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汽车用球销座加工工艺设计


浅谈汽车用球销座加工工艺设计 [摘要]汽车转向系统用于控制汽车的行驶方向,它由转向机和 转向联动机构两部分组成。其中的上下摆臂球销总成在整个联动机 构中是重要的传力机构,位于摆臂总成及车轮转向节的连接处,在 整个汽车悬架系统的前部,传递转矩及扭矩,同时在颠簸路面时受 到瞬时冲击载荷很大,而球销座承受全部了的力,并将总成与转向 节和摆臂进行固定。 关键词悬架;球销总成 球销座 模锻 机加工 1 引言 汽车的液压助力转向机作用是将转向管柱传来的力和运动传给车 轮转向节。车轮转向节所受的力在球销轴线上就有压力又有拉力, 而在转向轮偏转或者车辆行驶过程中的路面不平导致车架弹性变 形,液压助力转向机的拉杆总成与车轮转向节的相对运动都是空间 运动,为了避免产生运动干涉,在液压助力转向机的拉杆总成中的 连接,摆臂总成和车轮转向节的连接都采用球销总成,而球销是固 定在球销座内,并通过球销座进行连接。 2 球销座的工艺要求 以 6450suv 车型上的球销总成为例,该球销座在工作中不但承受 扭转力矩,而且还承受弯曲力矩和压力,对球销座的抗弯变形和压 拉变形有很高的要求,所以一般球销座的扭矩刚度和弯曲刚度都很 高。为了保证 6450suv 球销总成运动的准确性及工作的可靠性,本 例中采用调质处理的 45 号钢为球销座材料,其机加工尺寸公差等 级为 it8,位置度精度控制在 80mm 以内不超过 0.01mm,机加工后 进行 100%探伤。 3 球销座毛坯的选材及工艺 由于当转向及路面不平时产生的瞬时冲击力对球销座产生很大的 压力、 拉力及扭矩, 易产生球销座的折断及球销座封口部位的开裂, 因此在选择材料时必须选择具有较高的强度,冲击韧度,疲劳强度 和耐磨性的材料。一般球销座可以采用 45 号钢、40cr 等材料。毛 坯的生产为满足大批量生产规模,同时满足精度要求,机加时还要 保证较少的加工余量,多采用模锻制造,直接由坯料成型为具有一 定轮廓形状的球销座毛坯。采用模锻制造球销座毛坯一致性高,机 加工余量少,达到的毛坯性能指标高,符合各种材料试验的要求。 4 球销座毛坯热处理 热处理一般不改变工件的形状和整体的化学成分,而是通过改变 工件内部的显微组织,或改变工件表面的化学成分,赋予或改善工 件的使用性能,消除残余应力 调质处理即淬火后又高温回火的双重热处理。 6450suv 球销座经过 调质处理后获得硬度为 hb240~270, 保证能够在比较大的动载荷作 用下工作,并承受着拉伸、压缩、弯曲、扭转或剪切的作用。 5 球销座机加工工艺的制定 球销座的加工首先要进行基准面的选择,这时应尽量选择精基准 面为基准面,如球销座毛坯不存在精加工面时应在加工前进行基准 面的加工,为后续工序的加工提供精基准,保证加工精度。 机加工阶段包含球销座孔的加工,安装面的加工,安装孔的加工。 其中球销座孔的加工一般进行两次加工,分别为粗加工和精加工, 以便更好的保证孔与球销的配合。 加工阶段需达到的要求: ①球销座的粗加工阶段是从坯料上切除较多的余量,粗加工是以 快速切除毛坯余量为目的,在粗加工时应选用大的进给量和尽可能 大的切削深度,以便在较短的时间内切除尽可能多的切屑,旋转零 件一般单边可直接进行 1.5mm 的切削加工量, ; ②精加工阶段是从工件上切除少量的余量,所得精度和表面都比 较高的加工过程,可使表面粗糙度达到 ra1.6 的水平; ③安装面的加工:因为要与摆臂总成进行配合,保证空间位置的 准确性,因此球销座的安装面有时需进行加工,获得更好的安装位 置尺寸。 ④不重要表面

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