V型推力桿在載重汽車上起著不可忽視的作用漫雷，除了可以防止中耀即、后橋前后移位捡霹，還可以防止左右移位污祭。在生產(chǎn)中锐校，中國重汽通過解決上球座的加工和熱壓合連接兩大難點，成功研發(fā)出一種先進(jìn)的新型載重汽車V型推力桿慨蜒。

　　V型推力桿總成裝置矮按，通常設(shè)置在載重汽車中、后橋上歉羹，成對使用膨泄。其一端通過球面銷與車架鉸接，另一端則安裝在車橋上帅挫，通過關(guān)節(jié)軸承與車橋鉸接段丸，其主要作用是穩(wěn)定車橋，保持車橋的穩(wěn)定位置抡草，同時克服彈簧鋼板只能傳遞縱向力和側(cè)向力而不能傳遞牽引力饰及、制動力及其相應(yīng)的反作用力矩的弊端。因而當(dāng)載重汽車過載時康震，V型推力桿可將沖擊載荷有效均衡地分配給車身兩邊縱梁燎含，減輕橋殼和底盤受到的沖擊。同時由于載重汽車的工況惡劣腿短，若V型推力桿密封不好屏箍，則泥沙等極易進(jìn)入上球座，加快關(guān)節(jié)軸承總成磨損橘忱，從而導(dǎo)致整個總成性能下降赴魁，使用壽命大大降低。

　　目前中國重汽（香港）有限公司（以下簡稱為“中國重汽”）使用的V型推力桿主要由1個上球座（夾緊圈鹦付、球座襯和端蓋）尚粘、2個連接桿、2個直球座和2個球銷等組件組成

　　V型推力桿總成制造中存在兩大難點：一是上球座的加工敲长，二是V型推力桿總成的熱壓合連接郎嫁。

　　上球座的加工

　　上球座是V型推力桿中重要的零部件之一，它一方面是關(guān)節(jié)軸承總成的安裝定位件爬账，其內(nèi)孔的加工尺寸及精度決定了關(guān)節(jié)軸承總成的裝配精度源相；另一方面它是兩根連接桿的連接中心折司，整個總成的熱壓合關(guān)鍵之處就在于上球座與兩根連接桿的熱壓合，熱壓合質(zhì)量的好壞直接影響著總成的連接尺寸和裝配質(zhì)量下乱。由于上球座形狀較為復(fù)雜耿把，如果定位裝夾不好，將直接影響后續(xù)工序的加工精度及其裝配質(zhì)量条肢。由于其內(nèi)部使用的剛性關(guān)節(jié)軸承對內(nèi)孔的精度要求進(jìn)一步提高舍仙，增加了制造的難度，同時對操作者的要求也提高了稀忘。因此我們對上球座的加工設(shè)備提出了一定的要求云钻，對夾具設(shè)計的可行性進(jìn)行了分析。

　　上球座的加工設(shè)備選用CKA6163數(shù)控加工機(jī)床扣筛，其關(guān)鍵工序在于φ90mm內(nèi)孔的加工和φ46mm尾端的加工聋寻。縱觀上球座零件水导，可以看到上球座零件質(zhì)量大坠狡、毛坯復(fù)雜且形狀不均勻，因而怎樣設(shè)計夾具從而保證產(chǎn)品的加工精度成為關(guān)鍵遂跟。

　　1.φ90mm內(nèi)孔的加工

　　在加工φ90mm內(nèi)孔時逃沿，需要將上球座豎直放置，以一側(cè)毛坯面定位加工內(nèi)孔漩勤，作為后續(xù)工序的精基準(zhǔn)感挥。加工過程中工件與夾具一起旋轉(zhuǎn)時存在離心力作用，內(nèi)孔會產(chǎn)生失圓越败，因而需要對夾具做一定的配重處理触幼，如圖5所示，在上球座尾端對稱的一側(cè)增加了配重塊究飞。

