某重卡車橋轉(zhuǎn)向節(jié)的夾具設(shè)計制造

1 引言

重卡車橋的轉(zhuǎn)向節(jié)是前橋總成的重要的安全零部件，同時也是復(fù)雜的異型鍛造件，主要功能為承受載荷，在方向盤及助力缸的作用下帶動前輪繞主銷軸轉(zhuǎn)動從而使車輛轉(zhuǎn)向。轉(zhuǎn)向節(jié)的材料為42CrMo，需要優(yōu)良的機(jī)械綜合性能，其幾何形狀比較復(fù)雜，各幾何加工尺寸的加工精度會影響汽車行駛的轉(zhuǎn)向精度、平穩(wěn)性、輪胎壽命。

2 轉(zhuǎn)向節(jié)的加工工藝及夾具分析

轉(zhuǎn)向節(jié)的常規(guī)加工工藝多采用通用機(jī)床和專機(jī)，需要占用大量的設(shè)備、場地，夾具多采用手動夾具，效率低，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，受人為因素影響很大。由于人工成本日益增加，受經(jīng)濟(jì)環(huán)境影響產(chǎn)品訂單不穩(wěn)定，公司采用立式加工中心、臥式加工中心，車削中心等柔性加工設(shè)備工序集中加工轉(zhuǎn)向節(jié)，夾具采用液壓夾緊，刀具采用復(fù)合刀具，提高設(shè)備利用率，降低加工節(jié)拍，減少操作人員數(shù)量。

2.1 公司轉(zhuǎn)向節(jié)的加工工藝為：

工序10#粗精銑兩端主銷孔端面尺寸為322.5，粗鉆兩端主銷孔為φ48,粗精銑小端面，打小端中心孔B5，打大端中心孔B5，鉆2-φ18孔，劃窩φ23，鉆攻4-M22*1.5-6H孔；

工序20#粗精車軸頭外圓φ57.55、φ76.6，端面及外螺1.75-12UNC-2A，兩個軸承位處留余量0.4mm；

工序30#軸承位表面淬火HRC48-55，深度2-6mm，首件熱處理后需要做破壞試驗(yàn)，在質(zhì)量部檢測合格后，才能批量生產(chǎn)；

(5)加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研合作，鼓勵企業(yè)與高校、科研院所共建優(yōu)勢互補(bǔ)、成果共享、風(fēng)險共擔(dān)的技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)合體，建設(shè)更多的企業(yè)技術(shù)中心、工程技術(shù)研究中心和院士博士碩士工作站，培育創(chuàng)新型企業(yè)和高新技術(shù)企業(yè)。

工序40#外圓磨磨軸承位φ57.15±0.028、φ76.62±0.03，根部圓角R8.5，端面尺寸28±0.25；

工序60#在下文中詳細(xì)說明；

王座之下的臣民也許不能對藍(lán)寶石的尊貴追根溯源，但文化畢竟就是地區(qū)人類的生活要素形態(tài)的統(tǒng)稱，單憑一種印象就可以征服這些虔誠的人們。于是藍(lán)寶石在民間也成為了優(yōu)雅和莊重的象征，直到今天也是國際重量級拍賣行——佳士得和蘇富比珠寶類目最重要的品類之一。

2.2 轉(zhuǎn)向節(jié)加工用夾具結(jié)構(gòu)為：

工序10#：采用四臺立式加工中心配第四軸NT320、回轉(zhuǎn)油缸、尾軸32SP-C，回轉(zhuǎn)中心高度為340mm,回轉(zhuǎn)直徑為φ550mm。一套夾具同時裝夾兩個轉(zhuǎn)向節(jié)的加工方案，中心定位為液壓自定心三爪夾緊轉(zhuǎn)向節(jié)大軸承位的外圓，角向定位為90°浮動V型塊支撐在轉(zhuǎn)向節(jié)主銷孔毛坯的外圓處，采用浮動支撐在毛坯有外形差異時，可以正常定位夾緊，浮動支撐設(shè)計有兩個導(dǎo)向柱，保證角向定位準(zhǔn)確；用兩個固定支撐及兩個相對于中心的浮動支撐定位轉(zhuǎn)向節(jié)的大端面，使轉(zhuǎn)向節(jié)定位可靠，每個轉(zhuǎn)向節(jié)用兩個主液壓缸壓緊。通過軟件模擬設(shè)計方案可以滿足轉(zhuǎn)向節(jié)及夾具體的正?；剞D(zhuǎn)，相應(yīng)刀具的換刀、加工及設(shè)備行程行程。兩個中心油缸的夾緊力為300-800kg.f，四個主油缸的夾緊力為600-1500 kg.f；

