汽车锻造前轴加工工艺方案的制定和设备工装的选型或设计

亮剑

汽车锻造前轴加工工艺方案的制定和设备工装的选型或设计

——《我的机械技术体会之一二三》小结

作者：亮剑

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总说明及目录

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本篇纯属原创,未经作者许可任何人不得转载,如有违犯者一经发现将追究其法律责任。

本篇作为《我的机械技术体会之一二三》的小结部分,以此实例说明我的技术观点:学会借用、掌握基础、量力而行。

本篇共分六部分:笫一部分制定前轴加工工工方案的前期准备;第二部分 制定前轴加工工工方案的各种加工方法调查;第三部分 制定前轴加工工工方案的系统考虑;第四部分 优选的前轴加工工艺方案;第五部分 大量生产的最佳工艺方法探讨;第六部分 关于电气和液压部分的说明。将分期发表于《中国机械社区》〈汽车与配件〉专栏。请各位专家多提批评意见并探讨。

谢谢大家。

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下图是我们要探讨的零件（图1）

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笫一部分 制定前轴加工工工方案的前期准备

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1 了解前轴在整车中的作用

前轴在整车中承担承重、支承、转向的功能,属于汽车上重要零部件。前轴的主销内倾、外倾以及后倾(仅部分产品)等倾角以及它与转向节和拉杆等零部件组成的杆系,构成汽车转向系的执行部分,保证整车直线行驶的稳定性和转向性能。(图2、3)

2 了解前轴的主要技术参数及其对性能的影响

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2.1 前轴的主要技术参数

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2.1.1 首先是材质及其性能。它需要具有足够的强度和刚度及抗疲劳破坏能力。

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2.1.2 尺寸及其形位精度。主要包括1:主销孔及其端面尺寸及形位、2:两个主销孔中心及端面形成的空间角度关系、3:主销孔的壁厚差、4:锁紧销孔的尺寸及位置精度、5:其它。

2.1.3 满足装配需要的外形尺寸,即避免装配干涉。一般可能影响装配的部位有主销孔壁厚、转向限位块和U型螺栓安装空间。

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2.1.4 满足使用场合的防腐要求。

(图4、5、6)

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2.2 前轴不合格或失效对整车性能的影响

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比如卡车整车初装时经常出现的跑偏问题中,一部分就是主销孔与转向节综合形成的角度误差造成的。使用后偶尔出现的前轴断裂现象、还有俗称的'辟跨'现象,即前轴变形或断裂,显然是前轴刚度和强度不足引起的。另外,在整车初装和用户使用不长时间后出现的前桥抖动的现象,当然不应该完全排除前轴主销孔及其端面加工精度低的原因。还有一个往往被忽视的问题即左右轮对中心不对称。所有这些整车质量问题往往多因素重叠作用,很难明确判定,但是前轴不合格会加剧和放大其它部件(如制动器)的质量问题。

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3 了解前轴毛坯的制造工艺及其特点

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载重汽车的前轴一般设计为整体工字型,材质为碳钢或优质合金钢调质处理。采用整体锻造成型,锻造工艺难度较大。

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3.1 目前国内的前轴锻造工艺

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目前国内在用的锻造工艺主要有模锻锤模锻、热模锻压力机整体模锻和滚锻成型。其中模锻锤模锻根据设备规格分为整体和分段锻造成型,而机械热模锻压力机整体锻造成型准确,设备价格昂贵,在国内仅几家特大型企业才有。前轴滚锻由于投资低,工艺日趋成熟,从廿世纪九十年代起国内新建了数十条生产线。

3.2 满足和加强前轴性能的方法

从使用角度讲,只要设计合理、锻造纤维组织良好、应力集中处不存在表面缺陷,那么,基本能够满足使用要求。如果再进行合理的表面喷丸强化处理和热处理保证,则使用性能可大大提高。疲劳试验表明,断裂往往发生在打弯处产生的锻造折叠。

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3.3 前轴锻坯的尺寸精度

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由于锻造成型工艺水平的原因,使前轴锻坯尺寸变化较大,特别是长度的变化和扭曲,这给机械加工带来很大的难度。如锻坯长度公差一般是+/-3-5mm,主销孔壁厚差必须保证在4mm以内,理论上讲一次定位的一般工艺是不可实现的。

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但是最终理论中心距即使是长了10mm甚止20mm,也不会影响整车性能。

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4 制定前轴加工工艺方案还需注意的问题

4.1 零件特点

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零件属于细长零件,制定工艺方案时应该注意。零件重量大,单件成本较高,工艺方案的可靠性必须高。

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4.2 节拍要求

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节拍的要求往往决定了工艺方法和设备选型,在下面的具体方案再详述。

4.3 社会发展和进步的影响

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载重汽车经历了从单一品种少量生产到大量生产,直至当今多品种大量生产,而且产品的生命周期越来越短。这就要求工艺方案具有柔性化。

4.4 多方案对比即投入产出分析

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    当把各种可保证产品质量的方案罗列出来以后,模拟实际运行进行成本和利润分析,就不难看出哪一个方案更加有利了。(表1:多方案对比表)

附件:
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亮剑

如果沉了，我就送资料。另外，请管理员把图片搞成合适的大小，我已经搞不了啦。

羚羊

很专业的文章，收藏学习了。我原来在重庆重汽公司职大上了三年学（机械制造工艺与设备），来的同学都在汽车行业工作，当时也开了半年的汽车专业课，由于不喜欢没学好，20年后没想到我也进入汽车零部件生产行业工作（转向器、减震器），现在想多了解关于汽车方面知识（扫盲吧），在此谢谢楼主的高水平讲解。

扬天测量

很想学习一下长长见识，可是看不见附件

朵朵

真是不好意思，学车的时候一定不用心了，理论考试完全是死记硬背的。对于汽车的构造完全不懂。对整篇文章完全只有学习的份。非常感谢提供的学习机会，不然天天开着爱丽舍，头中还真没有过对整个汽车构造的概念，对于什么是“前轴”，今天算是学习了！

成形极限

希望能够继续下去发完，不过应该叫作前梁，后面对应的为后桥

天地之间

增长见识了。

justguy25

还有没有汽车其它部件的结构及原理啊？

Andyren

提供变速器及侨的相关知识，能不能提供底盘的整体结构讲解

车桥李

这好象是斯太尔的前轴，楼主在哪家企业工作啊？我以前也在车桥厂做过多年技术工作，希望以后能有机会向你学习学习