　　在對夾具進(jìn)行了配重處理后置谦，加工φ90mm內(nèi)孔時仍然有失圓情況的產(chǎn)生，原因有多方面的亿傅，對這一問題的分析如下：

　　產(chǎn)生失圓的主要原因是由于機(jī)床主軸旋轉(zhuǎn)時所產(chǎn)生的慣性力引起的加工誤差媒峡。在工藝系統(tǒng)中，切削加工中高速旋轉(zhuǎn)的零部件（含夾具葵擎、工件等）不平衡谅阿，將會產(chǎn)生離心力。而離心力和轉(zhuǎn)動力一樣在每一轉(zhuǎn)中不斷地變更方向某蛆，因此它在Y方向的分力大小的變化碴秽，會引起工藝系統(tǒng)的受力變形，在加工時產(chǎn)生誤差诸跳。在加工上球座工件時承叫，零部件不平衡蔫沐，假設(shè)工件和夾具的總的不平衡質(zhì)量為m，質(zhì)量中心到回轉(zhuǎn)中心的距離為d织鳖，旋轉(zhuǎn)時所產(chǎn)生的離心力為Q激点，當(dāng)離心力Q與切削分力Fr方向相反時（由于旋轉(zhuǎn)體不平衡而引起的背吃刀量變化，見圖6）卷哟，力Q將工件推向刀具开辫，此時切削深度為最大，工件與刀具之間由力Q和力Fr之差所引起的Y方向的相對位移（讓刀）最小役躬，設(shè)為Ymin划烫；當(dāng)離心力Q與Fr完全同向時，力使工件離開刀具竿刁，此時，切削深度為最小搪缨，而工件與刀具之間由力Q和力Fr之和所引起的Y方向的相對位移（讓刀）最大食拜，設(shè)為Ymax。由于位移不同而產(chǎn)生在半徑方向的加工誤差Δr為：

　　K—工藝系統(tǒng)的剛度副编；

　　ω—角速度负甸。

　　因此，在加工中只要不消除或減小離心力痹届，失圓是永遠(yuǎn)存在的呻待。為消除這一不良影響，在加工該產(chǎn)品時队腐，根據(jù)產(chǎn)品質(zhì)量蚕捉，在不平衡質(zhì)量的反方向加裝配重塊，使不平衡質(zhì)量m和配重塊的離心力大小相等柴淘，方向相反迫淹，達(dá)到相互抵消的結(jié)果。但是为严，由于毛坯質(zhì)量不均衡升筛，配重塊也不可能隨時調(diào)整，因此配重后的加工同樣會產(chǎn)生失圓垛搏。這樣對毛坯的質(zhì)量分布要求也需進(jìn)一步提高柳竟，盡量使毛坯的質(zhì)量分布均衡，確保加工后的失圓情況在尺寸公差可控的范圍內(nèi)肩卡，這樣對后續(xù)金屬鋼軸承的使用也提供了保證慰乾。由上述公式可知，離心力Q與工件轉(zhuǎn)速的平方成正比蟹助，因此欧舒，加工該產(chǎn)品時莱艺，配重調(diào)整好后，還應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)實際調(diào)整好轉(zhuǎn)速阐拭，使轉(zhuǎn)速在合適范圍內(nèi)榄集，以減小離心力對工件產(chǎn)生的影響，減小失圓掺厦。

　　在沿上球座內(nèi)孔軸線徑向產(chǎn)生失圓的同時苗率，沿軸線方向還將產(chǎn)生錐度變化，即沿φ90mm內(nèi)孔軸線聚谁，底部尺寸稍小于上部尺寸母剥，呈小錐度的變化。這是由于刀具刀桿有一定長度形导，由上球座上部到底部的切削運動產(chǎn)生的抗力不均衡环疼，加之存在離心力的作用，因而切削深度存在差異朵耕，產(chǎn)生了錐度情況炫隶。但就目前的加工來看，錐度很小阎曹，在可控制范圍內(nèi)伪阶，不影響關(guān)節(jié)軸承的裝配。