工序20#：采用四臺數(shù)控車削中心PUMA-400B加工，主軸卡盤中心裝有專用固定頂尖，用一對卡爪夾緊工件的毛坯，每個卡爪上裝有兩個鎢鋼爪，確保工件夾緊可靠，轉(zhuǎn)向節(jié)小端用活頂尖頂緊?？ūP上安裝工件上下料的導(dǎo)向塊，配重塊保證轉(zhuǎn)向節(jié)旋轉(zhuǎn)加工時主軸受力均勻，保證加工精度，機(jī)床上裝有輔助V型塊，方便轉(zhuǎn)向節(jié)上下料；

“十二五”期間，麗水市共發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害險情484起，其中，有人員死亡的地質(zhì)災(zāi)害8起，死亡50人，分別比“十一五”期間增加58%、60%和66.7%。特別是2015年蓮都區(qū)里東山體滑坡事件，造成38人死亡，27戶房屋被埋，21戶房屋進(jìn)水；2016年遂昌縣蘇村山體滑坡事件，造成26人死亡，2人失聯(lián)，20戶房屋被掩埋，17戶房屋進(jìn)水，給人民群眾生命財產(chǎn)造成了巨大損失。

工序50#：采用四臺臥式加工中心HM5000加工轉(zhuǎn)向節(jié)，一套夾具同時裝夾兩個轉(zhuǎn)向節(jié)的，中心定位為液壓自定心夾緊轉(zhuǎn)向節(jié)大軸承位的外圓，角向定位為削邊銷。每個轉(zhuǎn)向節(jié)用四個主液壓缸壓緊。通過軟件模擬設(shè)計方案可以滿足轉(zhuǎn)向節(jié)及夾具體的正常回轉(zhuǎn)，相應(yīng)刀具的換刀、加工及設(shè)備行程行程。兩個中心油缸的夾緊力為400-1100kg.f，四個主油缸的夾緊力為500-1300 kg.f；

工序30#：采用一臺立式數(shù)控中頻淬火機(jī)床對轉(zhuǎn)向節(jié)的兩處軸承位的外圓及端面進(jìn)行熱處理，定位方式為一個固定頂尖、一個活動頂尖；

(3) 魚是如何在水中完成呼吸的？某實(shí)驗(yàn)小組利用BTB指示劑遇CO2由藍(lán)色變黃的特性進(jìn)行了E實(shí)驗(yàn)，對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的解釋是： ____________。

工序40#：采用一臺數(shù)控外圓磨床對轉(zhuǎn)向節(jié)的兩處軸承位的外圓、端面及根部圓角進(jìn)行磨削熱處理，定位方式為一個固定頂尖、一個活動頂尖；

工序50#銑小端螺紋處平面，保證尺寸38，鉆攻8-M16*1.25-6H內(nèi)螺紋，銑面鉆攻M16*1.5-6H，去毛刺;

工序70#下襯套安裝于下壓頭上，上襯套安裝于上壓頭上，將轉(zhuǎn)向節(jié)就位，同時啟動上下油缸將上下襯套壓裝于轉(zhuǎn)向節(jié)的相應(yīng)位置。

3 工序60#鏜主銷孔的夾具設(shè)計、制造

由于轉(zhuǎn)向節(jié)主銷孔的軸線和軸頭部分的軸線傾斜相交，加工精度高，此工序夾具設(shè)計、制作比較困難。夾具采用將主銷孔的軸線和臥式加工中心主軸的軸線重合，將轉(zhuǎn)向節(jié)軸頭的軸線傾斜。

夾具通過用液壓油缸拉緊自定心夾頭夾緊大軸承位的外圓、用一個削邊銷定位上道工序加工的孔、用基準(zhǔn)C的端面完成定位，這樣就可以限制六個方向的自由度，工件處于完全定位狀態(tài)，工序基準(zhǔn)和定位基準(zhǔn)重合,所以基準(zhǔn)不重合誤差為零，此外中心定位油缸彈簧夾頭具有自動的定心功能，且精度極高，定位基準(zhǔn)不會因?yàn)檩S承位外圓的變化而發(fā)生改變，所以基準(zhǔn)位移誤差為零。夾頭的材料采用15CrMo，按設(shè)計圖紙加工完成后，經(jīng)過滲碳熱處理硬度HRC 60±3，深度0.9-1.2 mm，保證夾頭使用壽命，重復(fù)定位精度高，用線切割將夾頭均勻切12條縫，使夾頭受拉力后在油缸體的15°錐面的作用下均勻收縮變形夾緊工件。削邊銷和自定心夾頭裝配在同一個油缸本體上，可以提高夾具的制造精度。中心自定心夾緊總成通過兩個φ12 mm的定位銷和轉(zhuǎn)向節(jié)大平面定位板裝配成一個分總成，中心油缸裝配圖如圖4所示。

此夾具液壓油路圖入圖3所示，通過旋轉(zhuǎn)油缸將機(jī)床液壓站的油路引向兩個中心夾頭的油缸，八個主壓緊油缸。將氣源通過旋轉(zhuǎn)油缸引向夾具的六個定位面，通過氣體探測傳感器確認(rèn)轉(zhuǎn)向節(jié)定位平面和夾具的定位平面完全接觸后才能啟動程序加工。

