转动限位销（5）、所述下转动限位销（3）的横截面呈菱形，并且所述菱形的两个长对角线上的顶点与所述基准定位销的轴心之间的距离相等。

3.根据权利要求1或2所述的一种变速器壳体加工的定位方法，其特征是，所述浮动支撑装置（6）包括若干竖直地设置在所述加工平台（1）下面的支撑油缸（61）以及一个截止阀（62），所述支撑油缸（61）向上的活塞杆端部设有支撑块（611），所述支撑油缸（61）的缸体下部设有与所述缸体下部的工作腔连通的同步油管（63），所述截止阀（62）包括阀体（621）以及可转动地适配在所述阀体（621）内的阀芯（622），所述阀体（621）的外表面上设有与所述支撑油缸（61）数量相等且延伸至所述阀芯（622）的外进油孔（623），所述阀芯（622）内设有轴向的储油腔（625），所述阀芯（622）的圆周面上对应各所述外进油孔（623）的位置分别设有贯通所述储油腔（625）的内进油孔（624），所述支撑油缸（61）的所述同步油管（63）与所述截止阀（62）上其中一个所述外进油孔（623）相连接，所述阀芯（622）的一端设有穿出所述阀体（621）的转动杆（64），所述转动杆（64）与所述阀体（621）之间设有转动角度限位结构。

4.根据权利要求3所述的一种变速器壳体加工的定位方法，其特征是，所述转动角度限位结构包括铰接在所述转动杆（64）上伸出所述阀体（621）的外端部的横杆（65），在所述横杆（65）和所述转动杆（64）的铰接处设有扭簧，所述扭簧驱动所述横杆（65）靠向所述阀体（621）端面，在所述横杆（65）的外端设有垂直于所述横杆（65）的限位杆（66），所述阀体（621）端面间隔地设有两个与所述限位杆（66）适配的限位孔（626），当所述限位杆（66）卡位在第一个所述限位孔（626）内时，所述内进油孔（624）和所述外进油孔（623）连通，当所述限位杆（66）卡位在第二个所述限位孔（626）内时，所述内进油孔（624）和所述外进油孔（623）错位。

说明书

一种变速器壳体加工的定位方法

技术领域

[0001] 本发明涉及汽车制造技术领域，尤其是涉及一种汽车变速器外壳机加工时的定位方法。

背景技术

[0002] 汽车变速器壳体为形状复杂的铝合金铸件，通常是先铸造形成一个坯件，然后采用自动化生产线进行后续的机械加工。为了确保机械加工精度和质量，在进行机械加工时需要对被加工的壳体进行定位。由于变速器壳体具有外形尺寸大、形状复杂的特点，相应地，其平面加工精度比孔的加工精度容易保证，因此，在加工变速器壳体时，人们通常会先选定一个较大的毛坯表面作为基本定位面，并在该基本定位面的边缘设置若干个工艺搭子。当开始加工时，壳体的基本定位面放置在机加工平台上，工艺搭子配合基本定位面使被加工的壳体得以定位，同时，工艺搭子还可用于加工时对壳体的夹紧。此时即可先加工壳体上与基本定位面平行的一个结合面，并同时加工出两个与结合面垂直的轴孔，这样，在进行后续加工时，即可利用上述已加工完成的结合面以及轴孔进行精确定位。例如，在中国专利文献上公开的“一种壳体加工方法”，公布号为CN102366878A，包括如下步骤：进料检验；钻铣凹面及销孔，在CNC 加工中心上加工，以正面毛坯定位；铣窗口，在CNC 加工中心B 轴上加工，以凹平面及孔定位；钻攻正面，在CNC 加工中心上加工，以凹平面、销孔定位，压侧壁凸台；成品检验，采用空气量仪，CMM，轮廓仪，粗糙度量仪等先进检具；包装入库，经成品检验合格的产品，定量装框，并用防潮膜封好后入库。上述壳体的加工方法就是通过先钻铣加工一个凹面及销孔，从而可在后续加工时以该凹面及销孔为定位基准。然而变速器壳体在机加工时采用此类定位方法存在如下问题：首先，变速器壳体上具有若干轴承孔，轴承孔是分设于壳体上两个相互平行的侧壁上的，因而分设于两个侧壁上对应的轴承孔之间需要具有很高的同轴度，同时相对于与其垂直的壳体表面的结合面需要具有很高的垂直度。壳体在开始加工用于后续加工定位用的一个定位面以及定位轴孔时，会同时加工出上侧壁上的轴承孔，由于所采用的基本定位面是壳体毛坯件上的一个与轴承孔相垂直的平面，而铸造成型的毛坯件不可避免地会存在较大的尺寸和形状偏差，因而上述基本定位面与变速器壳体上的轴承孔会产生一定的垂直度误差，也就是说，壳体以该基本定位面定位时，与该定位面相垂直的轴承孔会产生偏斜。特别是，基本定位面表面极易出现局部的不规则凸起，这样，壳体以该基本定位面定位时，其轴承孔便会产生更大的偏斜，从而使壳体两个平行的侧壁上的轴承孔之间会产生较大的同轴度误差以及和定位面之间的垂直度误差。这样，一方面，在加工后续加工用的定位面以及轴承孔时会造成加工余量的不均匀，进而影响加工精度；另一方面，在后续加工壳体另一侧壁上的轴承孔时，由于此时是用前面已经加工好的定位面和定位轴孔定位的，因而，会使两个侧壁上的轴承孔之间的同轴度误差增大。

