一种发动机倒扣型面加工装置、方法及发动机倒扣型面与流程
本发明属于发动机加工领域，具体而言，涉及一种发动机倒扣型面加工装置、方法及发动机倒扣型面。
背景技术：
1、发动机缸体的设计过程中，往往需要将一些零部件的安装结构进行集成，在发动机缸体上设置倒扣型面结构，以达到结构紧凑和轻量化的目的，较为常见的就是起动机安装面和燃油泵安装面。这些倒扣型面的结构往往位于缸体的一端，呈现为片状结构，厚度较薄，且沿缸体进气或者排气侧伸出，结构刚性较弱，加工工艺性相对较差，加工过程中易产生振动，加工质量保证较难。因此，合理的选择加工工艺显得尤为重要。倒扣型面可以从侧面加工，或者从缸体后端面倒刮加工。但由于倒扣型面为异形结构，无法使用常规刀具一次性加工完成。而发动机缸体加工中，倒扣型面的常规磨削方法是：
2、1.铣削专机+大直径铣刀
3、此种加工工艺可应用于各种材质缸体的倒扣型面粗加工和精加工，一般应用于大批量生产方式，其特点是加工效率高，加工质量保证能力强。但需专用设备和专用刀具，一次性投入费用较大，对于年产量不大的发动机缸体加工，使用此工艺方法成本太高。
4、2.加工中心+角度头铣刀
5、此种加工工艺需要数控加工中心设备，并且该设备必须具备安装角度铣头的功能，这种工艺可应用于各种材质缸体倒扣型面的半精及精加工，可应用于单件及批量生产方式，特点是加工柔性高，但加工效率一般，加工余量宜小，无法加工90°垂直的型面，并且一旦缸体侧面存在诸多元素与角度头干涉，则无法使用该工艺方法。
6、3.加工中心+专用抗振铣刀
7、这种加工工艺采用的是直接加长刀具从缸体另一端来加工倒扣型面，因此对加工中心无特殊要求，但由于缸体长度较长，刀具因此也非常长，加工刚性较差，为了提高工件的表面质量，往往采用专用抗振刀杆来尽可能消除加工中的振动。另外，缸体侧面不能有干涉加工的凸台等结构，适用范围受到一定限制。
8、4.加工中心+反面铣刀
9、此种工艺利用了缸体倒扣型面结构的特点，通常情况下，安装面上有一较大的过孔，因此可以使刀具的刀杆通过此过孔，然后插补对反面进行反铣，这种加工工艺容易导致剩余残留型面。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种发动机倒扣型面加工装置、方法及发动机倒扣型面，无需专用设备和特殊刀具，利用常规刀具即可实现多角度拼接加工，加工精度高、尺寸一致性良好、人工投入较少。
2、具体方案内容如下：
3、第一方面，本发明记载了一种发动机倒扣型面加工装置，包括：
4、型面划分模块，用于将工件上待加工的倒扣型面划分为装配面、避让面一、避让面二和避让面三；所述避让面一、所述避让面二和所述避让面三均垂直于所述装配面；所述避让面一、所述避让面三分别位于所述避让面二的两侧；
5、t型铣刀加工模块，用于使用t型铣刀反铣所述工件，完成对所述避让面二的加工和对所述装配面的第一次加工；
6、立铣刀加工模块，用于使用立铣刀侧向加工所述工件，完成对所述避让面一的加工和对所述装配面的第二次加工；
7、第一铣刀加工模块，用于使用第一铣刀斜向插补加工所述工件，完成对所述避让面三的加工和对所述装配面的第三次加工。
8、优选地，所述t型铣刀加工模块包括：
9、t型铣刀角度调节模块，用于使所述t型铣刀垂直于所述装配面；
10、t型铣刀铣削加工模块，用于使所述t型铣刀穿过预设在所述装配面所在的后端板上的缸体过孔加工所述工件，采用分层插补铣削方式加工出所述避让面二并完成对所述装配面的第一次加工。
11、优选地，所述立铣刀加工模块包括：
12、立铣刀角度调节模块，用于使所述立铣刀平行于所述避让面一；
13、立铣刀铣削加工模块，用于采用分层缝合插补铣削方式加工出所述避让面一，并完成对所述装配面的第二次加工。
14、优选地，所述第一铣刀加工模块包括：
15、第一铣刀角度调节模块，用于使所述第一铣刀垂直于所述避让面三；
16、第一铣刀铣削加工模块，用于使所述第一铣刀采用分层插补铣削方式加工出所述避让面三并完成对所述装配面的第三次加工。
17、优选地，还包括清角加工模块，用于使用第二铣刀插补铣削所述避让面一和第二次加工后的所述装配面之间的交界处。
18、优选地，所述清角加工模块包括：
19、确定圆心模块，用于确定所述圆形区域的圆心位置；
20、第二铣刀加工模块，用于使所述第二铣刀同时平行于所述装配面与避让面一，依据所述圆心位置定位所述第二铣刀的初始位置，所述第二铣刀采用螺旋插补的方式对所述避让面一和第二次加工后的所述装配面之间的交界处进行加工，加工至预设深度；
