一种助力转向电机壳体的专机装置及其加工方法

1.一种助力转向电机壳体的专机装置，其特征在于，其包括：基座、设置在该基座上按顺时针方向设置的9个工序、以及位于相邻两个工序之间的操作位置，其中，9个工序分别为：第一工序、第二工序、第三工序、第四工序、第五工序、第六工序、第七工序、第八工序、以及第九工序，所述操作位置位于第一工序和第九工序之间；其中，第一工序、第二工序和第三工序均设有下工位加工、中工位加工和上工位加工，第四工序、第五工序、第六工序、第七工序、第八工序和第九工序均设有下工位加工和上工位加工；还包括与所述基座平行设置的中层基座、支撑该基座和中层基座的基板支撑柱、固定在中层基座上的转塔、固定在该基座上且用于支撑转塔的转塔基座、以及位于中层基座上的工装夹具，产品由所述工装夹具夹紧，在某一工序上加工完成的产品由所述转塔输送至相邻下一工序进行加工；还包括位于对产品进行下工位加工的下工位、对产品进行上工位加工的上工位、以及对产品进行中工位加工的中工位；在第一工序、第二工序和第三工序中，下工位固定在基座上，中工位固定在下工位上，上工位固定在中层基座上；在第四工序、第五工序、第六工序、第七工序、第八工序和第九工序中，下工位固定在基座上，上工位固定在中层基座上；固定在所述中层基座上的上工位垫板、第一异步电机、与该第一异步电机连接的第一齿轮变速箱，与该第一齿轮变速箱连接的第一动力头、以及与该第一动力头连接的上工位刀具，产品与该上工位刀具相对设置；所述上工位还包括：安装在所述上工位垫板上的上工位横向导轨、安装在该上工位横向导轨上的上工位横向滑座、与该上工位横向滑座连接的上工位横向丝轴、与该上工位横向丝轴连接的第三伺服电机、与该上工位横向滑座安装的上工位导向基座、与该上工位导向基座安装的上工位纵向导轨、与该上工位纵向导轨安装的上工位纵向滑座、与该上工位纵向滑座连接的上工位纵向丝轴、与该上工位纵向丝轴连接的第一伺服电机；其中，所述第一动力头安装于所述上工位纵向滑座上。
2.根据权利要求1所述的专机装置，其特征在于：所述中工位包括：第二伺服电机、第四伺服电机、中工位导轨、中工位滑座、中工位安装基座、第二动力头、以及中工位刀具；其中，所述中工位安装基座安装于所述下工位上；中工位滑座安装于中工位导轨上；第四伺服电机与中工位滑座连接；第二伺服电机与第二动力头连接；中工位刀具安装于第二动力头上。
3.根据权利要求1所述的专机装置，其特征在于：所述下工位包括：固定在基座上的下工位垫板、第二异步电机、第五伺服电机、第六伺服电机、下工位滑座、第一下工位导轨基座、第二下工位导轨基座、第三动力头、下工位导轨、第二齿轮变速箱、以及下工位刀具，其中，第一下工位导轨基座安装于下工位垫板上；第二下工位导轨基座安装于第一下工位导轨基座上；第五伺服电机与第一下工位导轨基座连接；第一下工位导轨基座与下工位导轨连接；第六伺服电机与下工位导轨连接；第三动力头安装于下工位滑座上；第二齿轮变速箱安装连接第三动力头上；第二异步电机与第二齿轮变速箱连接安装；下工位刀具安装于第三动力头上。
4.根据权利要求2所述的专机装置，其特征在于：所述中工位安装基座安装于所述下工位的下工位导轨上。
5.根据权利要求1-4任一所述专机装置的加工方法，包括如下步骤：
第一步：操作人员站在操作位置；
第二步：产品依次放入各个工序，产品经工装夹具夹紧；
第三步：产品抵达第一工序的位置；
第三步，具体如下步骤：
A、下工位的第五伺服电机驱动下工位滑座移动至设定坐标，此时，第二异步电机启动，通过第二齿轮变速箱传递一定转速至第二动力头，下工位刀具加工产品内腔；