发明内容

[0003] 本发明的目的在于解决现有的变速器壳体加工定位方法所存在的加工余量不均匀从而影响加工精度、以及轴承孔的同轴度难以保证的问题，提供一种变速器壳体加工的定位方法，可显著地提高轴承孔的同轴度，降低加工余量的不均匀性，改善壳体的加工精度。

[0004] 为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

[0005] 一种变速器壳体加工的定位方法，所述壳体的两个相互平行的下侧壁和上侧壁上分别具有若干上下位置相对应的轴承孔，其特征是，包括如下步骤：

[0006] a. 将所述壳体放置到一个具有浮动支撑装置的加工平台上，所述浮动支撑装置的若干支撑点高度可浮动地支撑在所述壳体的下侧壁上，所述下侧壁上的二个轴承孔分别适配在所述加工平台上的一个下基准定位销以及一个下转动限位销上；

[0007] b. 向下移动设置在所述加工平台上方与所述下基准定位销同轴的上基准定位销以及和所述下转动限位销同轴的上转动限位销，使所述上基准定位销和所述上转动限位销适配在所述壳体上侧壁上对应的二个轴承孔内，从而使所述上侧壁上的二个所述轴承孔和下侧壁上的二个所述轴承孔之间分别保持同轴并垂直于所述加工平台表面；

[0008] c. 固定所述浮动支撑装置各支撑点的高度，同时夹紧所述壳体；

[0009] d. 向上移动所述上基准定位销以及所述上转动限位销，加工所述壳体上侧壁上的各轴承孔以及所述壳体上和所述轴承孔相垂直的一个结合面；

[0010] e. 翻转所述壳体，用所述结合面和所述壳体上侧壁上的二个所述轴承孔定位所述壳体，并使所述壳体固定在所述加工平台上，完成所述壳体下侧壁上各轴承孔以及其余部分的加工。

