v型推力杆制造工艺中的难点

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1、V型推力杆制造工艺中的难点V型推力杆在载重汽车上起着不可忽视的作用，除了可以防止中、后桥前后移位，还可以防止左右移位。在生产中，中国重汽通过解决上球座的加工和热压合连接两大难点，成功研发出一种先进的新型载重汽车V型推力杆。uTa汽车设V型推力杆总成装置，通常设置在载重汽车中、后桥上，成对使用。其一端通过球面销与车架铰接，另一端则安装在车桥上，通过关节轴承与车桥铰接，其主要作用是稳定车桥，保持车桥的稳定位置，同时克服弹簧钢板只能传递纵向力和侧向力而不能传递牵引力、制动力及其相应的反作用力矩的弊端。uTa汽车设计网图1 V型推力杆安装因而当载重汽车过

2、载时，V型推力杆可将冲击载荷有效均衡地分配给车身两边纵梁，减轻桥壳和底盘受到的冲击。同时由于载重汽车的工况恶劣，若V型推力杆密封不好，则泥沙等极易进入上球座，加快关节轴承总成磨损，从而导致整个总成性能下降，使用寿命大大降低。目前中国重汽（香港）有限公司（以下简称为“中国重汽”）使用的V型推力杆主要由1个上球座（夹紧圈、球座衬和端盖）、2个连接杆、2个直球座和2个球销等组件组成，其安装、总成结构和总成数模如图1、图2和图3所示。图2  V型推力杆总成结构V型推力杆总成制造中存在两大难点：一是上球座的加工，二是V型推力杆总成的热压合连接。上球座的加工

3、上球座（见图4）是V型推力杆中重要的零部件之一，它一方面是关节轴承总成的安装定位件，其内孔的加工尺寸及精度决定了关节轴承总成的装配精度；另一方面它是两根连接杆的连接中心，整个总成的热压合关键之处就在于上球座与两根连接杆的热压合，热压合质量的好坏直接影响着总成的连接尺寸和装配质量。由于上球座形状较为复杂，如果定位装夹不好，将直接影响后续工序的加工精度及其装配质量。由于其内部使用的刚性关节轴承对内孔的精度要求进一步提高，增加了制造的难度，同时对操作者的要求也提高了。因此我们对上球座的加工设备提出了一定的要求，对夹具设计的可行性进行了分析。上球座的加工

4、设备选用CKA6163数控加工机床，其关键工序在于φ90mm内孔的加工和φ46mm尾端的加工。纵观上球座零件，可以看到上球座零件质量大、毛坯复杂且形状不均匀，因而怎样设计夹具从而保证产品的加工精度成为关键。图3  V型推力杆总成数模1.φ90mm内孔的加工在加工φ90mm内孔时，需要将上球座竖直放置，以一侧毛坯面定位加工内孔，作为后续工序的精基准。加工过程中工件与夹具一起旋转时存在离心力作用，内孔会产生失圆，因而需要对夹具做一定的配重处理，如图5所示，在上球座尾端对称的一侧增加了配重块。图4 上球座在对夹具进行了配重处理后，加工φ90mm内孔时仍

5、然有失圆情况的产生，原因有多方面的，对这一问题的分析如下：uTa汽车设计网产生失圆的主要原因是由于机床主轴旋转时所产生的惯性力引起的加工误差。在工艺系统中，切削加工中高速旋转的零部件（含夹具、工件等）不平衡，将会产生离心力。而离心力和转动力一样在每一转中不断地变更方向，因此它在Y方向的分力大小的变化，会引起工艺系统的受力变形，在加工时产生误差。在加工上球座工件时，零部件不平衡，假设工件和夹具的总的不平衡质量为m，质量中心到回转中心的距离为d，旋转时所产生的离心力为Q，当离心力Q与切削分力Fr方向相反时（由于旋转体不平衡而引起的背吃刀量变化，见图6

6、），力Q将工件推向刀具，此时切削深度为最大，工件与刀具之间由力Q和力Fr之差所引起的Y方向的相对位移（让刀）最小，设为Ymin；当离心力Q与Fr完全同向时，力使工件离开刀具，此时，切削深度为最小，而工件与刀具之间由力Q和力Fr之和所引起的Y方向的相对位移（让刀）最大，设为Ymax。由于位移不同而产生在半径方向的加工误差Δr为：K—工艺系统的刚度；ω—角速度。因此，在加工中只要不消除或减小离心力，失圆是永远存在的。为消除这一不良影响，在加工该产品时，根据产品质量，在不平衡质量的反方向加装配重块，使不平衡质量m和配重块的离心力大小相等，方向相反，达到

7、相互抵消的结果。但是，由于毛坯质量不均衡，配重块也不可能随时调整，因此配重后的加工同样会产生失圆。这样对毛坯的质量分布要求也需进一步提高，尽量使毛坯的质量分布均衡，确保加工后的失圆情况在尺寸公差可控的范围内，这样对后续金属钢轴承的使用也提供了保证。由上述公式可知，离心力Q与工件转速的平方成正比，因此，加工该产品时，配重调整好后，还应根据生产实际调整好转速，使转速在合适范围内，以减小离心力对工件产生的影响，减小失圆。图5  上球座车φ90mm内孔夹具在沿上球座内孔轴线径向产生失圆的同时，沿轴线方向还将产生锥度变化，即沿φ90mm内孔轴线，底部尺寸稍

8、小于上部尺寸，呈小锥度的变化。这是由于刀具刀杆有一定长度，由上球座上部到底部的切削运动产生的抗力不均衡，加之存在离心力的作用，因而切削深