B、中工位的第四伺服电机使中工位滑座沿中工位导轨移动至设定坐标，第二伺服电机传递一定转速至第二动力头，中工位刀具加工产品侧面；
C、上工位的第三伺服电机和第一伺服电机分别驱动上工位横向滑座和上工位纵向滑座至设定坐标位置，第一异步电机输入一定转速至第一齿轮变速箱，第一齿轮变速箱输出一定转速至第一动力头，第一动力头带动上工位刀具，上工位刀具加工产品上面；
第四步：至此完成第一工序的加工，转塔转动将第一工序的完成的产品送至第二工序位置，同时第九工序结束加工，成品出来。
6.根据权利要求5所述的加工方法，其特征在于，所述第三步的每一工序的工位均为同时进行，即，以上A、B、C动作均同时进行。

一种助力转向电机壳体的专机装置及其加工方法\n技术领域\n[0001] 本发明属于机械加工机床技术领域，尤其涉及一种助力转向电机壳体的专机装置及其加工方法。\n背景技术\n[0002] 伴随各种设备零部件的制造精度要求的日益提升，快速装夹、多工位、多工序、以及低成本的机械加工手段已成为企业具备高竞争力的重要特性。\n[0003] 电动助力转向系统(Electric Power Steering，缩写EPS)是一种直接依靠电机提供辅助扭矩的动力转向系统，与传统的液压助力转向系统HPS(Hydraulic Power Steering)相比，EPS系统具有很多优点。EPS主要由扭矩传感器、车速传感器、电动机、减速机构和电子控制单元(ECU)等组成。\n发明内容\n[0004] 本发明的目的在于提供一种节约制造成本、提高产品的过程能力、改善产品质量的助力转向电机壳体的专机装置及其加工方法。\n[0005] 本发明提供一种助力转向电机壳体的专机装置，其包括：基座、设置在该基座上按顺时针方向设置的9个工序、以及位于相邻两个工序之间的操作位置，其中，9个工序分别为：第一工序、第二工序、第三工序、第四工序、第五工序、第六工序、第七工序、第八工序、以及第九工序，所述操作位置位于第一工序和第九工序之间；其中，第一工序、第二工序和第三工序均设有下工位加工、中工位加工和上工位加工，第四工序、第五工序、第六工序、第七工序、第八工序和第九工序均设有下工位加工和上工位加工。\n[0006] 优选地，还包括与所述基座平行设置的中层基座、支撑该基座和中层基座的基板支撑柱、固定在中层基座上的转塔、固定在该基座上且用于支撑转塔的转塔基座、以及位于中层基座上的工装夹具，产品由所述工装夹具夹紧，在某一工序上加工完成的产品由所述转塔输送至相邻下一工序进行加工。\n[0007] 优选地，还包括位于对产品进行下工位加工的下工位、对产品进行上工位加工的上工位、以及对产品进行中工位加工的中工位；在第一工序、第二工序和第三工序中，下工位固定在基座上，中工位固定在下工位上，上工位固定在中层基座上；在第四工序、第五工序、第六工序、第七工序、第八工序和第九工序中，下工位固定在基座上，上工位固定在中层基座上。\n[0008] 优选地，所述上工位包括：固定在所述中层基座上的上工位垫板、第一异步电机、与该第一异步电机连接的第一齿轮变速箱，与该第一齿轮变速箱连接的第一动力头、以及与该第一动力头连接的上工位刀具，产品与该上工位刀具相对设置。\n[0009] 优选地，所述上工位还包括：安装在所述上工位垫板上的上工位横向导轨、安装在该上工位横向导轨上的上工位横向滑座、与该上工位横向滑座连接的上工位横向丝轴、与该上工位横向丝轴连接的第三伺服电机、与该上工位横向滑座安装的上工位导向基座、与该上工位导向基座安装的上工位纵向导轨、与该上工位纵向导轨安装的上工位纵向滑座、与该上工位纵向滑座连接的上工位纵向丝轴、与该上工位纵向丝轴连接的第一伺服电机；\n其中，所述第一动力头安装于所述上工位纵向滑座上。