试论上推力杆支架零件中的加工工艺设计

　　上推力杆支架零件是载货汽车车桥的主要零件，零件加工质量的稳定直接决定着生产成本及安装装配的质量。本文就介绍了上推力杆支架零件的特点及概述，探究支架加工中的技术难点，这也是关系着产量与质量，文章也介绍了零件工艺原则与工艺路线，也提到了零件工艺设计在其中起到的作用。

　　[关键词] 工艺路线,上推力杆支架,设计

　　一、上推力杆支架零件特点与概述

　　上推力杆支架是用于载货汽车车桥刹车气缸固定使用，该支架零件底面与车桥通过中间销孔定位并采用 6 处螺栓紧紧相连与之固定;斜面与气缸相连采用 4 处螺栓与之固定;另外上端项部用于平衡杆固定连接。

　　二、上推力杆支架加工的技术难点分析

　　从零件的结构特点可知，其加工具有以下难点：

　　(一)零件与气缸固定面与底面为不垂直交角(76 度)，工件 C 面至 4-Φ17mm 孔距中心尺寸 10 (-0.5~0.5)mm，加工尺寸控制较难。

　　(二)支架零件底面定位孔孔径精度高为 Φ28 (0.03~0.053)mm。

　　(三)零件为多方位连接配合，该支架四处加工面铸造余量约为 2mm~3mm，这对加工工艺拟定及定位选择造成了很大的难度。

　　三、零件工艺拟定原则及工艺路线

　　该零件属于大批量生产，结合先面后孔、先基准后其他及先主后次的工艺原则，宜采用生产工序分散，采用固定节拍按线性布置生产设备，宜选用通用性机床、刀具及专用夹具的方案。具体工艺路线如下：

　　1.铸造件：按毛坯图尺寸铸造毛坯成型;

　　2.热处理：退火处理;

　　3.铣：以 D 面为粗定位基准，铣削 A 面，控 14 (0~+0.5)mm 厚度尺寸;

　　4.钻：以 A 大面基准，Ⅰ 、Ⅱ点导向线基准，Ⅲ点为止推定位基准，钻合 4 处 Φ17mm 通孔;

　　5.铣：以一面两销为基准，铣 B 面，按制 76 度、70mm 尺寸;

　　6.钻：以一面两销为基准，钻合 6 处 Φ21mm 通孔;

　　7.镗：以一面两销为基准，在数控加工中心上钻、扩、镗合 Φ28mm 孔;

　　8.铣：以 B 面及两销为基准，铣面 E 及钻通孔;

　　9.铣：以 B 面及两销为基准，铣面 F;

　　10.拔：拔 4 处 Φ40mm 沉孔;

　　11.拔：拔 6 处 Φ38mm 沉孔;

　　12.检验;

　　13.喷漆;

　　14.入库。

　　四、零件加工工艺

　　(一)铸造产生的毛坯件

　　由于上推力杆支架材质为 QT600，是珠光体型球墨铸铁，QT 是球铁，600 是指抗拉强度 σb (MPa)：≥600。该种材料毛坯具有中高等强度、较好韧性和塑性，综合性能较高;具有良好的耐磨性和减振性，良好的铸造工艺性能，能通过相应热处理达到理想性能。由于毛坯采用铸造成形工艺，要求铸件表面无砂眼、气孔、缩孔及夹渣等缺陷，因此采用退火处理消除零件内应力。

　　(二)制定机械加工工序

　　经过分析和综合考虑，确定该零件的机械加工工艺过程。四处 Φ17mm 孔对称中心也是六处 Φ21mm 孔对称中心及 Φ28mm 孔中心，而且四处 Φ17mm 孔公布在零件轮廓最远处，同时是四处轮廓R40mm 圆弧的中心。因此，该四处 Φ17mm 孔对称轴线应为方要基准，为设计基准，四处 Φ17mm 孔前面(A 面)为精基准面。故选择 D 面与四处轮廓 R40mm 圆弧为粗基准。