　　上球座的內(nèi)孔及其端面則是以后各工序加工以及熱壓組件壓合時的基準(zhǔn)处嫌，因此栅贴，孔的加工必須在前，同時考慮如果上球座在一次性裝夾下完成粗加工熏迹、半精加工和精加工檐薯，那么在粗加工時由于切削余量大，在切削過程中會產(chǎn)生較大的切削力挫勿，產(chǎn)生大量的切削熱坷顽。工件的熱變形主要是由切削熱引起的。在熱平衡的情況下订岗，工件的加工精度符合要求喇喂，但在冷卻收縮后，其尺寸變小囊骆，甚至可能出現(xiàn)尺寸超差雪奠。同時，由于切削熱引起了刀具的熱變形筏匪，使得開始加工的工件與達(dá)到熱平衡后加工的工件存在尺寸誤差踪启。所以為保證上球座加工精度，其粗加工與半精加工和精加工工序必須分開進(jìn)行。在上球座粗加工后將其取下使其自然失效茧天，消除內(nèi)應(yīng)力后再轉(zhuǎn)入半精加工窄悍、精加工工序，這樣工件的加工精度就要比工序集中時好很多磨夕。但就我廠目前的設(shè)備屯远、工裝及人員狀況，加工φ90mm內(nèi)孔時捕虽，粗加工慨丐、半精加工及精加工由同一工序完成：

　　05—車內(nèi)孔及φ106mm外圓；

　　10—車另端內(nèi)孔及φ109mm外圓泄私；

　　15—車φ104.4mm槽房揭；

　　20—車φ105mm槽；

　　25—打中心孔晌端；

　　30—車一端φ46mm外圓及φ41mm槽捅暴；

　　35—車另一端φ46外圓及φ41mm槽。

　　對于15及20兩道工序咧纠，理論上可以分別合并進(jìn)05及10工序伶唯，這樣可以減少工件的周轉(zhuǎn)時間，提高生產(chǎn)效率惧盹。為此，對于10工序瞪讼，試制了帶彈性夾套的夾具钧椰。

　　經(jīng)試車，上球座車夾具安全可靠殖祈、質(zhì)量輕且裝夾方便刻吵，上球座φ90mm內(nèi)孔的尺寸比較穩(wěn)定，滿足工藝要求粮戈，完全達(dá)到圖紙公差的要求苦突，工序的質(zhì)量能夠保證。

　　2.尾端φ46mm尺寸的加工過程分析

　　上球座的另一加工關(guān)鍵在于φ46mm尾端尺寸的加工亭圆。上球座尾端成“V”字狀街剂，由于兩尾端間有48 17′±12′的角度，因此每個尾部相對于內(nèi)孔中心面就有一定的角度柏豆，為使其能正常加工出尾部绎弯，就必須以內(nèi)孔及其端面為基準(zhǔn)，以上球座端面定位这毁，消除三個自由度（兩個轉(zhuǎn)動自由度版逼、一個平面移動自由度），而內(nèi)孔心部則以短圓柱定位消除兩個移動自由度，另外一個轉(zhuǎn)動自由度則利用芯軸與尾部頂針消除钮隙，這樣六個自由度均已消除阅嘶，從而使得夾具定位裝夾可靠。但需要解決夾具配重問題载迄，使尾部保持水平讯柔，才能滿足加工條件，加工出合格產(chǎn)品宪巨。而在加工另一端尾部時磷杏，為使定位基準(zhǔn)保持一致，必須重新設(shè)計重量與上述配重塊一致捏卓，如要安裝角度不同的配重塊极祸，在加工時只需將其安裝在夾具體上，即可進(jìn)行生產(chǎn)加工怠晴。

　　在上球座φ46mm尾端尺寸的加工過程中遥金，雖然有配重塊的使用，但就加工后的產(chǎn)品尺寸來說蒜田，存在著一定比例的失圓稿械。原因分析主要是夾具與工件的靜平衡調(diào)整好后，由于靜平衡一般不能消除附加反動力冲粤，加工時工件與夾具旋轉(zhuǎn)寿宅，使得工作情況更加惡化，動平衡未調(diào)整好船遣，慣性力引起較大的附加反作用力卫糙，所以工件尾部存在失圓情況。附加反作用力可通過專用的動平衡機(jī)來消除样呜。因此欺靠，應(yīng)重新考慮夾具的配重問題，在遠(yuǎn)離夾具體的地方適當(dāng)安裝配重塊覆珍，保證動平衡肾寡。FEMA（潛在失效模式及后果分析）對此問題的分析認(rèn)為是刀具問題、毛坯質(zhì)量問題及機(jī)床振動纱轨、動平衡的問題耿愈。但通過試驗，在保證夾具倔剩、工件等不變的條件下纪尊，適當(dāng)增加走刀次數(shù)，增加精車工步判哥，可有效減小失圓的產(chǎn)生献雅，工件加工精度可以保證碉考。

