農(nóng)用車右支撐管加工工藝分析設(shè)計(jì)

孫鳳坤 邢澤炳

摘要：支撐管是車輛轉(zhuǎn)向橋中的一部分，是傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的主要零件之一。車輛機(jī)構(gòu)中存在左、右兩個(gè)支撐管，本文對農(nóng)用車右支撐管的加工工藝進(jìn)行擬訂和分析，并制訂出具體的加工工序，以期實(shí)現(xiàn)該工件的方便、經(jīng)濟(jì)和高效加工。

Abstract：Support tube is a part of steering axle of vehicles， and is also one of the main parts of the transmission mechanism. There are two support tubes in vehicle mechanism， i.e. left support tube and the right one. The processing of right support tube of the agricultural vehicle is established and analysedin in this paper， and its specific processing procedures is also formulated， so that the processing of this workpiece can be more facilitate， economical and efficient.

關(guān)鍵詞：支撐管，轉(zhuǎn)向橋，工藝分析，工藝路線

1.引言

支撐管是車輛轉(zhuǎn)向橋的一部分，是傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的主要零件之一。轉(zhuǎn)向橋由輪轂、支撐管、差速器組成，是車輛中的重要組成部件，主要起連接、承重、支撐等作用。在車輛轉(zhuǎn)向過程中，內(nèi)外輪會出現(xiàn)速度差，差速器則起到調(diào)節(jié)兩輪轉(zhuǎn)速的作用。支撐管的一端與輪轂連接，另一端與差速器殼相連，其里面裝有半軸，半軸通過軸承分別與差速器和輪轂連接。軸承與支撐管的連接需保證較高的精度，并且為了車輛在行駛中平穩(wěn)安全，必須滿足支撐管與差速器殼及輪轂之間的同軸度要求。支撐管屬于典型的“雜件”類零件，不但精度要求高，形狀復(fù)雜，制造難度大，而且批量大，直接影響發(fā)動(dòng)機(jī)質(zhì)量。

2.機(jī)械零件的分析

2.1零件的作用

圖1.支撐管立體圖

如圖1所示支撐管，其位于車輛的轉(zhuǎn)向橋中，轉(zhuǎn)向橋是車輛中非常重要的起支撐、承重及連接作用的部件。它由差速器殼、支撐管、輪轂組成。其中差速器殼內(nèi)的差速器由用于調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)向時(shí)內(nèi)圈與外圈兩車輪的速度。支撐管一端置于差速器殼內(nèi)，一端通過螺栓與輪轂連接。支撐管中裝有半軸，半軸是轉(zhuǎn)向橋中的傳動(dòng)部件，其兩端通過軸承與支撐管接觸。在傳動(dòng)時(shí)，半軸轉(zhuǎn)動(dòng)，支撐管靜止。差速器通過半軸與輪轂連接，將動(dòng)力及運(yùn)動(dòng)傳遞給輪轂，從而帶動(dòng)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)。

2.2右支撐管的工藝分析

圖2.右支撐管主視圖

圖3.右支撐管俯視圖

圖4.右支撐管左視圖及B-B向視圖

如圖2～圖4右支撐管各向視圖，分析知，該零件屬于支架類零件，形狀不規(guī)則，尺寸精度、形位精度要求均較高。分析該零件的主要技術(shù)要求如下：

⑴右端Φ95H7+0.035 0內(nèi)孔對基準(zhǔn)軸線A有較高同軸度，即Φ95H7+0.035 0內(nèi)孔的軸線必須位于直徑公差為Φ0.04且與基準(zhǔn)軸線A同軸的圓柱面內(nèi)。該精度要求主要用于保證連接后運(yùn)行時(shí)的平穩(wěn)要求。

⑵左端Φ130h8 0 -0.063外圓也對基準(zhǔn)軸線A有同樣較高精度的同軸度要求。該要求是Φ130 h8 0 -0.063外圓的軸線必須位于直徑公差為Φ0.04且與基準(zhǔn)軸線A同軸的圓柱面內(nèi)。該精度要求也是用于保證連接后運(yùn)行時(shí)平穩(wěn)的要求。這樣，左右兩端均保證了對同一基準(zhǔn)軸線的同軸度要求，從而實(shí)現(xiàn)運(yùn)行平穩(wěn)的要求。

