新能源汽车制动卡钳的自动化加工工艺的制作方法

1.本发明涉及汽车零部件加工技术领域，具体涉及新能源汽车制动卡钳的自动化加工工艺。


背景技术：

2.汽车制动卡钳是有致密性要求的铸件，在实际应用中不能出现缩孔缩松等缺陷问题，要在联系实际的基础上综合分析各方面影响因素，优化铸造工艺的同时高效铸造汽车制动卡钳，将抗拉强度、屈服强度、延伸率等控制在规定范围内，促使制动卡钳功能作用最大化发挥，提高汽车运行安全性、可靠性以及经济性。汽车制动卡钳铸造工艺改进可以从浇注系统、合金成分两大层面入手，在分析改进结果的基础上进一步优化铸造工艺，确保汽车运行中制动卡钳功能作用最大化发挥。
3.现有技术(cn112719818a)公开了一种汽车制动卡钳的加工方法，涉及汽车制动卡钳制造技术领域，包括以下步骤：s1、加工选材；s2、压铸成型；s3、定位钻孔；s4、抛光打磨；s5、油漆喷涂：选取合适的油漆，通过喷涂装置对油漆进行喷涂处理，使卡钳毛坯表面的油漆处理均匀分布状态。该发明通过选择碳素钢进行卡钳加工处理，能够保证卡钳整体结构的硬度，能够使它长时间的用作刹车，而使卡钳不会被磨坏，并且通过高温钢的一体化压铸成型，能够提高卡钳的加工效率，适合卡钳的批量生产，同时对加工后的卡钳进行喷涂处理能够使卡钳具有较高的耐腐蚀效果，避免卡钳的裸露出现锈蚀的问题，大大提高了该种汽车制动卡钳的加工的实用性。现有技术中针对铝合金材质的新能源汽车制动卡钳加工工艺，存在以下技术问题：不能进行自动化的加工且砂芯去除率需要提高以保障成品质量。
4.针对此方面的技术缺陷，现提出一种解决方案。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供新能源汽车制动卡钳的自动化加工工艺，用于解决现有技术中不能进行自动化的加工且砂芯去除率需要提高以保障成品质量的技术问题。
6.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
7.新能源汽车制动卡钳的自动化加工工艺，包括以下步骤：
8.s1、自动下芯：通过放砂芯机器人从双层砂芯台上取下新能源汽车制动卡钳的砂芯并放置于重力铸造机的砂芯模具上；
9.s2、浇注：采用配备七轴浇注臂和取液浇注机构的浇注机器人从坩埚保温炉内舀取铝合金熔液，浇注于重力铸造机的砂芯模具内，得到浇注半成品；
10.s3、取件：取件夹具将浇注半成品取下并悬挂于风冷架上；
11.s4、冷却：配置轴流风机的风冷架将浇注半成品冷却至室温得到冷却半成品；其中，风冷架的下方配置有砂芯收集盒；
12.s5、缺陷检测：后处理机器人将冷却半成品从风冷架上取下，放置于抽检台上，采用ccd视觉检测冷却半成品有无缺陷，筛选出合格的冷却半成品；
13.s6、落纱：后处理机器人将合格的冷却半成品放置于击砂机上，高频锤击结合摆动振荡的方式将冷却半成品与表面的砂芯分离并裂化成块、溃散清除，得到落纱半成品；
14.s7、切割：采用双工位自动切割机将落纱半成品的浇口切割除去得到切割半成品；
15.s8、去毛刺：采用配置去毛刺工具的去毛刺机器人对切割半成品分型线进行去毛刺得到新能源汽车制动卡钳成品；
16.s9、下件输出：后处理机器人将新能源汽车制动卡钳成品放置于板链输送线上完成下件。
17.进一步的，所述放砂芯机器人的规格型号为r-2000ic/165；双层砂芯台包括双层穿梭台，每层穿梭台放置八模砂芯，新能源汽车制动卡钳为双缸卡钳。
18.进一步的，所述浇注机器人的规格型号为r-2000ic/165；重力铸造机内安装有两幅砂芯模具，开模油缸力为44kn，合模油缸力为47kn，每台重力铸造机的循环节拍≤256s/模。
19.进一步的，高频锤击时压缩空气压力为0.6mpa，消耗量为18000l/h。
