一种车用零部件的增减材复合加工方法

技术领域

本发明涉及车用零部件制造技术领域，具体涉及一种车用零部件的增减材复合加工方法。

背景技术

增材制造技术（俗称3D打印）是一种通过简单的二维逐层增加材料的方式直接成型三维复杂结构的数字制造技术。与传统减材制造工艺相比，增材制造是从零开始，通过依次在前一层的顶部“打印”新的一层来构建零件，直至零件完成。

对于激光熔化增材技术SLM制造金属零部件，通常是以特定基板为基准面上，逐层增材打印形成零部件，部分零部件考虑强度要求还需要在基板上打印支撑材料，支撑材料接触的任何区域的表面均较为粗糙，有些区域的粗糙度产品是能够接受的，但对于一些粗糙度要求较高的区域，这些部位是需要进行后处理CNC机床进行减材加工的区域。其次顶面上会保留由不同激光扫描策略留下的痕迹，这些区域也是需要进行CNC机床进行减材加工区域。考虑到加工精度，通常的做法是在产品数据上增添需要加工区域的加工余量，一般设计值在0.5mm厚度，另外在零件上添加固定的装夹点或区域，使其能够更快更好地安装到CNC机床中。因此对于任何能够使零件更快地安装到CNC机床上的方法都能减少整体操作所需要的时长，从而提高效率，降低增材制造的成本。

对于很多复杂零部件，经常由于控制点多，导致加工工序复杂，耗时长，另外多次校对基准，导致误差累积，造成超差废品产生。

参见图1，所示的某型号的水冷电机壳体现有加工工步，包括电机壳体增材制造完成、第一次定位装夹、线割分离基板、第二次定位装夹、机加产品表面、第三次定位装夹、机加下端面。现有技术存在如下缺点：1）在现有打印加工过程及后加工工艺过程中，零件需要经过多次搬运、装夹、校表对中，而且每次校表对中的中心相互无衔接和继承，尺寸误差大，在后续的加工过程中，也需要多套加工治具及其他多种辅助工具和方法，才能完成此零件的完整加工过程。2）其加工过程耗时多，工艺繁琐，校表对中不准，操作不便，需要辅助治具过多等诸多缺点。针对以上问题，对此零件的加工过程和加工方法进行了优化。

发明内容

本发明的目的是提供一种车用零部件的增减材复合加工方法，其能够提高加工精度，减少加工时间和加工费用。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种车用零部件的增减材复合加工方法，其包括如下步骤：

S1，采用增材制造工艺制得基板以及连接于基板上的零部件毛坯；

S2，以基板作为夹具将零部件毛坯固定于减材制造设备上，对零部件毛坯表面进行减材加工，得到中间产品；

S3，分割中间产品与基板，将中间产品装夹固定于减材制造设备上，对中间产品与基板连接的端面进行减材加工，得到车用零部件成品。

进一步，所述基板或零部件毛坯上一体成型有用于装夹定位的定位基准。

进一步，所述定位基准包括横向定位部和纵向定位部。

进一步，所述基板上一体成型有与减材制造设备连接的安装部。

进一步，所述安装部设于基板边沿的沉台中，安装部上设有与减材制造设备螺栓连接的安装孔。

进一步，所述安装部上设有与减材制造设备上的定位件对应配合的定位孔。

本发明的有益效果：

1、本发明以基板作为夹具将零部件毛坯固定于减材制造设备上，对零部件毛坯表面进行减材加工，减少了车用零部件增减材加工工步及定位次数，节省了加工时间和加工费用。并且由于所述基板与零部件毛坯同步增材制造，两者之间的相对位置误差为零，利用基板作为夹具将零部件毛坯固定于减材制造设备上，有效提高了零部件毛坯表面的加工精度。依据相对位置误差为零的定位基准作为机加工环节的初始定位，也有效降低了后续对中间产品与基板连接的端面进行减材加工的重复装夹时的累积误差，提高了后续减材加工精度。

2、本发明将设备打印基板本身作为夹具，减少了一套夹具制作和使用，节省了时间和费用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式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。

图1为现有水冷电机壳体现有加工流程图；

图2为本发明所述车用零部件的增减材复合加工流程图；

图3为零部件毛坯与基板连接俯视图；

图4为零部件毛坯与基板连接侧视图。

图中，1—基板，2—零部件毛坯，3—定位基准，31—横向定位部，32—纵向定位部，4—安装部，41—安装孔，42—定位孔，5—沉台。

具体实施方式

以下将参照附图和优选实施例来说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书中所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。应当理解，优选实施例仅为了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

参见图2，所示的车用零部件的增减材复合加工方法，本实施例中，所述车用零部件为水冷电机壳体，其包括如下步骤：

S1，参见图3和图4，采用增材制造工艺制得基板1以及连接于基板1上的零部件毛坯2，所述基板1为长方体板材，基板1上一体成型有用于装夹定位的定位基准3，所述定位基准3包括横向定位部31和纵向定位部32。所述横向定位部31和纵向定位部32的形状为线形、矩形、正方形、圆形或具有定位功能的形状。需要说明的是，定位基准3还能够设置于零部件毛坯2上的适当位置。

所述基板1上还一体成型有与减材制造设备连接的安装部4，所述安装部4设于基板1四个角上的沉台5中，且安装部4上设有与减材制造设备螺栓连接的安装孔41。通过将安装部4设置在基板的沉台5中，避免了连接螺栓突出于基板1承载零部件毛坯2的侧面，进而了为后续零部件毛坯2表面的减材加工提供避让空间。

所述安装部4上设有与减材制造设备上的定位件对应配合的定位孔42，利用定位孔与定位件配合，实现基板1与减材制造设备的预定位，以提高装夹效率。

由于所述基板1与零部件毛坯2同步增材制造，保证了两者之间的相对位置误差为零。

S2，以基板1作为夹具将零部件毛坯2固定于减材制造设备上，对零部件毛坯2表面进行减材加工，所述减材加工包括去支撑、打磨、抛光，得到中间产品。

由于所述基板1与零部件毛坯2之间的相对位置误差为零，进而以基板1作为夹具将零部件毛坯2固定于减材制造设备上进行减材加工时，保证了定位精度，并且不需要另外采用夹具装夹固定零部件毛坯2，实现了快速装夹。并且有效降低了后续减材加工重复装夹时的累积误差，提高了后续加工工步的加工及检测精度。同时由于将增材设备打印的基板本身作为夹具，减少了一套夹具制作和使用，节省了时间和费用。

本实施例中，装夹固定时，以基板1中心作为零部件毛坯2表面减材加工时的定位中心。通过横向定位部31和纵向定位部32与减材制造设备上的定位标线对齐，实现零部件毛坯2的装夹定位，以保证减材加工精度。

S3，分割中间产品与基板，以减材加工完成的中间产品的上端面作为基准将中间产品装夹固定于减材制造设备上，对中间产品与基板连接的端面即下端面进行减材加工，得到车用零部件成品。

以上实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。