[0011] 由于铸造构成的壳体其侧壁与轴承孔不可避免地会存在一定的垂直度误差，而壳体上的轴承孔的加工精度要求较高，因此，本发明选择壳体上的轴承孔作为定位基准孔，并选定壳体上与轴承孔相垂直的下侧壁作为初始定位面，以实现壳体的初始定位。为了确保上、下侧壁上轴承孔的同轴度，本发明采用浮动支撑装置支撑壳体的下侧壁，这样，当壳体放置到加工平台上时，下基准定位销和下转动限位销首先使壳体在XY平面内定位，而此时的下侧壁处于浮动状态，然后通过上基准定位销和上转动限位销使壳体上下侧壁上的轴承孔同轴，而浮动支撑装置各支撑点的高度则跟随调整并固定，从而可确保固定后的壳体在加工时上、下侧壁的轴承孔垂直于加工平台，并可加工形成一个与上、下侧壁的轴承孔具有较高垂直度的基准定位面。这样，轴承孔和基准定位面即可用于后续加工过程的定位，从而确保上、下侧壁的轴承孔的同轴度，以及轴承孔和结合面之间的垂直度。另外，由于取消了工艺搭子，因此可减轻变速器壳体的重量，有利于整车的轻量化。

[0012] 作为优选，所述上基准定位销、所述下基准定位销呈圆锥形，所述上转动限位销、所述下转动限位销的横截面呈菱形，并且所述菱形的两个长对角线上的顶点与所述基准定位销的轴心之间的距离相等。

[0013] 圆锥形的上、下基准定位销有利于其进入轴承孔内并自动精确定位，而菱形的上、下转动限位销既可限制壳体围绕上、下基准定位销转动，从而实现在XY平面内的定位，同时可避免因第一、第二轴承孔之间孔间距的误差而造成的定位困难。

[0014] 作为优选，所述浮动支撑装置包括若干竖直地设置在所述加工平台下面的支撑油缸以及一个截止阀，所述支撑油缸向上的活塞杆端部设有支撑块，所述支撑油缸的缸体下部设有与所述缸体下部的工作腔连通的同步油管，所述截止阀包括阀体以及可转动地适配在所述阀体内的阀芯，所述阀体的外表面上设有与所述支撑油缸数量相等且延伸至所述阀芯的外进油孔，所述阀芯内设有轴向的储油腔，所述阀芯的圆周面上对应各所述外进油孔的位置分别设有贯通所述储油腔的内进油孔，所述支撑油缸的所述同步油管与所述截止阀上其中一个所述外进油孔相连接，所述阀芯的一端设有穿出所述阀体的转动杆，所述转动杆与所述阀体之间设有转动角度限位结构。

[0015] 本发明采用若干支撑油缸支撑壳体，当截止阀的内、外进油孔处于导通位置时，各支撑油缸的工作腔之间可通过截止阀相互连通，从而形成压力一致的浮动支撑。这样，支撑在浮动支撑装置的支撑块上的壳体可自由地摆动，因而可通过上、下基准定位销和上、下转动限位销使壳体轻松地摆正。此时再通过转动角度限位结构转动转动杆使截止阀关闭，各支撑油缸的工作腔之间相互隔开而独立，从而可固定支撑油缸的活塞杆，进而固定各支撑块的高度，使壳体得以可靠的定位。特别是，各个支撑块都可紧密地支撑壳体的下侧面，使得壳体支撑时的稳定性、可靠性显著提高，并可消除壳体下侧面的凹凸对定位精度造成的影响。

[0016] 作为优选，所述转动角度限位结构包括铰接在所述转动杆上伸出所述阀体的外端部的横杆，在所述横杆和所述转动杆的铰接处设有扭簧，所述扭簧驱动所述横杆靠向所述阀体端面，在所述横杆的外端设有垂直于所述横杆的限位杆，所述阀体端面间隔地设有两个与所述限位杆适配的限位孔，当所述限位杆卡位在第一个所述限位孔内时，所述内进油孔和所述外进油孔连通，当所述限位杆卡位在第二个所述限位孔内时，所述内进油孔和所述外进油孔错位。

[0017] 借助于扭簧的弹力，横杆端部的限位杆可靠地卡位在其中阀体端面的一个限位孔内，从而使阀芯保持在导通位置或截止位置。当我们需要改变阀芯的位置时，只需向外拉动限位杆，即可使横杆在阀芯的轴向平面内转动，此时的限位杆与限位孔脱离；然后我们可通过横杆带动转动杆转动，进而驱动阀芯转动，使阀芯从一个位置转动到另一个位置；我们再将限位杆插入另一个限位孔内，即可使阀芯固定在一个新的位置上。由于限位杆和横杆同时具有手柄的作用，因而可降低转动阀芯时的工作强度。