20.进一步的，所述双工位自动切割机通入有压缩空气，压缩空气的压力为0.6mpa，消耗量为100l/h，切割精度为
±
0.5mm。
21.进一步的，所述分型线去毛刺残留量为0～0.4mm，去毛刺节拍≤43s/件。
22.进一步的，所述取液浇注机构包括组装头、取样箱和取样盖，组装头固定设于取样箱的顶部，取样盖盖设于取样箱的外部并通过螺栓紧固，取样箱靠近底部处转动连接有浇包机构，取样箱的内腔设有延伸出取样箱底部的两个探测管；
23.所述浇包机构包括双轴电机、套管、回转轴和不锈钢浇包，双轴电机设于取样箱内腔靠近底部处，双轴电机的电机轴朝两侧延伸并通过联轴器与套管连接，套管的外端通过回转轴与不锈钢浇包固定连接；回转轴的一端伸入套管的内腔并通过压缩弹簧与套管的内壁连接；回转轴的上下两侧固定有对回转轴旋转角度进行限位的限位板；
24.所述探测管的内腔安装有位置检测传感器，两个探测管的顶部连接有横板，取样箱的顶部固定有伸缩气缸，伸缩气缸的活塞杆通过固定块与横板固定连接，取样箱内设有供探测管滑动的滑槽。
25.进一步的，所述击砂机包括机架、锤击箱和废砂收集室，锤击箱和废砂收集室分别设于机架的顶部和底部，锤击箱的内部设有隔音室，隔音室的外部装配有隔音门；锤击箱内设有高频锤击机构和振荡定位机构。
26.进一步的，所述振荡定位机构包括锥齿轮减速机、定位架和主动轴，锥齿轮减速机固定于锤击箱的一侧顶部，锥齿轮减速机的输出轴装配有伸入隔音室的主动轴，主动轴的端部固定有主动齿轮，主动齿轮的下方啮合有从动齿轮，从动齿轮的轴心贯穿设有延伸至锤击箱内壁的从动轴；锤击箱的另一侧设有贯穿至锤击箱内壁的第一辅助轴，第一辅助轴位于隔音室的端部紧固有第一辅助齿轮；第一辅助齿轮的下方啮合有第二辅助齿轮，第二辅助齿轮的轴心贯穿设有延伸至锤击箱内壁的第二辅助轴，从动轴、第二辅助轴的外围与锤击箱内壁接触位置设有限位轴承；从动轴、第二辅助轴靠近隔音室的端部连接有v形的支撑架，两个支撑架的底部之间连接有定位架。
27.进一步的，所述机架的两侧顶部设有高速鼓风机，高速鼓风机连接有延伸至定位架外侧上方的送风管；锤击箱的外围采用钢结构框架，隔音室的外围填充有厚度≥80mm的
吸声岩棉，机架的内腔位于隔音室的下方设有若干层导砂板。
28.本发明具备下述有益效果：
29.1、本发明新能源汽车制动卡钳的自动化加工工艺，通过放砂芯机器人完成自动下芯，通过浇注机器人完成取液浇注，通过后处理机器人完成冷却、缺陷检测、落纱、切割、去毛刺、下件输出过程中的夹持转运；浇注步骤配备七轴浇注臂和取液浇注机构，便于及时调整取液角度或补充铝合金熔液；落纱步骤采用高频锤击配合摆动振荡，使得砂芯与冷却半成品的表面迅速分离、裂化、溃散，不易残留在冷却半成品表面，砂芯清除率达到95％以上；该自动化加工工艺加工效率高，砂芯清除率高，保障了成品质量。
30.2、取液浇注机构通过双轴电机、回转轴操控两个不锈钢浇包的同步取液，配合探测管的位置移动以适配铝合金熔液的液面位置检测，便于及时调整取液角度或补充铝合金熔液。
31.3、击砂机通过控制锥齿轮减速机的正反转，使得支撑架和定位架形成规律的摆动振荡，促进砂芯的分离去除；从动轴、第一辅助轴、第二辅助轴分别对从动齿轮、第一辅助齿轮、第二辅助齿轮起到定位支撑的作用，齿轮传动保持定位架摆动振荡的稳定性和规律性；高速鼓风机产生的高速风力经送风管吹入定位架和制动卡钳冷却半成品，使得分离的砂芯经导砂板进入废砂收集室内，避免砂芯残留在定位架上。
附图说明
32.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
33.图1为本发明新能源汽车制动卡钳的自动化加工工艺流程图；