　　1.铣 A 面：以 D 面四处为大面定位基准面，限制3 个自由度 Z 向平移、X、Y 轴旋转;以两处 R40mm 圆弧轮廓为导向基准，限制 2 个自由度 Y 向平移，Z 轴旋转;以 R40mm 圆弧左端轮廓为止推基准，限制 1 个自由度 X 向平移，六个自由度被限制。在 XA6132 普通铣床上采用专用夹具，选用 Φ180mm 盘铣刀加工表面 A，保证厚度 14(0~+0.5)mm、表面粗糙度 Ra6.3μm。

　　2.钻 4-Φ17mm 孔：以 A 面为主要定位基准，限制 3 个自由度 Z 向平移，X、Y 轴旋转，以两处 R40mm 圆弧轮廓为导向基准，限制 2 个自由度 Y 向平移、Z 轴旋转，以 R40mm 圆弧左端轮廓为止推基准，限制 1 个自由度 X 位移，六个自由度被限制。在摇臂机床上采用专用夹具，钻合四处孔，保证孔径 Φ17(0~+0.2)mm、表面粗糙度 Ra6.3μm。

　　3.铣 B 面：选用“一面两销”方式，基准面为 A 面，限制了 3 个自由度 Z 向平移，X、Y 轴旋转，两处Φ17mm 孔插销定位限制了 3 个自由度 X、Y 向平移，Z 轴旋转。在 XA6132 普通铣床上采用专用夹具，选用 Φ200mm 盘铣刀加工表面 B，保证厚度76(-0.5~+0.5)mm、表面粗糙度 Ra6.3μm。

　　4.钻 6-Φ21mm 孔：定位方式与铣 B 面一致。在摇臂机床上采用专用夹具，钻合六处孔保证孔径 Φ21(0~+0.23)mm、表面粗糙度 Ra6.3μm。

　　5.镗 Φ28mm 孔：定位方式与铣 B 面一致。在加工中心机床上，钻底孔、粗镗孔留 0.3mm 余量、精镗孔，保证孔径 Φ28(+0.02~+0.053)mm、表面粗糙度 Ra3.2μm 及位置尺寸要求。

　　6.钻铣：选用“一面两销”方式，基准面为 B 面，限制了 3 个自由度 Y 向平移，Z、X 轴旋转，两处 Φ21mm 孔插销定位限制了 3 个自由度 X、Z 向平移，Y 轴旋转，在加工中心机床上，选用 Φ50mm 立铣刀铣削平面、钻合两处通孔，保证孔径 Φ21(0.0~+0.50)mm、表面粗糙度 Ra3.2μm 及厚度尺寸要求。

　　7.钻铣：选用“一面两销”方式，基准面为 B 面，限制了 3 个自由度 Y 向平移，Z、X 轴旋转，两处 Φ21mm 孔插销定位限制了 3 个自由度 X、Z 向平移，Y 轴旋转。在加工中心机床上，选用 Φ50mm 立铣刀铣削平面，保证 40(-0.20~+0.20)mm、表面粗糙度 Ra3.2μm。

　　8.钻 4-Φ17mm 孔锪平 Φ40mm：以 A 面为主要定位基准，限制了 3 个自由度 Z 向平移，X、Y 轴旋转;以两处 Φ17mm 孔基准，限制 3 个自由度 X、Y向平移，Z 轴旋转。在立式钻床上锪平孔Φ40mm，保证直径 Φ40(-0.20~+0.20)mm、厚度 24(-0.20~+0.20)mm、表面粗糙度 Ra6.3μm。

　　9.钻 6-Φ21mm 孔锪平孔 Φ38mm：以 A 面为主要定位基准，限制了 3 个自由度 Z 向平移，X、Y轴旋转，以两处 Φ21mm 孔基准，限制 3 个自由度X、Y 向平移，Z 轴旋转。在立式钻床上锪平孔Φ38mmm，保证直径 Φ38(-0.20~+0.20)mm、厚度12(-0.20~+0.20)mm、表面粗糙度 Ra6.3μm。

　　五、结 语

　　在大批量生产中，工序的分散与集中安排，要结合生产节拍、现场设备及质量要求综合考虑。生产节拍要基本平衡，各工序加工时间要基本相同，最长时间工序节拍要满足配送数量要求。制定出比较合理、高效的加工方法和加工路线，对保证加工质量、数量都有较大的意义。

　　[参考文献]

　　[1]范崇洛主编.机械加工工艺学[M].南京：东南大学出版社，2009.

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