　　V型推力桿的熱壓合
　
　　V型推力桿的熱壓合是V型推力桿的又一加工難點和關(guān)鍵。由于熱壓合后工件一次定型挺身，因此對各熱壓合組件尺寸要求較嚴(yán)格侯谁，其熱壓件質(zhì)量關(guān)系著整個總成的質(zhì)量，同樣也關(guān)系著與整車裝配的質(zhì)量章钾。

　　V型推力桿的熱壓合就是將上球座及其熱壓組件熱壓到一起的關(guān)鍵過程墙贱，由于V型推力桿存在著48 17′±12′的角度，因此它就存在不同于普通澆鑄式推力桿的熱壓模具贱傀，必須重新設(shè)計模具惨撇，以滿足V型推力桿中雙頭熱壓的要求。同時模具中還必須保證連接尺寸513.7±1.5mm的準(zhǔn)確性府寒，因此魁衙，還要保證壓裝后檢具的精確度。熱壓合模具的合理設(shè)計為制造的關(guān)鍵株搔。

　　為滿足V型推力桿雙頭熱壓的要求剖淀，結(jié)合V型推力桿的設(shè)計特點，我們重新設(shè)計了滿足V型推力桿制造的模具肌辑，如圖9所示足渔。

　　在上球座、連接桿和直球座加工完畢后刹造，即可進(jìn)行V型推力桿的熱壓合丹碑。V型推力桿的熱壓合是將桿身和直球座熱壓好的組件放入加熱設(shè)備中，加熱至桿身的相變溫度以下劫欣、再結(jié)晶溫度以上候隘，然后將桿身與上球座同時放入熱壓模中，利用油壓機(jī)壓力將球座桿身熱壓結(jié)為一體晋挑。連接桿的材料為35鋼，由鐵—合金相圖知铭能，35鋼的絕對熔化溫度T熔為1?450℃肄寻，相變溫度為800℃左右，而再結(jié)晶溫度T再＝0.4T熔＝580℃励螺，當(dāng)桿身加熱溫度超過再結(jié)晶溫度時串锁，則金屬的塑性良好，變形抗力低糊探，消耗較小的能量即可得到較大的變形钾埂，同時能獲得較高機(jī)械性能的再結(jié)晶。所以科平，在熱壓裝時桿身的加熱溫度一般控制在750±20℃（在727℃時A發(fā)生共析反應(yīng)）褥紫，并且使其加熱溫度均勻，以保證產(chǎn)品熱壓裝質(zhì)量。但就目前的熱壓裝條件髓考，考慮到溫度變化部念，尤其是在溫度低條件下的熱壓合，工件的熱量流失快氨菇，操作者可能等待熱壓的時間長儡炼，故將加熱溫度定為850±50℃，以補(bǔ)償熱量的流失對熱壓合產(chǎn)生的影響查蓉，從而保證產(chǎn)品質(zhì)量乌询。實驗證明此溫度區(qū)域內(nèi)的熱壓合完全可以保證產(chǎn)品質(zhì)量。

　　在保證熱壓合溫度滿足的條件下豌研，壓裝的壓力對推力桿的壓合質(zhì)量也非常重要妹田。壓力過小，造成壓合痕淺宋泊，影響產(chǎn)品質(zhì)量玻温，因此通過計算與實踐將壓力定為22±3MPa，完全可以保證V型推力桿壓裝質(zhì)量湃改。

　　結(jié)語

　　V型推力桿是中國重汽消化吸收國外先進(jìn)重卡技術(shù)開發(fā)的專利產(chǎn)品级闭，并率先在自卸車和載重貨車上采用，大大提高了車輛底盤的可靠性丧足，同時也提升了中國重汽在重卡市場上的競爭力本洁。

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