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【摘要】简要分析了转向节锥孔与球销配合松动的原因,指出铰刀、塞规、与球销在锥度相互偏差较大的情况下,锥孔与球销配合松动。并简要阐述了改进的设计及工艺方法。
【关键词】转向节;锥孔;配合松动;球销
转向节作为汽车转向桥上的关键部件,转向节的功用是承受汽车前部载荷,支承并带动前轮绕主销转动而使汽车转向。在汽车行驶状态下,它承受着多变的冲击载荷,因此,在性能上要求其具有高强度、高耐久的特性,同时在安全性上必须保证在受到变载荷时不能发生断裂。转向节与下摆臂通过球销连接,国内某款A級轿车,售后反馈转向节锥孔与球销配合处有松旷现象发生,直接导致底盘异响和整车操控性受到影响。
1、锥孔与球销配合松动的原因
国内某款A级轿车的转向节对锥孔给出的要求是:锥度1:6,大端基面直径,涂色检查接触面积不少于75%。转向节及锥孔尺寸要求如图一所示:
正常情况下,下摆臂球销插装入转向节销孔,当螺母锁紧后,使转向节与球销抱死。车辆行驶时,下摆臂球头受力后在在球座内绕球心摆动,转向节与球销不发生任何相对运动。而售后反馈此处无法被锁紧,从而导致车辆行驶时,此处受力时球销与转向节销孔之间发生相对运动,最终导致销孔受到不正常磨损,加速锥孔变形。
为了查找锥孔与球销配合松动的原因,现采用以下方法进行如下验证:
a)经对锥孔加工刀具、检验塞规和相连的摆臂球销用投影仪检查其锥角,通过与标准锥角对比,确认与标准锥角的差值,结果如下:
b)通过将1、2号铰刀加工的孔与塞规和球销配合,并且对其进行感觉评价,具体如下:
通过以上试验得出如下结论:
根据上面的测量检查与实际配合评价,锥孔与球销配合松动的原因主要是铰刀、塞规和球销的锥度相互偏差较大,达不到着色面积75%的要求,以致出现松动现象。
2.改进措施
c)考虑到刀具重复使用性,即重复刃磨锥度外圆的方便,在刀具两端应保留可重复使用的中心孔。同时在加工工艺中增加精铰孔工序,配备精铰刀,而原有复合刀具仍可用于铰孔和粗铰孔。为了提高钻孔的精度,以后可以采用普通硬质合金麻花钻钻孔,而粗铰刀可由用过的报废的精铰刀经刃磨后使用,这不仅节约生产成本,还可改进必须采用着色法检查验收的方法。即在订购塞规时,向供应商提出由塞规供应商提供多个校对环规,以便于发放到球销和刀具供应商作为验收环规使用的依据。但是这会使球销和刀具的锥角公差带减小,提高了制造精度。
综上所述,设计上合理的分配铰刀、塞规和球销的公差带,将塞规、球销与孔的锥角相互差值控制在2.5′之内,能有效解决转向节轴孔松动的问题。
参考文献
[1濮良贵,季名刚.机械设计[M].北京:高等教育出版社,2001.
[2] GB 11334-1989,圆锥公差.
[3]刘惟信.汽车设计[M]北京:清华大学出版社,2001.
【关键词】转向节;锥孔;配合松动;球销
转向节作为汽车转向桥上的关键部件,转向节的功用是承受汽车前部载荷,支承并带动前轮绕主销转动而使汽车转向。在汽车行驶状态下,它承受着多变的冲击载荷,因此,在性能上要求其具有高强度、高耐久的特性,同时在安全性上必须保证在受到变载荷时不能发生断裂。转向节与下摆臂通过球销连接,国内某款A級轿车,售后反馈转向节锥孔与球销配合处有松旷现象发生,直接导致底盘异响和整车操控性受到影响。
1、锥孔与球销配合松动的原因
国内某款A级轿车的转向节对锥孔给出的要求是:锥度1:6,大端基面直径,涂色检查接触面积不少于75%。转向节及锥孔尺寸要求如图一所示:
正常情况下,下摆臂球销插装入转向节销孔,当螺母锁紧后,使转向节与球销抱死。车辆行驶时,下摆臂球头受力后在在球座内绕球心摆动,转向节与球销不发生任何相对运动。而售后反馈此处无法被锁紧,从而导致车辆行驶时,此处受力时球销与转向节销孔之间发生相对运动,最终导致销孔受到不正常磨损,加速锥孔变形。
为了查找锥孔与球销配合松动的原因,现采用以下方法进行如下验证:
a)经对锥孔加工刀具、检验塞规和相连的摆臂球销用投影仪检查其锥角,通过与标准锥角对比,确认与标准锥角的差值,结果如下:
b)通过将1、2号铰刀加工的孔与塞规和球销配合,并且对其进行感觉评价,具体如下:
通过以上试验得出如下结论:
根据上面的测量检查与实际配合评价,锥孔与球销配合松动的原因主要是铰刀、塞规和球销的锥度相互偏差较大,达不到着色面积75%的要求,以致出现松动现象。
2.改进措施
c)考虑到刀具重复使用性,即重复刃磨锥度外圆的方便,在刀具两端应保留可重复使用的中心孔。同时在加工工艺中增加精铰孔工序,配备精铰刀,而原有复合刀具仍可用于铰孔和粗铰孔。为了提高钻孔的精度,以后可以采用普通硬质合金麻花钻钻孔,而粗铰刀可由用过的报废的精铰刀经刃磨后使用,这不仅节约生产成本,还可改进必须采用着色法检查验收的方法。即在订购塞规时,向供应商提出由塞规供应商提供多个校对环规,以便于发放到球销和刀具供应商作为验收环规使用的依据。但是这会使球销和刀具的锥角公差带减小,提高了制造精度。
综上所述,设计上合理的分配铰刀、塞规和球销的公差带,将塞规、球销与孔的锥角相互差值控制在2.5′之内,能有效解决转向节轴孔松动的问题。
参考文献
[1濮良贵,季名刚.机械设计[M].北京:高等教育出版社,2001.
[2] GB 11334-1989,圆锥公差.
[3]刘惟信.汽车设计[M]北京:清华大学出版社,2001.