21、第二铣刀扩大铣削模块，用于使所述第二铣刀平行于所述装配面，直线插补切削所述交界处的所述装配面至预设距离；使所述第二铣刀平行于所述避让面一，直线插补切削所述交界处的所述避让面一至预设距离。
22、优选地，所述确定圆心模块还包括圆心位置计算模块，用于计算圆心相对于所述装配面或所述避让面一的距离其中，a为第二铣刀直径+预设值。
23、优选地，所述第二铣刀的直径小于所述清角范围的直径。
24、第二方面，本发明记载了一种发动机倒扣型面加工装置，采用上述的发动机倒扣型面加工装置完成，包括如下步骤：
25、将工件上待加工的倒扣型面划分为装配面、避让面一、避让面二和避让面三；所述避让面一、所述避让面二和所述避让面三均垂直于所述装配面；所述避让面一、所述避让面三分别位于所述避让面二的两侧；
26、使用t型铣刀反铣所述工件，完成对所述避让面二的加工和对所述装配面的第一次加工；
27、使用立铣刀侧向加工所述工件，完成对所述避让面一的加工和对所述装配面的第二次加工；
28、使用第一铣刀斜向插补加工所述工件，完成对所述避让面三的加工和对所述装配面的第三次加工。
29、第三方面，本发明记载了一种发动机倒扣型面，采用上述的发动机倒扣型面加工方法完成，包括所述装配面、所述避让面一、所述避让面二和所述避让面三；
30、所述避让面一、所述避让面二和所述避让面三均垂直于所述装配面，所述避让面一、所述避让面三分别位于所述避让面二的两侧。
31、本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：
32、1.本发明将常规刀具安装在五轴加工中心上，通过多角度加工，实现倒扣型面一次装夹全部加工到位，无需专用设备和专用刀具，不会产生多次装夹定位误差，具备加工精度颇高、尺寸一致性良好、人工投入较少等优势，极大程度地降低了生产成本。刀具路径可通过刀具补偿调整倒扣型面的加工尺寸，对型面尺寸精度控制更简单、更直观、更易于操作。
33、2.本发明的清角加工模块，先使用第二铣刀插补铣削避让面一和第二次加工后的装配面之间的交界处，再使用第二铣刀扩大铣削，实现避让面一和装配面之间清角到位，过切量小，无装配干涉。
技术特征：
1.一种发动机倒扣型面加工装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种发动机倒扣型面加工装置，其特征在于，所述t型铣刀加工模块(200)包括：
3.根据权利要求1所述的一种发动机倒扣型面加工装置，其特征在于，所述立铣刀加工模块(300)包括：
4.根据权利要求1所述的一种发动机倒扣型面加工装置，其特征在于，所述第一铣刀加工模块(400)包括：
5.根据权利要求1所述的一种发动机倒扣型面加工装置，其特征在于，还包括清角加工模块(500)，用于使用第二铣刀插补铣削所述避让面一(1)和第二次加工后的所述装配面(4)之间的交界处。
6.根据权利要求5所述的一种发动机倒扣型面加工装置，其特征在于，所述清角加工模块(500)包括：
7.根据权利要求6所述的一种发动机倒扣型面加工装置，其特征在于，所述确定圆心模块(501)还包括圆心位置计算模块，用于计算圆心相对于所述装配面(4)或所述避让面一(1)的距离其中，a为第二铣刀直径+预设值。
8.根据权利要求6所述的一种发动机倒扣型面加工装置，其特征在于，所述第二铣刀的直径小于所述清角范围的直径。
9.一种发动机倒扣型面加工方法，其特征在于，采用如权利要求1所述的发动机倒扣型面加工装置完成，包括如下步骤：
10.一种发动机倒扣型面，其特征在于，采用如权利要求9所述的发动机倒扣型面加工方法完成，包括所述装配面(4)、所述避让面一(1)、所述避让面二(2)和所述避让面三(3)；
技术总结
本发明公开了一种发动机倒扣型面加工装置、方法及发动机倒扣型面，加工装置包括型面划分模块，用于将工件上待加工的倒扣型面划分为装配面、避让面一、避让面二和避让面三；避让面一、避让面二和避让面三均垂直于装配面；避让面一、避让面三分别位于避让面二的两侧；T型铣刀加工模块、立铣刀加工模块和第一铣刀加工模块完成对装配面的三次加工以及对避让面一、避让面二和避让面三的加工。本发明将常规刀具安装在五轴加工中心上，通过多角度加工，实现倒扣型面一次装夹全部加工到位，无需专用设备和专用刀具，不会产生多次装夹定位误差，具备加工精度颇高、尺寸一致性良好、人工投入较少等优势，极大程度地降低了生产成本。
技术研发人员：郭华卫,王智,王乐,王海涛,齐光辉,董乐,王海龙,郑佳春,燕锴,张桂源
受保护的技术使用者：中国第一汽车股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23