34.图2为本发明取液浇注机构的主视图；
35.图3为本发明取液浇注机构去除取样盖后的结构示意图；
36.图4为图3中a处的局部放大图；
37.图5为本发明套管、回转轴、不锈钢浇包和限位板的配合结构示意图；
38.图6为本发明击砂机的主视图；
39.图7为本发明击砂机去除隔音门和锤击箱外壳后的结构示意图；
40.图8为图7中b处的局部放大图；
41.图9为本发明第一辅助齿轮、第二辅助齿轮、支撑架和定位架的配合机构侧视图；
42.图10为本发明高频锤击机构的结构示意图。
43.附图标记：1、组装头；2、取样箱；3、取样盖；4、探测管；5、双轴电机；6、套管；7、回转轴；8、不锈钢浇包；9、联轴器；10、限位板；11、位置检测传感器；12、横板；13、伸缩气缸；14、固定块；15、滑槽；16、螺栓；17、机架；18、锤击箱；19、废砂收集室；20、隔音室；21、隔音门；22、锥齿轮减速机；23、定位架；24、主动轴；25、主动齿轮；26、从动齿轮；27、从动轴；28、第一辅助轴；29、第一辅助齿轮；30、第二辅助齿轮；31、第二辅助轴；32、支撑架；33、高速鼓风机；34、送风管；35、吸声岩棉；36、导砂板；37、高频气锤；38、安装腔；39、锤头；40、进气头；41、进气管；42、减震橡胶；43、安装板；44、液压油缸；45、限位轴承；91、压缩弹簧。
具体实施方式
44.下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
45.实施例1
46.如图1所示，本实施例提供一种新能源汽车制动卡钳的自动化加工工艺，包括以下步骤：
47.s1、自动下芯：通过放砂芯机器人从双层砂芯台上取下新能源汽车制动卡钳的砂芯并放置于重力铸造机的砂芯模具上；其中，放砂芯机器人的规格型号为r-2000ic/165；双层砂芯台包括双层穿梭台，每层穿梭台放置八模砂芯，该新能源汽车制动卡钳为双缸卡钳；
48.s2、浇注：采用配备七轴浇注臂和取液浇注机构的浇注机器人从坩埚保温炉内舀取铝合金熔液，浇注于重力铸造机的砂芯模具内，得到浇注半成品；其中，浇注机器人的规格型号为r-2000ic/165；重力铸造机内安装有两幅砂芯模具，开模油缸力为44kn，合模油缸力为47kn，每台重力铸造机的循环节拍≤256s/模；
49.s3、取件：取件夹具将浇注半成品取下并悬挂于风冷架上；
50.s4、冷却：配置轴流风机的风冷架将浇注半成品冷却至室温得到冷却半成品；其中，风冷架的下方配置有砂芯收集盒；
51.s5、缺陷检测：后处理机器人将冷却半成品从风冷架上取下，放置于抽检台上，采用ccd视觉检测冷却半成品有无缺陷，筛选出合格的冷却半成品；其中，后处理机器人的规格型号为r-2000ic/165；
52.s6、落纱：后处理机器人将合格的冷却半成品放置于击砂机上，高频锤击结合摆动振荡的方式将冷却半成品与表面的砂芯分离并裂化成块、溃散清除，得到落纱半成品；其中，高频锤击时压缩空气压力为0.6mpa，消耗量为18000l/h；
53.s7、切割：采用双工位自动切割机将落纱半成品的浇口切割除去得到切割半成品；其中，双工位自动切割机通入有压缩空气，压缩空气的压力为0.6mpa，消耗量为100l/h，切割精度为
±
0.5mm；
54.s8、去毛刺：采用配置去毛刺工具的去毛刺机器人对切割半成品分型线进行去毛刺得到新能源汽车制动卡钳成品；其中，分型线去毛刺残留量为0～0.4mm，去毛刺节拍≤43s/件；
55.s9、下件输出：后处理机器人将新能源汽车制动卡钳成品放置于板链输送线上完成下件；其中，板链输送线的宽度方向放置四件新能源汽车制动卡钳成品。