⑶Φ100Js7+0.017 -0.017內(nèi)孔對基準(zhǔn)軸線B有較高的同軸度要求，以保證連接可靠、運(yùn)行平穩(wěn)。

⑷圖示端面對基準(zhǔn)軸線B有跳動(dòng)度要求，即被測面繞基準(zhǔn)軸線A作無軸向移動(dòng)旋轉(zhuǎn)一周時(shí)，在任一測量圓柱面內(nèi)的軸向跳動(dòng)量不得大于0.08。

⑸鑄件要求不能有砂眼、疏松等缺陷，以保證零件的強(qiáng)度、硬度及剛度，在外力的作用下不至于發(fā)生意外事故。

3.工藝規(guī)程設(shè)計(jì)

3.1選材

由于該件在轉(zhuǎn)向橋中，主要起連接、支撐及承重作用，且考慮在汽車中應(yīng)有良好的減震性等要求，故選擇HT100。HT100具有良好的切削加工性且經(jīng)濟(jì)易得。

3.2確定毛坯的制造形式

由于零件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，故應(yīng)選用金屬型鑄造。毛坯的尺寸精度要求為IT11～I(xiàn)T12級。

3.3選擇熱處理方式

為軟化鋼材利于切削加工，同時(shí)有效防止工件變形并消除內(nèi)應(yīng)力，應(yīng)選擇退火來對毛坯進(jìn)行熱處理。

3.4基準(zhǔn)的選擇

根據(jù)圖2～圖4及零件的使用情況分析，在零件加工過程中，各工序定位基準(zhǔn)的選擇，首先應(yīng)根據(jù)工件定位要限制的自由度數(shù)確定定位基面的個(gè)數(shù)，然后再根據(jù)基準(zhǔn)選擇的原則正確的選擇每個(gè)定位基面。

工件定位時(shí)，究竟需要幾個(gè)表面進(jìn)行定位，要根據(jù)加工表面的位置精度要求和對工件應(yīng)限制的自由度數(shù)來確定。工件定位所需要的基面數(shù)確定之后，就應(yīng)該正確選擇每一個(gè)具體的定位基面。

3.4.1粗基準(zhǔn)的選擇

按照粗基準(zhǔn)的選擇原則，為保證工 件 定 位 可 靠 且 夾 緊 方便，應(yīng) 選 擇Φ100JS7+0.017 -0.017孔、左端外圓端面、Φ95H7+0.035 0孔及右端外圓端面作為粗基準(zhǔn)。

3.4.2精基準(zhǔn)的選擇

選擇精基準(zhǔn)，主要應(yīng)考慮保證加工精度和工件安裝方便可靠。

選擇Φ100JS7+0.017 -0.017孔、左端外圓端面、Φ95H7+0.035 0孔及右端外圓端面作為精基準(zhǔn)，這樣便滿足了基準(zhǔn)重合原則和基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。

3.5加工階段的劃分

為保證加工質(zhì)量，便于合理利用設(shè)備、安排熱處理工序、檢驗(yàn)工序及便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷避免損傷已加工表面，零件加工應(yīng)劃分加工階段。為加工該工件，可將整個(gè)加工過程分為粗加工階段和精加工階段，這樣即可達(dá)到加工要求。

3.6工藝路線的擬定

3.6.1 工藝路線的擬定

為保證達(dá)到零件的幾何形狀、尺寸精度、位置精度及各項(xiàng)技術(shù)要求，必須制定合理的工藝路線。

由于產(chǎn)品生產(chǎn)綱領(lǐng)為成批生產(chǎn)，所以采用通用機(jī)床配以專用的工、夾、量、刀具，并考慮采用工序集中，以提高生產(chǎn)率和減少機(jī)床數(shù)量，使生產(chǎn)成本下降。

⑴工藝路線方案一：

鑄造，退火

工序：

粗車左端外圓及左端面，精車左端外圓及左端面，鏜左端孔；

調(diào)頭，粗車右端外圓及右端面，精車右端外圓及右端面，鏜右端孔；

銑平面；

鉆孔；

攻絲；

去毛刺；

打印標(biāo)記；

清洗；

漆。

⑵工藝路線方案二：

精鑄，退火

工序：

粗車左端外圓及左端面，粗鏜左端孔；

調(diào)頭，粗車右端外圓及右端面，粗鏜右端孔；

調(diào)頭，精車左端外圓及左端面，精鏜左端孔；

調(diào)頭，精車右端外圓及右端面，精鏜右端孔；

銑平面；

鉆孔；

攻絲；

去毛刺；

打印標(biāo)記；

清洗；

漆。

3.6.2 兩種工藝方案的比較分析

兩個(gè)工藝方案中后6道工序完全相同，前幾道工序是為加工出滿足要求的兩端外圓及內(nèi)孔。兩方案中定位方式均是以內(nèi)孔及端面定位，均符合基準(zhǔn)重合原則。選擇方案時(shí)還應(yīng)考慮工廠的具體條件等因素，如設(shè)備，能否借用工、夾、量、刀具等。