[0018] 因此，本发明具有如下有益效果：可显著地提高变速器壳体加工时轴承孔的同轴度，进而降低加工余量的不均匀性，显著改善壳体的加工精度。

附图说明

[0019] 图1是本发明的壳体在定位状态的一种结构示意图。

[0020] 图2是下基准定位销和下转动限位销的结构示意图。

[0021] 图3是截止阀的横截面视图。

[0022] 图中：1、加工平台 2、下基准定位销 3、下转动限位销 4、上基准定位销 5、上转动限位销 6、浮动支撑装置 61、支撑油缸 611、支撑块 62、截止阀 621、阀体 622、阀芯 623、外进油孔 624、内进油孔 625、储油腔 626、限位孔 63、同步油管 64、转动杆 65、横杆 66、限位杆 7、壳体 71、第一轴承孔 72、第二轴承孔。

具体实施方式

[0023] 下面结合附图与具体实施方式对本发明做进一步的描述。

[0024] 一种变速器壳体加工的定位方法，其中变速器壳体的两个相互平行的下侧壁和上侧壁上分别具有若干相对应的轴承孔，为便于描述，我们将变速器壳体简称为壳体，同时将壳体上需要与其他部件等连接装配的平面称为结合面，而下侧壁和上侧壁上相互对应的轴承孔则按次序依次称为第一轴承孔、第二轴承孔等，也就是说，下侧壁上的第一轴承孔和上侧壁上的第一轴承孔相对应，下侧壁上的第二轴承孔和上侧壁上的第二轴承孔相对应。具体包括如下步骤：

[0025] 第一步、如图1所示，先选定壳体7上与轴承孔相垂直的下侧壁作为初始定位面，将壳体吊装并放置到一个具有浮动支撑装置6的加工平台1上。为了便于壳体在加工平台上的定位，我们可在加工平台上设置高出加工平台表面的一个下基准定位销2和一个下转动限位销3，吊装并放置到加工平台上的壳体上初始定位面上的的第一轴承孔71适配在下基准定位销上，初始定位面上的另一个第二轴承孔72则定位在下转动限位销上，以避免壳体的转动，从而实现壳体在XY平面内的定位。需要说明的是，如图1、图2所示，我们可将下基准定位销端部制成圆锥形，从而便于下基准定位销进入到第一轴承孔内；而下转动限位销则可制成横截面呈菱形的杆件，并且该菱形的两个长对角线上的顶点与基准定位销的轴心之间的距离相等。这样，当我们将壳体吊装并放置到加工平台上时，第一轴承孔适配在下基准定位销上实现基本定位，而进入第二轴承孔菱形的下转动限位销的两个长对角线的侧边则适配在第二轴承孔内，从而避免壳体围绕下基准定位销转动。当第一、第二轴承孔之间的中心距出现一定的偏差时，菱形的下转动限位销仍然可进入到第二轴承孔内。

[0026] 如图1、图3所示，加工平台上的浮动支撑装置6包括若干竖直地固定设置在加工平台下面的支撑油缸61、以及一个可集中控制各支撑油缸油路的截止阀62，支撑油缸为单作用液压缸，其缸体下部为注有液压油的工作腔，每个支撑油缸竖直向上的活塞杆端部设置一个用于支撑壳体的支撑块611，每个支撑块即构成支撑壳体的一个支撑点，浮动支撑装置的各支撑点支撑在初始定位面上，支撑油缸的缸体下部则连接有与缸体下部的工作腔连通的同步油管63。此外，截止阀包括一个圆筒状的阀体621以及可转动地适配在阀体内圆柱形的阀芯622，阀芯内设置一个轴向的储油腔625。同时，为了便于阀芯的加工，我们可在阀芯上的一个端面设置沿轴向向内延伸的凹腔，同时在凹腔的开口端设置一个密封端盖，从而即可形成一个封口的储油腔。阀体的外表面上设置数量与支撑油缸数量相等的外进油孔623，外进油孔径向地向内延伸至阀芯。同时在阀芯的圆周面上对应各外进油孔的位置分别设置一个贯通储油腔的内进油孔624，并且各支撑油缸的同步油管依次与阀体的各外进油孔相连接。这样，各个支撑油缸的工作腔通过同步油管、外进油孔、内进油孔以及储油腔相互连通，此时的阀芯处于导通位置，各支撑点的高度随着所受到压力的大小而自动升降；