\n[0010] 优选地，所述中工位包括：第二伺服电机、第四伺服电机、中工位导轨、中工位滑座、中工位安装基座、第二动力头、以及中工位刀具；其中，所述中工位安装基座安装于所述下工位上；中工位滑座安装于中工位导轨上；第四伺服电机与中工位滑座连接；第二伺服电机与第二动力头连接；中工位刀具安装于第二动力头上。\n[0011] 优选地，所述下工位包括：固定在基座上的下工位垫板、第二异步电机、第五伺服电机、第六伺服电机、下工位滑座、第一下工位导轨基座、第二下工位导轨基座、第三动力头、下工位导轨、第二齿轮变速箱、以及下工位刀具，其中，第一下工位导轨基座安装于下工位垫板上；第二下工位导轨基座安装于第一下工位导轨基座上；第五伺服电机与第一下工位导轨基座连接；第一下工位导轨基座与下工位导轨连接；第六伺服电机与下工位导轨连接；第三动力头安装于下工位滑座上；第二齿轮变速箱安装连接第三动力头上；第二异步电机与第二齿轮变速箱连接安装；下工位刀具安装于第三动力头上。\n[0012] 优选地，所述中工位安装基座安装于所述下工位的下工位导轨上。\n[0013] 本发明还提供一种加工方法，包括如下步骤：\n[0014] 第一步：操作人员站在操作位置；\n[0015] 第二步：产品依次放入各个工序，产品经工装夹具夹紧；\n[0016] 第三步：产品抵达第一工序的位置；\n[0017] 第三步，具体如下步骤：\n[0018] A、下工位的第五伺服电机驱动下工位滑座移动至设定坐标，此时，第二异步电机启动，通过第二齿轮变速箱传递一定转速至第二动力头，下工位刀具加工产品内腔；\n[0019] B、中工位的第四伺服电机使中工位滑座沿中工位导轨移动至设定坐标，第二伺服电机传递一定转速至第二动力头，中工位刀具加工产品侧面；\n[0020] C、上工位的第三伺服电机和第一伺服电机分别驱动上工位横向滑座和上工位纵向滑座至设定坐标位置，第一异步电机输入一定转速至第一齿轮变速箱，第一齿轮变速箱输出一定转速至第一动力头，第一动力头带动上工位刀具，上工位刀具加工产品上面；\n[0021] 第四步：至此完成第一工序的加工，转塔转动将第一工序的完成的产品送至第二工序位置，同时第九工序结束加工，成品出来。\n[0022] 优选地，所述第三步的每一工序的工位均为同时进行，即，以上A、B、C动作均同时进行。\n[0023] 本发明对加工薄壁铝压铸产品制造过程的一次性能&效益的提升，本发明该具有节约制造成本、提高产品的过程能力、改善产品质量等3项技术优势；本发明缩短产品CNC 加工时间；提升成品的合格率；减少产品装夹时间。\n附图说明\n[0024] 图1为助力转向电机壳体的专机装置的结构示意图；\n[0025] 图2为图1所示专机装置的上工位的结构示意图；\n[0026] 图3为图1所示专机装置的中工位的结构示意图；\n[0027] 图4为图1所示专机装置的下工位的结构示意图；\n[0028] 图5为图2至图4所示上工位、中工位和下工位组装的结构示意图。\n具体实施方式\n[0029] 下面结合附图和实施例对本发明进行进一步说明。\n[0030] 本发明一种助力转向电机壳体的专机装置，为一种用于筒状形状的特殊产品所涉及的一款多工位、多主轴、多工序同步进行的高精度加工制造设备。本专机装置与普通加工机床相比，其在加工循环时间上能够节省90％的工作时间，每班能够连续产出4800pcs 成品件。\n[0031] 薄壁产品指的是薄壁铝压铸产品，如筒状的电动助力转向的电机壳体。