方案一是在一道工序中同時(shí)完成外圓、端面及內(nèi)孔的粗加工及精加工，這樣能節(jié)約時(shí)間，提高生產(chǎn)效率，但不易保證加工精度；方案二是外圓、端面及內(nèi)孔的粗加工及精加工分開進(jìn)行，這樣不僅能很好的保證工件要求的加工精度，而且加工周期短，省時(shí)方便。綜上分析知，對于該工件而言，工藝路線方案二明顯優(yōu)于方案一，所以本次工藝路線選擇方案二。根據(jù)工序方案二制定出詳細(xì)的工序劃分如下：

毛坯為精鑄件，清理后退火處理，以消除鑄件的內(nèi)應(yīng)力及改善機(jī)械加工性能，在毛坯車間將毛坯進(jìn)行調(diào)整，銑去澆冒口，達(dá)到毛坯的技術(shù)要求，然后送到機(jī)械加工車間進(jìn)行加工。具體工序如下：

⑴粗車左端面，達(dá)Ra25要求，粗車5孔臺階面；

⑵粗車Φ129.8 0 -0.2達(dá)Ra12.5要求并倒角，粗車Φ130h8 0 -0.063外圓；

⑶粗 鏜Φ100Js7+0.017 -0.017 孔，粗 鏜Φ90孔，達(dá) 到Ra 12.5要 求；粗 鏜Φ103.5+0.35 0孔，達(dá)Ra12.5要求；

⑷調(diào)頭，粗車右端臺階面，倒角1.5×45°，5×30°；

⑸粗車Φ134.9 0 -0.2外圓達(dá)Ra12.5要求，粗車Φ135h7 0 -0.04外圓；

⑹粗鏜Φ55孔，達(dá)Ra25要求；粗鏜Φ60H9+0.074 0孔，粗鏜Φ63+0.3 0孔達(dá)Ra12.5要求；粗鏜Φ88孔；粗鏜Φ95H7+0.035 0孔；

⑺精車左端5孔臺階面，達(dá)Ra6.3要求；

⑻精車Φ130 0 -0.063外圓達(dá)Ra3.2要求；

⑼精鏜Φ100Js7+0.017 -0.017孔達(dá)Ra3.2要求；

⑽調(diào)頭，精車Φ135h7 0 -0.04外圓達(dá)Ra3.2要求；

⑾精車右端臺階面達(dá)Ra6.3要求；

⑿精鏜Φ60H9+0.074 0孔達(dá)Ra6.3要求；精鏜Φ95H7+0.25 0孔；

⒀銑45×116平面達(dá)Ra25要求；

⒁鉆5–Φ13孔，7–Φ13孔及Φ20孔，分別達(dá)Ra12.5、Ra12.5、Ra25要求；

⒂攻絲：2–M10–7H；

⒃去毛刺；

⒄打印標(biāo)記；

⒅清洗；

⒆檢驗(yàn)；

⒇入庫。

4.結(jié)語

本文對農(nóng)用車右支撐管的作用進(jìn)行了簡要概述，主要分析制定了右支撐管的加工工藝和機(jī)械加工路線。在對零件技術(shù)要求嚴(yán)格分析的基礎(chǔ)上，在理論上擬定了該零件最佳的機(jī)械加工工藝過程，可以縮短制造時(shí)間、降低成本，同時(shí)能夠提高右支撐管的加工精度和生產(chǎn)效率。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉守勇.機(jī)械制造工藝與機(jī)床夾具[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009.

[2]李洪.機(jī)械加工工藝手冊[M].北京：北京出版社，1990.

[3]姜作敬.機(jī)械制造工藝學(xué)[M].武漢：華中理工大學(xué)出版社，1988.

[4]王啟平.機(jī)械制造工藝學(xué)[M].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，1990.

[5]王紀(jì)安.工程材料與材料成形工藝（第二版）[M].北京：高等教育出版社，2004.

作者簡介：

孫鳳坤（1987-），女，山東德州人，研究生，碩士，研究方向：農(nóng)業(yè)機(jī)械化工程