[0027] 第二步、向下移动设置在加工平台上方的上基准定位销4以及上转动限位销5，使上基准定位销适配在壳体上侧壁上对应的一个第一轴承孔内，上转动限位销适配在壳体上侧壁上对应的一个第二轴承孔内，从而使壳体的状态得以校正。当然，上基准定位销应与下基准定位销同轴设置，而上转动限位销应与下转动限位销同轴设置。此时上侧壁和下侧壁上的第一轴承孔之间、上侧壁和下侧壁上的第二轴承孔之间即可保持同轴并垂直于加工平台表面，而浮动支撑装置中的各支撑油缸则自动调整各支撑点的支撑高度以紧密抵靠壳体的初始定位面；

[0028] 第三步、当我们转动阀芯时，浮动支撑装置中的截止阀上内、外进油孔相互错位而截至，此时的阀芯处于截止位置，各支撑油缸的工作腔相互隔离并且封闭，因此，支撑油缸的工作腔不能被压缩，活塞杆不能升降，从而使各支撑点的高度固定，壳体即可得到稳定可靠的支撑，与此同时将壳体夹紧。

[0029] 为了便于转动阀芯，我们可在阀芯远离密封端盖的一端同轴地设置一根穿出阀体的转动杆64，同时在转动杆与阀体之间设置转动角度限位结构，以便使阀芯能准确地定位在导通位置或者截止位置。具体地，转动角度限位结构包括横向地铰接在转动杆上伸出阀体的外端部的一根横杆65，横杆与转动杆之间大致呈垂直状态，在横杆和转动杆的铰接处设置扭簧，从而使横杆在扭簧驱动下靠向阀体端面一侧。此外，在横杆的外端设置一根垂直于横杆的限位杆66，并且在阀体端面间隔地设置两个与限位杆适配的限位孔626。这样，当限位杆卡位在第一个限位孔内时，阀芯处于导通位置；当我们向外拉动限位杆时，限位杆与第一个限位孔分离，我们即可通过限位杆和横杆带动转动杆转动，进而使阀芯转动至截止位置，此时将限位杆卡位在第二个限位孔内，依靠扭簧的作用，即可使限位杆稳固可靠地卡位在第二个限位孔内，避免其自动向外脱出，而阀芯则处于截止位置。进一步地，限位杆与限位孔配合的一端可制成圆锥形，从而便于其进入限位孔内，并且限位杆的另一端可穿出横杆，并在其穿出横杆部分套设一个转动套，这样，我们握住转动套拉出限位杆，并轻松地带动横杆、转动杆转动；

[0030] 第四步、向上移动上基准定位销以及上转动限位销，此时即可开始加工壳体上侧壁上的各轴承孔以及壳体上和轴承孔相垂直的一个结合面，该结合面即成为后续加工时的基准定位面，上侧壁上的第一、第二轴承孔即成为后续加工时的基准定位孔；

[0031] 第五步、用基准定位面和基准定位孔定位壳体，并使壳体固定在加工平台上，即可开始壳体下侧壁上各轴承孔以及其余部分的加工。

[0032] 需要说明的是，如果我们在加工中心上加工壳体，则第五步中可将壳体翻转后放置到加工平台上，此时上侧壁上的第一、第二轴承孔即可定位在加工平台的下基准定位销和下转动限位销上。此外，当开始第二个壳体的加工定位时，我们需要先将阀芯定位在导通位置，以便于实现壳体的浮动支撑。