底盘零件在加工中心的柔性生产

车桥是汽车底盘的关键部件之一，它具有承载、减速增扭和制动住车等多项功能。丹东曙光重型车桥公司是生产大、中型客车车桥的专业厂家，产品涵盖大、中型客车和铰接客车，主要为黄海客车公司、福田汽车等客车生产厂配套。由于客车车桥的生产呈多品种、小批量的特性，因此，重型车桥在满足功能的同时，更要立足于车桥关键零部件实现柔性化生产，即通过加工中心的刀具库及自动换刀装置和更换工装等方面，按照相对应工件的加工程序，实现在一条生产线上进行多品种产品的生产。我公司分别建有轮毂生产线、主减速器壳体生产线、差速器壳体生产线及桥壳生产线等主要的机加工生产线。由于在各条生产线设计时充分考虑到客车车桥市场品种多样性的需求及产品更新换代速度快的特点，使得各机加生产线在实际生产中能够迅速地缩短重桥产品的生产和试制周期，有效满足客车市场的需求。

　　图2  HM630加工中心刀具库

　　结合生产实际，下面以主减速器壳体生产线为例，从后桥主减速器壳体自身系列的零件和重桥以外不同的底盘零件在加工中心上的相互切换两大方面进行对照说明。

　　重桥系列主减速器壳体在加工中心上的加工

　　主减速器壳是后桥总成中壳体类件的关键零件之一，其加工精度和效率直接影响后桥总成的质量和按期交付。下面以重桥10.5t主减速器壳（图号：2402813-40H）和12t主减速器壳（图号：2402815-01）在卧式加工中心的加工为例做以介绍（如表1）。

　　表1  重桥主减速器壳在卧式加工中心加工对照表

　　刀具库是加工中心上的一套完整系统，具备存储刀具和输送刀具的功能。HM630数控加工中心刀具的输送采用链式结构，能够根据加工程序指令把加工使用的刀具输送到与换刀机械手相对应的工位。HM630数控加工中心的刀具库共有42个刀位，例如，铣刀位、镗刀位和螺纹刀位等。这样容量的刀具库既能储存通用刀具，又能储存专用刀具，使之能够满足同类零件及不同零件加工对刀具的需求，实现各种零件在HM630设备上的产品加工切换，大大提高了零件的加工柔性。可以说刀具库是加工中心实现柔性加工的关键系统，是提高柔性加工的基础。

　　在刀具库实现上述配置的基础上，HM630加工中心通过机械手实现刀具转换。如前所述，刀具库按照加工程序指令把加工使用的刀具输送到与换刀机械手相对应的工位，此时机械手按照程序指令（如T1 M6）到刀具库对应的位置取出T1号刀具，机械手转换到加工中心主轴对应位置后，将上一个工步的刀具从主轴取下，旋转180后把本工步的刀具装入主轴，然后将上一个工步的刀具放回刀具库的原工位。机械手自身在180方向有2个刀具工位，使从刀具库取出刀具、到主轴更换刀具以及把上个工步的刀具放回刀具库的整个过程一次完成，确保了加工中心刀具转换的过程连续、高效和准确。

　　图3  HM630加工中心换刀机械手和主轴

　　加工程序是柔性加工的核心和控制系统，通过数字化控制单元，按照零件图纸和加工工艺的要求，完成每个工步的加工，实现本道工序的加工。

　　综上所例，在HM630加工中心上通过刀具的配置和转换，按照相对应的加工程序，对10.5t和12t的后桥主减速器壳进行加工，实现了同类零件在卧式加工中心上的相互切换。

　　发动机横梁在加工中心上的加工

　　数控加工中心不仅能够在同类产品系列中切换加工产品，也能够在不同的产品间实现加工转换。例如，2007年3月，黄海客车公司急需生产一批DD6181客车用的发动机横梁，该零件要求精度高、结构复杂且加工难度大，需铣斜面和在斜面钻孔等工序。整车厂先后在外地找过几家加工方，不仅加工成本高，而且供货周期长，保证不了交付。通过与我公司的沟通和技术确认，最终确定该件利用重桥的数控加工中心进行加工。在HM630卧式加工中心上，刀具库的配置和刀具的转换过程如前所述，只是根据零件的不同在刀具库中重新配置相应的加工刀具。发动机横梁的关键工序是铣平面和钻孔工序，根据图纸的要求需铣30°平面，并在该平面上加工中心距为130±0.2mm的φ19mm的孔（如表2中工序简图）。

　　表2  发动机横梁在卧式加工中心加工实例

　　加工后的发动机横梁各部位尺寸均满足设计要求，而且加工一致性好。根据整车厂要求提前完成了该批量的生产任务，累计生产320件，确保了按期交付。

　　结语

　　从上述汽车底盘零件主减速器壳及发动机横梁在卧式加工中心上加工的具体实例中可以看出，随着现代数控加工技术的迅猛发展，加工中心的广泛应用不仅能够有效地提高零部件加工精度和产品的一致性，而且通过工装、刀具的配置和程序控制，与传统的加工相比能够进一步加速不同产品间的加工切换，为产品的设计研发、更新换代以及提高生产效率、满足市场需求等诸方面展示了广阔的发展前景。