摘 要

转向节是汽车转向桥上的主要零件之一，起支撑与驱动车轮围着主销旋转从而控制行驶方向的作用。实际工作中承受着复杂多变的冲击载荷。对零件的力学性能有较高要求。

本文主要针对EQ140转向节的制动鼓安装孔进行加工工艺装备设计。包括对转向节零件的工艺分析、总体工艺方案设计、加工工艺路线的拟定等。钻制动鼓安装孔选用组合钻床进行制造，包括组合机床的总体设计及三图一卡的编制，其中主要是进行多轴箱设计。包括通用部件的选型、主轴的布置、传动系统的设计等；最后根据拟定好的工艺路线与夹具设计原则完成制动鼓安装孔的专用夹具结构，具体为定位方案拟定与定位误差分析、夹紧装置设计与夹紧力校核等。

关键词：EQ140转向节；钻安装孔；工艺装备；多轴箱；

Abstract

The steering knuckle is one of the main parts on the steering wheel of the car, and the support and drive wheels rotate around the main pin to control the direction of travel. The actual work to withstand the complex and variable impact load. The mechanical properties of the parts have higher requirements.

This article mainly for the EQ140 steering knuckle brake drum mounting hole for processing technology equipment design. Including the analysis of the process of the knuckle parts, the overall process design, the preparation of processing routes and so on. Drilling drum mounting holes are selected for use in combination drilling machines, including the overall design of the combined machine tools and the preparation of three graphs, which are mainly designed for multi-axle boxes. Including the selection of common parts, the layout of the spindle, the design of the transmission system. Finally, the special fixture structure of the brake drum installation hole is completed according to the design principle and the fixture design principle. Specifically, for the positioning program formulation and analyzing the positioning error, designing the clamping device and checking the clamping force.

Key Words：EQ140 steering knuckle；Drilling holes；Technology and equipment；Multi-axle box

目 录

第一章 绪论 1

1.1 研究背景及意义 1

1.2 国内外研究现状分析 1

1.3 研究目的及主要研究内容 2

第二章 转向节加工工艺设计 3

2.1 工艺规程的设计 3

2.1.1 计算生产纲领，确定生产类型 3

2.1.2 选择毛坯 4

2.1.3 工艺过程制定 4

2.1.4 确定毛坯尺寸，设计毛坯图 6

2.2 确定切削用量及基本时间 8

第三章 组合机床总体设计 22

3.1 制定工艺方案 22

3.1.1 被加工工序图确定 22

3.1.2 组合机床切削用量 23

3.2 加工示意绘制及刀具选择 23

3.2.1 绘制加工示意图 23

3.2.2 选择刀具结构 24

3.2.3 初定主轴类型、尺寸和外伸长度 25

3.2.4 动力部件的循环工作确定 25

3.3 相关部件选型 26

3.3.1 机床动力部件的选择 26

3.3.2 确定机床尺寸 27

3.3.3 多轴箱轮廓尺寸 28

3.4 组合钻床生产率计算卡 29

3.5 多轴箱的设计 29

3.5.1 绘制多轴箱设计原始依据图 29

3.5.2 主轴结构型式的选择及动力计算 30

3.5.4 主轴箱坐标计算 32

3.5.5 主轴箱装配图 33

第四章 夹具设计 35

4.1 定位装置设计 35

4.1.1 定位方案设计 35

4.1.2 误差分析 35

4.2 夹紧装置设计 36

4.2.1 夹紧力确定 36

4.2.2 夹紧元件选择 37

4.3 其他部件设计 37

4.3.1 钻模板 37

4.3.2 夹具座 37

4.4 装配及操作的简要说明 38

第五章 总结 39

参考文献 40

致 谢 41

第一章 绪论

1.1 研究背景及意义

汽车是当今主流的交通工具之一，是现代工业发展水平的标志，它改变了人们的生活方式，拉近了人们空间上的距离。同时汽车产业也是一种批量大，精度高，产业关联度高，生产全球化的行业，具有资金密度、技术密度、人才密度、综合性强、经济效益高的特点。汽车产品的研制、生产、销售、运营都与国民经济息息相关，对社会的经济发展和科学技术的进步起着重要作用。

图1.1 汽车转向节位置及实物图

转向系统作为汽车系统不可或缺的一部分，主要用于调控汽车行进方向，而转向节作为汽车汽车转向桥上的主要零件之一，是汽车转向时必不可少的核心零件，也是悬架系统的重要构件。它是车轮转向的铰链，一般呈叉形，包括转向节轴和转向节臂。转向节轴连接轮毂，转向节臂连接悬架控制臂，承担车体前架重量，支撑并驱动车轮围绕主销旋转，来实现转向、制动等，在复杂多变的路况带来的无规律的冲击载荷的影响下，确保汽车运行的直线度与操控的稳定性，因此，转向节应具有很高的强度和制造精度。

1.2 国内外研究现状分析

转向系统发展始于19世纪初期， Len Ken Sperger提出最初的汽车转向梯形机构，由Ackerman、Frederiek Strickland Daimlr PAririan等人经过半个多世纪的探索与完善^[2]，让第一个转向系统问世，其中就有倾斜转向柱的设计也是转向节最开始的模型。经过一个多世纪的发展与完善，国外汽车的研发与生产趋于一体化模式，转向节的加工路线也是从模型锻造到工艺特征的加工到零件的检验的流水线生产模式，典型的制造公司有德国Mauser-werke、英国Maxnovo、美国GM公司等；其生产方式都以现代化自动线配合轮廓仿形车床进行制造，部分已结合工业4.0采用信息化云制造技术。国内的工业起步较晚，汽车行业的发展与国际先进水平有一定差距，转向节的生产制造上自动化、集中化程度低，加上国内制造商以中小企业居多，专门制造研发汽车部件的公司不多，导致国内转向节的制造效率与加工精度与国外还是有一定差距。国内转向节主要由宁波赛普汽车转向系统有限公司、广州粤宏汽车配件制造商、河北新朗玛汽车部件制造有限公司等进行生产。不过在中国制造2025的新政策下^[2]，相信国内汽车零部件的生产能有新的发展机遇。

同时转向节作为轮廓结构复杂的转向控制元件之一，很多学者在其转向性能与制造工艺上不断探究，具体为使用新兴材料、替身锻件品质、提高模具使用寿命，优化生产结构、降低制造成本、节能减排等，并取得一定的成绩。

1.3 研究目的及主要研究内容

随着汽车行业在国内的迅猛发展，国内对汽车的需求日益增加，对汽车的产品要求也逐步提高。转向节作为车轮转向系统中联系转向臂与轮毂的关键零件，其质量好坏直接影响到汽车的转向性能，与乘车人员的安全息息相关，因此合理制定转向节的加工工艺、提高产品质量具有重要意义。