(3)金融結(jié)構(gòu)通過促進(jìn)人才流動加速技術(shù)轉(zhuǎn)移和擴(kuò)散。Alfaro et al的研究表明，金融市場的發(fā)展對人力資本的成長和先進(jìn)技術(shù)的吸收具有顯著的正向作用。[23]王永齊則認(rèn)為金融市場效率將增強(qiáng)資本的可獲得性，促進(jìn)R&D企業(yè)內(nèi)部人力資本學(xué)習(xí)水平上升,進(jìn)而提高人力資本由R&D企業(yè)流出轉(zhuǎn)而建立自己的企業(yè),從而加速技術(shù)擴(kuò)散。[24]李平和許家云的研究進(jìn)一步佐證了這一傳導(dǎo)途徑，他們采用中國1997—2008年30個省份的面板數(shù)據(jù)檢驗(yàn)了金融結(jié)構(gòu)對海歸歸國創(chuàng)業(yè)的影響，得出金融市場通過鼓勵海歸創(chuàng)業(yè)，促進(jìn)技術(shù)轉(zhuǎn)移和擴(kuò)散效果，最終加速了中國技術(shù)進(jìn)步和高新產(chǎn)業(yè)發(fā)展，而金融中介這一效果并不明顯。[25]

生產(chǎn)車間使用的臥式加工中心的最大回轉(zhuǎn)直徑為φ800mm，所以整個夾具的回轉(zhuǎn)直徑需要小于等于φ800 mm 。通過測量計算一套夾具可以安裝兩個轉(zhuǎn)向節(jié)，夾具的中心為回轉(zhuǎn)液壓油缸及管路。在軟件上模擬刀具位置圖，此夾具可以滿足粗鏜刀、精鏜刀、槽銑刀、單盤銑刀φ285 mm、雙盤銑刀加工要求。此夾具通過底面安裝螺栓將夾具固定在機(jī)床工作臺上，通過機(jī)床工作臺左、右側(cè)面的安裝板快速定位。夾具用四個油缸壓緊轉(zhuǎn)向節(jié)大端的四個平面處，壓板的頭部上裝有保護(hù)塊，保證轉(zhuǎn)向節(jié)加工過程中夾緊力可靠，對轉(zhuǎn)向節(jié)的表面不造成損傷，夾具的總體方案布置圖最終確定如圖2所示。

“一言為定！”唐小果一聽，想也不想就答應(yīng)了，“你得保證給我一書包的糖作為報酬！”身為人類，拯救幾個糖人簡直輕而易舉！這樣不僅能得到很多糖，還會被當(dāng)做超級英雄崇拜！光想想就激動不已。

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所有零部件制作完成，要經(jīng)過質(zhì)檢部檢測合格后才能清洗、涂抹潤滑油后裝配，裝配過程中要保證液壓缸的油封安裝到位，唇口朝向正確，液壓缸裝配后要進(jìn)行密封實(shí)驗(yàn)。螺釘要按照標(biāo)準(zhǔn)扭矩值用力矩扳手?jǐn)Q緊到位。油管接頭要懸掛與機(jī)床管路相對應(yīng)的編號，便于夾具裝配拆卸時快速識別，各夾具零部件裝配后整體如圖5所示。

夾具裝配到臥式加工中心前要用干凈的抹布將夾具的底平面，兩個定位側(cè)面擦拭干凈，并用干凈手將上述三個平面擦拭干凈，同時要將機(jī)床工作臺的三個定位面用抹布及干凈的手擦拭干凈。用扭矩扳手將各連接螺栓交叉均勻擰緊到要求扭矩。生產(chǎn)車間不加工產(chǎn)品時，要在夾具的表面涂抹潤滑脂，防止表面生銹。

4 結(jié)束語

1.經(jīng)過生產(chǎn)驗(yàn)證此夾具能夠滿足轉(zhuǎn)向節(jié)的加工精度要求，滿足產(chǎn)品的批量生產(chǎn)節(jié)拍要求。

2.轉(zhuǎn)向節(jié)軸頭部位的的自定心夾頭的設(shè)計結(jié)構(gòu)可以用于類似產(chǎn)品的夾具設(shè)計。

[1]范崇洛主編 《機(jī)械加工工藝學(xué)》 東南大學(xué)出版社 2009年.

[2]馮辛安主編 《機(jī)械制造裝備設(shè)計》 機(jī)械工業(yè)出版社2004年.

[3]臧克江主編 《實(shí)用液壓技術(shù)叢書》北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009年.

[4]《機(jī)床夾具設(shè)計手冊》編委會主編 機(jī)械工業(yè)出版社2009年.

[5]馬振福主編.《液壓與氣動傳動》.第二版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004年.

[6]陳啟松主編. 《液壓傳動與控制手冊》 上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2006年