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行业领域

高端装备制造产业

需求背景

挂车轴是汽车车辆的重要零部件，全国主要生产厂家近百家，年产销180余万件。本课题旨在解决车轴制造行业长期存在的工艺流程长、效率低、精度低、难以自动化等难题，为车轴制造行业提供整体解决方案和全自动化制造设备。实现汽车挂车轴高精、高效的复合加工。汽车挂车轴制造系统分为三个子系统进行研制：

    汽车挂车轴制造工艺系统，通过对现行挂车轴加工工艺的分析研究，研制四种挂车轴加工系列机床，研发集中加工工艺，以满足各种挂车轴产品、不同制造工艺的要求。

    汽车挂车轴制造机床系统，通过机床总体方案设计、机床自动化及智能化等关键技术的研究、关键部件的研发，达到工艺集成度高、生产效率高、自动化程度高的目标，实现机床加工过程自动监控、远程故障诊断、生产状态集中管理。显著提升挂车轴的制造技术。

    汽车挂车轴制造夹具系统，研究满足不同车轴加工的夹持方式及制造技术要求，研制径向油缸驱动自定心和浮动夹具，满足粗、精加工及自动化的要求。

需解决的主要技术难题

1、汽车挂车轴制造工艺系统

    拟对不同种类挂车轴的加工工艺复合化进行研究，所研发的工艺应满足：①、不同类型车轴的加工，包括实体方轴、空心圆轴、空心方轴、美式车轴、德式车轴及刹车底板等；②、不同工艺的加工，包括轴端表面不需淬火处理、轴端表面经毫克能处理或经淬火处理，轴端表面经磨削加工或精车成品等。

2、汽车挂车轴制造机床系统的研制

①、机床总体方案设计研究

②、关键部件的研发：轴肩测量装置的研发、高精度尾架的研发

、主轴托料装置的研发、托料、送料装置的研发。

③、关键技术的研究：夹持基准转换的研究、自动输送料装置的研发、机床自动化及智能化应用技术研究。

3、汽车挂车轴制造夹具系统的研制

针对不同夹持方式及相应的技术要求，研制不同的夹具，满足机床制造系统的要求。

①、大扭矩自定心夹具

采用本公司独有的径向油缸驱动自定心卡爪式夹具技术，通过中间驱动实现大扭矩车削

②、大行程夹具的研发

为实现装夹基准转换功能，副主轴箱夹具卡爪行程须达到65mm

③、浮动夹具的研发

当采用轴端表面精车成品工艺，两端轴颈同轴度需达到***以内。浮动夹具夹持轴体毛坯面，应减小作用轴体径向力，减少零件变形。

期望实现的主要技术目标

针对挂车轴不同加工工艺的需求，拟开发四种挂车轴数控车床。通过先进的制造技术及控制技术，完成工艺集成度高、精度高、效率高、自动化程度高、适应性强的汽车挂车轴制造系统的研制，显著提升挂车轴的制造水平。性能指标如下。

1、机型1机床：将实现装夹基准自动转换，一次上料完成零件两个工步的全部加工。

2、机型2、3机床：对轴端需热处理车轴，可两序分别完成热处理前、后两端的全部加工。

3、机型4机床：通过一次装夹可同时完成车轴两端底板侧面的加工，主轴与尾架双顶尖将工件定位，主轴端部浮动夹具夹持轴端传递扭矩，双端同时车削，直径加工范围φ180-φ480。 配自动上下料装置实现全自动加工。

4、大扭矩主轴输出：机床为双刀架两端同时加工，通过主轴箱卡爪式夹具夹持轴体，驱动零件旋转并传递切削扭矩。主轴输出额定扭矩可达747Nm。

5、大扭矩自定心夹具、浮动夹具：主轴箱夹具为径向油缸驱动四爪自定心或浮动夹持，将满足各种车轴的夹持，油缸夹持压力2Mpa，夹持力达12700N，保证车削所需扭矩。浮动夹具卡爪单独接触工件的作用力≤1270 N。

6、轴端加工部位壁厚均匀：通过以轴端轴承位或底板位作为夹持基准以及测量凸肩的轴向位置，共同保证轴端加工部位壁厚均匀，达到图纸要求。

7、自动输送料的高效、宽适用范围及可靠性

处理进度