關于拳端主銷孔鉸刀桿結構的改進

肖波

摘要：拳端產品是汽車轉向系統中的重要零件，其功能是承受汽車前部載荷，支承并帶動前輪繞主銷轉動使汽車轉向。在汽車行駛狀態下，它承受著多變沖擊載荷，并要求轉動靈活。

關鍵詞：拳端;鉸孔加工方案

本廠生產拳端產品，小批量生產，原加工采用的是國內傳統加工工藝，普通機床和專用設備。生產周期長，而產品的質量不穩定，嚴重影響了產品的交貨期。提高加工能力，提高加工精度是廠里的當務之急。通過對汽車拳端的鉸刀桿進行改進和優化，來提高生產效率，提升加工精度，從而達到最佳的經濟效益。

一、汽車拳端產品主要加工技術要求分析：

拳端產品主銷孔尺寸精度要求為H7，圓柱度為0.05，尺寸精度和形位公差都有高的精度要求，表面粗糙度要求達到Ra1.6，孔大而深長。一般采用鉸孔來完成加工、保證尺寸精度及形位公差要求。如圖1

二、本廠原采用傳統鉸刀桿加工工藝

加工方法是在立鉆、搖臂鉆上完成，機床主軸與鉸刀桿、鉸刀屬剛性連接，如圖2。盡管機床的精度不斷提向，鉸刀切削刃與主軸的同軸度誤差還是不可避免，要求使他們達到很高的同軸度仍然是個棘手問題，加工過程中在主軸旋轉離心力作用下，必然產生諸多不良后果，使產品質量不穩定。

（1）由于鉸刀與加工工件拳端主銷孔中心不同軸、鉸刀切削實際旋轉軌跡大于鉸刀直徑，因此被加工的孔實際偏大而且無規律，無法控制尺寸精度，圓柱度。

（2）因加工孔比較深，隨著鉸刀逐漸深入孔內，旋轉離心刀刃被工件束縛，在不同軸誤差影響下，被鉸的孔徑逐漸縮小形成喇叭口。

（3）由于鉸刀、刀桿、機床采用剛性連接，因同軸度誤差與旋轉離心力共同作用下，鉸刀產生電位接觸，鉸刀刃少數參與切削，只切削孔內凸出旋轉軌跡上的部分，其余鉸刀刃則切削不到內孔壁，因此產生振動，嚴重影響內孔表面粗糙度、圓孔圓柱度精度。同時使鉸刀的使用壽命縮短。

三、延長鉸刀的使用壽命

為保證孔的尺寸穩定，消除喇叭孔，提高孔的圓柱度，延長鉸刀的使用壽命，因此對刀柄進了改進設計。使鉸刀能實現連續的軸向偏轉和徑向平移，有效彌補鉸刀中心與被加工拳端主銷孔中心的偏差、工件安裝誤差，消除因機床主軸旋轉產生的徑向跳動，使鉸刀中心在整個鉸削加工過程中始終與拳端主銷孔中心保持一致。

（1）因購買的鉸刀本身不能浮動，而是采用安裝的浮動鉸刀柄實現浮動，為確保鉸刀在平行于軸內浮動及在垂直空間角度浮動，特設計如下浮動鉸刀機構。如圖3

（2）工作原理：機床主軸與莫氏4刀柄連接，刀柄通過定位螺釘將機床主軸旋轉動力矩傳遞給上部十字接頭，再傳給中間十字接頭，十字接頭與十字接頭之間有1毫米間隙，中間有一個鋼起浮動作用，連接桿與壓緊螺母采用球面接觸，在壓縮彈簧作用下，可上下，左右浮動。

（3）采用該浮動機構后，將機床動力矩柔性地傳遞給旋轉的鉸刀，能使所夾持鉸刀自動找正被拳端主銷孔中心，自動調節主軸，保證鉸刀中心與被加工拳端孔的中心線平行。

（4）拳端主銷孔在鉸刀整個鉸孔加工過程中柔性、平穩、均勻地完成鉸削任務，孔徑尺寸精度能達到7級精度，圓柱度可達0，01mm，表面粗糙度可達Ra0.8，提高了產品質量。

（5）機床主軸和被夾持鉸刀中心在設定的浮動范圍內始終與被加工拳端主銷孔中心保持重合，鉸刀全部刀刃參與切削且無振動，這使得鉸刀使用壽命大大提高，節約了校刀，換刀等輔助時間，提高了生產效率，極大地節約了生產成本。

（6）改進浮動鉸削機構后，使得企業產品質量得到有效控制，同時產品的交貨期也得到保證。