\n[0032] 本发明属于电脑数字控制(CNC)机械加工机床/薄壁铝压铸零部件加工制造工艺。\n[0033] 如图1所示，本专机装置包括基座51、设置在该基座51上按顺时针方向设置的9 个工序、以及位于相邻两个工序之间的操作位置43，其中，9个工序分别为：第一工序 44、第二工序、第三工序、第四工序、第五工序、第六工序、第七工序、第八工序、以及第九工序42，操作位置43位于第一工序44和第九工序42之间。\n[0034] 第一工序44、第二工序和第三工序均设有下工位加工、中工位加工和上工位加工，第四工序、第五工序、第六工序、第七工序、第八工序和第九工序42均设有下工位加工和上工位加工。\n[0035] 其中，本专机装置还包括位于对产品进行下工位加工的下工位300、对产品进行上工位加工的上工位100、以及对产品进行中工位加工的中工位200。\n[0036] 如图2所示为上工位100的结构示意图，上工位100包括：上工位垫板32、第一异步电机10、第一伺服电机9、第三伺服电机1、上工位横向滑座2、上工位横向丝轴3、上工位横向导轨4、上工位纵向丝轴5、上工位纵向导轨6、上工位导向基座7、上工位纵向滑座8、第一齿轮变速箱11、第一动力头12、以及上工位刀具13，筒状的电机壳体14与上工位刀具13相对设置。\n[0037] 上工位100的各部件的连接方式为：上工位垫板32使用螺丝连接于中层基板35上；\n上工位横向导轨4安装于上工位垫板32上；上工位横向滑座2安装于上工位横向导轨4 上；\n第三伺服电机1与上工位横向丝轴3连接，以用于驱动；上工位横向丝轴3与上工位横向滑座\n2连接，上工位横向丝轴3传动，驱动上工位横向滑座2移动；上工位导向基座7安装于上工位横向滑座2上；上工位纵向导轨6安装于上工位纵向基座7上；第一伺服电机9与上工位纵向丝轴5连接；上工位纵向滑座8安装于上工位纵向导轨6上，上工位纵向滑座8在上工位纵向导轨6上滑动；上工位纵向丝轴5连接于上工位纵向滑座8的底部，用于传动；第一动力头12安装于上工位纵向滑座8上；第一齿轮变速箱 11安装连接与第一动力头12上；第一异步电机10与第一齿轮变速箱11连接安装；上工位刀具13安装于第一动力头12上；电机壳体14在工装夹具33上定位夹紧。\n[0038] 其中，上工位100用于加工电机壳体14上面。\n[0039] 如图3所示为中工位200的结构示意图，中工位200包括：第二伺服电机19、第四伺服电机18、中工位导轨17、中工位滑座16、中工位安装基座15、第二动力头20、以及中工位刀具21，电机壳体14与中工位刀具21相对设置。\n[0040] 中工位200的各部件的连接方式为：中工位安装基座15安装于下工位的下工位导轨28上；中工位滑座16安装于中工位导轨17上；第四伺服电机18通过丝轴(图未示) 与中工位滑座16连接；第二伺服电机19与第二动力头20连接安装；中工位刀具21安装于第二动力头20上；电机壳体14在工装夹具33上定位夹紧。\n[0041] 如图4所示为下工位300的结构示意图，下工位300包括：下工位垫板38、第二异步电机30、第五伺服电机24、第六伺服电机23、下工位滑座22、第一下工位导轨基座 25、第二下工位导轨基座27、第三动力头26、下工位导轨28、第二齿轮变速箱31、以及下工位刀具29，电机壳体14与下工位刀具29相对设置。