汽车摆臂球销产品及加工工艺

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1现有摆臂球销加工缺陷

球销作为汽车摆臂球销总成的核心部件，由球头、颈部、大端、锥面、螺纹等组成。球销加工成型过程中，需要经过车杆—车球—探伤—钻开口销孔—倒角—滚光—滚丝—清洗等工序。其中车杆（如图1）：利用球销毛坯的头部平台定位，利用驱动（活）顶尖顶紧，完成球销杆部的颈部、大端、锥面、螺纹底径的加工。车球（如图2）：球销车球过程中，利用球销杆部过渡角进行定位，完成球头头部圆球的加工；装夹定位过程中，需要人工挤压球销，保证工件定位面与工装定位面有效接触，过程中对人员的操作水平要求高。车杆—车球分两序加工，过程中存在重复装夹定位，造成加工过程不稳定，球销的球头与杆部的同轴度易出现超差，并且球心到大端的距离也无法保证，产品加工过程不稳定。

2一次成型加工工艺

2.1产品结构变更开发新结构毛坯球销，将螺纹底径部分直接采用冷挤压成型，只机加工球头、脖颈、大端、锥面，实现了单序加工成型，如图3。基于球销加工工艺的改善，对球销毛坯进行尺寸设计，如图4。由于球销螺纹免车削中径，需直接对毛坯状态进行滚丝，所以设计球销毛坯螺纹杆部尺寸必须满足滚丝要求的加工余量（D=1mm）。故球销的加工工艺更改为：精车—探伤—钻开口销孔—倒角—滚光—滚丝—清洗等。2.2加工方式变更加工工艺过程，如图5：将球销毛坯放入夹紧装置（定位套、车球套）中；旋转油缸驱动连接套向左移动，连接套连接车球套向左移动，车球套锥面配合部分沿锥面运动变形，将水平运动转化为径向运动，车球套夹紧球销。加紧球销后，车球套夹紧球销沿轴向运动（向左移动），使球销过渡角位置与定位套端面接触定位，保证球销的轴向定位；活顶尖沿轴向向左运动，顶紧球销端面，提高球销毛坯整体刚度，防止球销在加工过程中颤动；利用车球刀、车杆刀分别对球头、杆部进行加工，使产品一次加工成型；活顶尖向右移动，松开球销；旋转油缸向右移动，带动车球套向右移动，车球套端部沿锥面运动，车球套夹紧部分松开；员工取下工件，完成该产品的加工。该加工方式可避免二次装夹产生的定位误差，其工作原理是：球销由定位套定位，装在车球套上，旋转气缸与连接套螺纹连接，气缸转动带动连接套向左移动，连接套与车球套螺纹连接，带动车球套向左移动，夹紧球销。车球套是精车工装的核心部件，如图6，分别连接旋转油缸和车球胎，目的是将旋转油缸、连接套、车球套的轴向运动，转化成车球套端部的径向运动，实现球销的夹紧。其中车球套与车球胎锥面配合的部位，是夹紧球销的关键因素之一。其工作原理：在车球套锥面端沿轴线切割6条变形槽，车球套在车球胎中沿轴向运动，由于锥面配合原理，使车球套锥面端变形，形成径向夹紧力，夹紧球销。

3结论

综上所述，新结构毛坯将球销的整体加工更改为只加工球头、脖颈、大端、锥面，实现螺纹中径面加工，减少了球销加工余量，提高刀具使用寿命，降低了加工成本。设计定位套与球销过渡角接触，完成球销定位，保证球销每次轴向定位的一致性，解决了球心到大端距离超差的问题；同时，新结构球销毛坯螺纹底径采用冷挤压成型，成型后不再进行机加工，毛坯表面金属流向完整，无切削断痕，提高了螺纹使用寿命。球销的整体加工在一台数控机床上完成，整个过程为一次加工成型，较原有技术节省了一台数控机床，有效提高了机床的利用率，提升了球销的加工效率。

参考文献：

[1]齐铁东，张晨飞.球销与转向节锥面配合设计及分析[M].2017.

作者:曾强 熊雪娇 单位:1.保定市汽车球销工程技术研究中心 2.保定市格瑞机械有限公司