56.本实施例的新能源汽车制动卡钳的自动化加工工艺，步骤包括自动下芯、浇注、取件、冷却、缺陷检测、落纱、切割、去毛刺、下件输出，通过放砂芯机器人完成自动下芯，通过浇注机器人完成取液浇注，通过后处理机器人完成冷却、缺陷检测、落纱、切割、去毛刺、下件输出过程中的夹持转运；浇注步骤配备七轴浇注臂和取液浇注机构，便于及时调整取液角度或补充铝合金熔液；落纱步骤采用高频锤击配合摆动振荡，使得砂芯与冷却半成品的表面迅速分离、裂化、溃散，不易残留在冷却半成品表面，砂芯清除率达到95％以上。该自动化加工工艺加工效率高，砂芯清除率高，保障了成品质量。
57.实施例2
58.如图2-5所示，本实施例提供一种取液浇注机构，用于与浇注机器人的七轴浇注臂装配后进行铝合金熔液的液位检测和取液浇注，包括组装头1、取样箱2和取样盖3，组装头1固定设于取样箱2的顶部，取样盖3盖设于取样箱2的外部并通过螺栓16紧固，取样箱2靠近底部处转动连接有浇包机构，取样箱2的内腔设有延伸出取样箱2底部的两个探测管4。
59.浇包机构包括双轴电机5、套管6、回转轴7和不锈钢浇包8，双轴电机5设于取样箱2内腔靠近底部处，双轴电机5的电机轴朝两侧延伸并通过联轴器9与套管6连接，套管6的外端通过回转轴7与不锈钢浇包8固定连接。回转轴7的一端伸入套管6的内腔并通过压缩弹簧91与套管6的内壁连接。回转轴7的上下两侧固定有对回转轴7旋转角度进行限位的限位板10。
60.探测管4的内腔安装有位置检测传感器11，两个探测管4的顶部连接有横板12，取样箱2的顶部固定有伸缩气缸13，伸缩气缸13的活塞杆通过固定块14与横板12固定连接，取样箱2内设有供探测管4滑动的滑槽15。伸缩气缸13带动横板12上下移动的过程中，两个探测管4在滑槽15内同步移动。位置检测传感器11选自适用于各种检测环境下的光纤检测头，具有小光斑、小尺寸、集成支架、耐高温、防水的特点。
61.该取液浇注机构通过组装头1与浇注机器人的七轴浇注臂装配后，七轴浇注臂操控取液浇注机构伸入盛有铝合金熔液的坩埚保温炉内，探测管4由于伸出取样箱2的底部，预先检测铝合金熔液的液面高度，液面高度满足取液要求时，七轴浇注臂操控取样箱2向下移动，使不锈钢浇包8完全进入铝合金熔液内进行取液；双轴电机5通过联轴器9驱动套管6、回转轴7转动，使两个不锈钢浇包8同时舀取铝合金熔液进行浇注。当铝合金熔液的液面高度不够，伸缩气缸13的活塞杆通过固定块14带动横板12向上移动，横板12带动探测管4沿滑槽15向上移动，同时七轴浇注臂倾斜角度，使得不锈钢浇包8能够完全进入铝合金熔液内进行铝合金熔液的舀取。该取液浇注机构通过双轴电机5、回转轴7操控两个不锈钢浇包8的同步取液，配合探测管4的位置移动以适配铝合金熔液的液面位置检测，便于及时调整取液角度或补充铝合金熔液。回转轴7的一端通过压缩弹簧91与套管6内壁连接，减缓了不锈钢浇包8舀取铝合金熔液时对回转轴7产生的振动。
62.实施例3
63.如图6-7所示，本实施例提供一种击砂机，用于落纱时高频锤击使砂芯与制动卡钳冷却半成品表面分离并裂化成块、溃散清除，包括机架17、锤击箱18和废砂收集室19，锤击箱18和废砂收集室19分别设于机架17的顶部和底部，锤击箱18的内部设有隔音室20，隔音室20的外部装配有隔音门21。锤击箱18内设有高频锤击机构和振荡定位机构。
64.该击砂机通过高频锤击机构的高频锤击配合振荡定位机构的定位摆动振荡，使得砂芯与制动卡钳冷却半成品的表面迅速分离、裂化、溃散，砂芯掉落至废砂收集室19内进行收集，不易残留在制动卡钳冷却半成品表面，高频锤击结合摆动振荡的方式使得砂芯清除率达到95％以上且砂芯不易残留在隔音室20内。
