[实用新型]用于箱体或壳体类零件的基准偏差补偿式加工系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种箱体或壳体类零件的加工系统，具体地，涉及一种箱体或壳体类零件加工过程中用于箱体或壳体类零件的基准偏差补偿式加工系统。 

背景技术

在机械加工中经常需要加工箱体或壳体类零件，例如发动机缸体、发动机缸盖、油底壳、曲轴箱、齿轮壳等，这些零件的加工一般具有一个通用的主定位基准，在加工过程中应当尽可能地采用主定位基准对箱体或壳体类零件进行定位装夹，以使得机加工过程中的定位基准保持统一，减小加工误差。但是，在箱体或壳体类零件加工过程中不可避免地会出现一些待加工结构不适合采用主定位基准进行定位的情形，例如待加工结构需要形成在主定位基准的主要定位基面上，此时往往需要采用过渡定位基准进行定位装夹。为了说明问题，以下主要以发动机缸体的加工为例进行说明。 

发动机缸体作为发动机零部件的主要安装载体，其上形成有多个安装面和安装孔。发动机缸体在加工过程中涉及相对复杂的加工工艺，大致的加工流程如下：粗加工顶平面、底面→精加工定位基准（即底面、两定位销孔）→粗精加工前、后端面→第一次镗缸孔、铣瓦座两侧面等→各深孔加工→第二次镗缸孔→缸体六个面的孔、凸台等的加工→缸孔粗镗、珩磨加工→精铣顶平面→成品。公知地，在发动机缸体的加工过程中遵循六点定位原则，理想地，其应当采用一面二销进行定位，即应当利用缸体底面（油底壳安装面）及底面上的两个定位销作为主定位基准，来完成缸体的大部分粗加工工序和全部精加工工序，这种定位方法保证了理论上的六点定位原则，即平面三点、 圆柱销二点、菱形销一点。 

但是，上述发动机缸体的加工流程，不同的生产厂家根据自身的生产实践情况会存在变化。普遍地，由于专业的发动机生产厂家大多具有自身的外部协作厂家，发动机缸体的部分加工工序（尤其是粗加工工序）常常由外部协作厂家完成，这使得通过主定位基准来完成缸体的大部分粗加工工序和全部精加工工序存在困难。 

具体地，例如，目前本申请人具有两条发动机缸体生产线，每条发动机生产线均采用加工中心（例如德国Cross Huller公司的Star500型卧式加工中心，其为四轴联动设计，通用性较强）和专用机床进行组合生产。加工中心负责一些轻载的粗加工，如钻孔攻丝等，专用机床负责关键部位的加工，如曲轴、缸孔、顶面等部位的半精加工和精加工。其中，发动机缸体的重载粗加工全部由外协厂家进行外委加工，如缸孔粗加工、曲轴孔及开档面粗加工等。为了避免基准转换误差，外委的主要项目加工时所用的定位基准主要为公知的发动机缸体加工的主定位基准，即缸体底面（即油底壳安装面）和底面上的两个定位销孔，因而缸体底面和底面上的两个定位销孔也需要外委加工。但是，发动机缸体底部除了底面及定位销孔需要加工外，还常常需要加工喷油嘴安装孔、润滑油孔等，在外部协作厂家将缸体半成品送达后，这些缸体底面上的孔需要由申请人通过加工中心自行加工，这必然涉及到发动机缸体在加工中心上的定位装夹，由于需要加工的孔位于发动机缸体的底面上，因此在加工这些项目时就很难采用上述正常的“一面二销”的主定位基准。 

为解决上述问题，普遍的作法是在发动机缸体上的其它侧面上形成一个过渡基准，例如在发动机缸体的排气侧侧面上形成作为定位基面的工艺凸台，然后用这个过渡基准进行定位，来加工发动机缸体底部的项目，例如润滑油孔等。在此情形下，由于实际上采用过渡基准进行定位，缸体上形成的 主定位基准（即“一面两销”）并不实际起到定位作用。 

具体地，适当参见图1所示，例如在加工中心上加工时，发动机缸体以过渡基准作为实际定位基准通过夹具定位夹紧，夹具上的定位元件与发动机缸体上构成过渡基准的基面形成的过渡基准零点表示为WZP1，机床坐标系零点表示为MZP。在加工中心B轴（即转动平台）转角为180度时，工件底面朝向机床主轴，此时假定WZP1在机床X、Y、Z三个方向上相对于机床坐标系零点MZP的距离分别为212.5mm、380mm、-83mm。在此情形下，假定需要在缸体底面上钻一个孔，孔号为H6001，该孔在X、Y两个方向上距离过渡基准零点WZP1分别为-255.5mm、235mm，孔口在Z方向距离WZP1的距离为383mm。此时，在加工中心上进行加工的传统加工工艺具体如下，为帮助理解给出了加工中心采用的加工程序，其中加工中心采用通用的Simens（西门子）数控系统（对于本领域技术人员公知地，下述的加工程序中分号后为具体程序语句的注释语，仅帮助阅读调试程序，并不为加工中心执行）： 

第一，设置加工孔H6001时的坐标系，将坐标零点由机床零点MZP偏移到过渡基准零点WZP1。