\n[0042] 下工位300的各部件的连接方式为：下工位垫板38使用螺丝连接于基座51上；第一下工位导轨基座25安装于下工位垫板38上；第二下工位导轨基座27安装于第一下工位导轨基座25上；第五伺服电机24与第一下工位导轨基座25连接，驱动第一下工位导轨基座25移动；第一下工位导轨基座25与下工位导轨28连接；第六伺服电机23 与下工位导轨28连接，驱动下工位导轨28移动；第三动力头26安装于下工位滑座22 上；第二齿轮变速箱31安装连接与第三动力头26上；第二异步电机30与第二齿轮变速箱31连接安装；下工位刀具29安装于第三动力头26上；电机壳体14在工装夹具33 上定位夹紧。\n[0043] 如图5所示，本专机装置还包括：基座51、与该基座51平行设置的中层基座35、支撑该基座51和中层基座35的基板支撑柱37、固定在中层基座35上的转塔34、固定在该基座51上且用于支撑转塔34的转塔基座36、以及位于中层基座35上的工装夹具 33，电机壳体14由工装夹具33夹紧，在某一工序上加工完成的产品由该转塔34输送至相邻下一工序进行加工。\n[0044] 由于第一工序44、第二工序和第三工序均设有下工位加工、中工位加工和上工位加工，故在第一工序44、第二工序和第三工序中，下工位300固定在基座51上，中工位 200固定在下工位300上，上工位100固定在中层基座35上，下工位300加工电机壳体 14内腔，中工位200加工电极壳体14侧面，上工位100加工电机壳体14上面。\n[0045] 由于第四工序、第五工序、第六工序、第七工序、第八工序和第九工序42均设有下工位加工和上工位加工，故在第四工序、第五工序、第六工序、第七工序、第八工序和第九工序42中，下工位300固定在基座51上，上工位100固定在中层基座35上，下工位300加工电机壳体14内腔，上工位100加工电机壳体14上面。\n[0046] 本发明加工方法，包括如下步骤：\n[0047] 第一步：操作人员站在操作位置43；\n[0048] 第二步：电机壳体14依次放入各个工序，电机壳体14经工装夹具33夹紧；\n[0049] 第三步：电机壳体14抵达第一工序44的位置；\n[0050] 第三步，具体如下步骤：\n[0051] A、下工位的第五伺服电机24驱动下工位滑座22移动至设定坐标，此时，第二异步电机30启动，通过第二齿轮变速箱31传递一定转速至第二动力头26，下工位刀具 29加工电机壳体14内腔；\n[0052] B、中工位的第四伺服电机18驱动丝轴使中工位滑座16沿中工位导轨17移动至设定坐标，第二伺服电机19传递一定转速至第二动力头20，中工位刀具21加工电极壳体 14侧面；\n[0053] C、上工位的第三伺服电机1和第一伺服电机9分别驱动上工位横向滑座2和上工位纵向滑座8至设定坐标位置，第一异步电机10输入一定转速至第一齿轮变速箱11，第一齿轮变速箱11输出一定转速至第一动力头12，第一动力头12带动上工位刀具13，上工位刀具13加工电机壳体14上面；\n[0054] 每一工序的工位均为同时进行，即，以上A、B、C动作均同时进行。\n[0055] 第四步：至此完成第一工序的加工，转塔34转动将第一工序的完成的产品送至第二工序位置，同时第九工序结束加工，成品出来。\n[0056] 经过第一工序至第九工序完成一件成品件的加工。\n[0057] 本发明对加工薄壁铝压铸产品制造过程的一次性能&效益的提升，本发明该具有节约制造成本、提高产品的过程能力、改善产品质量等3项技术优势；本发明缩短产品CNC 加工时间；提升成品的合格率；减少产品装夹时间。\n[0058] 以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本发明的保护范围。