65.如图7-9所示，振荡定位机构包括锥齿轮减速机22、定位架23和主动轴24，锥齿轮减速机22固定于锤击箱18的一侧顶部，锥齿轮减速机22的输出轴装配有伸入隔音室20的主动轴24，主动轴24的端部固定有主动齿轮25，主动齿轮25的下方啮合有从动齿轮26，从动齿轮26的轴心贯穿设有延伸至锤击箱18内壁的从动轴27。锤击箱18的另一侧设有贯穿至锤击
箱18内壁的第一辅助轴28，第一辅助轴28位于隔音室20的端部紧固有第一辅助齿轮29。第一辅助齿轮29与主动齿轮25的位置相对应。第一辅助齿轮29的下方啮合有第二辅助齿轮30，第二辅助齿轮30的轴心贯穿设有延伸至锤击箱18内壁的第二辅助轴31，从动轴27、第二辅助轴31的外围与锤击箱18内壁接触位置设有限位轴承45。从动轴27、第二辅助轴31靠近隔音室20的端部连接有v形的支撑架32，两个支撑架32的底部之间连接有定位架23。
66.振荡定位机构工作时，定位架23对若干个制动卡钳冷却半成品进行适配夹持固定，锥齿轮减速机22驱动主动轴24和主动齿轮25转动，主动齿轮25驱动与其啮合的从动齿轮26转动，从动齿轮26带动从动轴27转动，从动轴27的转动使得支撑架32、定位架23也随之转动，支撑架32带动第二辅助轴31同步转动，第二辅助轴31带动第二辅助齿轮30转动，由于第一辅助齿轮29的位置固定，第二辅助齿轮30相对第一辅助齿轮29啮合转动。通过控制锥齿轮减速机22的正反转，使得支撑架32和定位架23形成规律的摆动振荡，促进砂芯的分离去除。从动轴27、第一辅助轴28、第二辅助轴31分别对从动齿轮26、第一辅助齿轮29、第二辅助齿轮30起到定位支撑的作用，齿轮传动保持定位架23摆动振荡的稳定性和规律性。
67.其中，主动齿轮25与第一辅助齿轮29的大小尺寸相同，从动齿轮26与第二辅助齿轮30的大小尺寸相同；定位架23内设有与制动卡钳冷却半成品尺寸适配的若干个定位槽，定位架23内贯穿设有多个通孔。机架17的两侧顶部设有高速鼓风机33，高速鼓风机33连接有延伸至定位架23外侧上方的送风管34。
68.锤击箱18的外围采用钢结构框架，隔音室20的外围填充有厚度≥80mm的吸声岩棉35，机架17的内腔位于隔音室20的下方设有若干层导砂板36。高速鼓风机33产生的高速风力经送风管34吹入定位架23和制动卡钳冷却半成品，使得分离的砂芯经导砂板36进入废砂收集室19内，避免砂芯残留在定位架23上。
69.如图7、图10所示，高频锤击机构包括高频气锤37、安装腔38和锤头39，高频气锤37的顶部设有进气头40，进气头40的顶部连接有进气管41，锤头39设于高频气锤37的底部，锤头39的底部装配有减震橡胶42，锤头39的锤击方向朝向定位架23，进气头40伸入隔音室20顶部的安装腔38内，高频气锤37的两侧固定有安装板43，安装腔38的顶部设有与进气头40连接的液压油缸44。
70.高频锤击机构工作时，压缩空气从进气管41进气头40，高频气锤37驱动锤头39对制动卡钳冷却半成品表面进行高频锤击，使砂芯与制动卡钳冷却半成品表面分离并裂化。液压油缸44驱动进气头40沿安装腔38移动，高频气锤37沿安装板43内腔移动，方便调节锤头39的锤击位置；减震橡胶42缓解了锤头39的瞬时锤击压力。
71.以上内容仅仅是对本发明结构所做的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
72.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
73.以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽
叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。