农用车右支撑管加工工艺分析设计

孙凤坤 邢泽炳

摘要：支撑管是车辆转向桥中的一部分，是传动机构的主要零件之一。车辆机构中存在左、右两个支撑管，本文对农用车右支撑管的加工工艺进行拟订和分析，并制订出具体的加工工序，以期实现该工件的方便、经济和高效加工。

Abstract：Support tube is a part of steering axle of vehicles， and is also one of the main parts of the transmission mechanism. There are two support tubes in vehicle mechanism， i.e. left support tube and the right one. The processing of right support tube of the agricultural vehicle is established and analysedin in this paper， and its specific processing procedures is also formulated， so that the processing of this workpiece can be more facilitate， economical and efficient.

关键词：支撑管，转向桥，工艺分析，工艺路线

1.引言

支撑管是车辆转向桥的一部分，是传动机构的主要零件之一。转向桥由轮毂、支撑管、差速器组成，是车辆中的重要组成部件，主要起连接、承重、支撑等作用。在车辆转向过程中，内外轮会出现速度差，差速器则起到调节两轮转速的作用。支撑管的一端与轮毂连接，另一端与差速器壳相连，其里面装有半轴，半轴通过轴承分别与差速器和轮毂连接。轴承与支撑管的连接需保证较高的精度，并且为了车辆在行驶中平稳安全，必须满足支撑管与差速器壳及轮毂之间的同轴度要求。支撑管属于典型的“杂件”类零件，不但精度要求高，形状复杂，制造难度大，而且批量大，直接影响发动机质量。

2.机械零件的分析

2.1零件的作用

图1.支撑管立体图

如图1所示支撑管，其位于车辆的转向桥中，转向桥是车辆中非常重要的起支撑、承重及连接作用的部件。它由差速器壳、支撑管、轮毂组成。其中差速器壳内的差速器由用于调节转向时内圈与外圈两车轮的速度。支撑管一端置于差速器壳内，一端通过螺栓与轮毂连接。支撑管中装有半轴，半轴是转向桥中的传动部件，其两端通过轴承与支撑管接触。在传动时，半轴转动，支撑管静止。差速器通过半轴与轮毂连接，将动力及运动传递给轮毂，从而带动车轮转动。

2.2右支撑管的工艺分析

图2.右支撑管主视图

图3.右支撑管俯视图

图4.右支撑管左视图及B-B向视图

如图2～图4右支撑管各向视图，分析知，该零件属于支架类零件，形状不规则，尺寸精度、形位精度要求均较高。分析该零件的主要技术要求如下：

⑴右端Φ95H7+0.035 0内孔对基准轴线A有较高同轴度，即Φ95H7+0.035 0内孔的轴线必须位于直径公差为Φ0.04且与基准轴线A同轴的圆柱面内。该精度要求主要用于保证连接后运行时的平稳要求。

⑵左端Φ130h8 0 -0.063外圆也对基准轴线A有同样较高精度的同轴度要求。该要求是Φ130 h8 0 -0.063外圆的轴线必须位于直径公差为Φ0.04且与基准轴线A同轴的圆柱面内。该精度要求也是用于保证连接后运行时平稳的要求。这样，左右两端均保证了对同一基准轴线的同轴度要求，从而实现运行平稳的要求。

⑶Φ100Js7+0.017 -0.017内孔对基准轴线B有较高的同轴度要求，以保证连接可靠、运行平稳。

⑷图示端面对基准轴线B有跳动度要求，即被测面绕基准轴线A作无轴向移动旋转一周时，在任一测量圆柱面内的轴向跳动量不得大于0.08。

⑸铸件要求不能有砂眼、疏松等缺陷，以保证零件的强度、硬度及刚度，在外力的作用下不至于发生意外事故。

3.工艺规程设计

3.1选材

由于该件在转向桥中，主要起连接、支撑及承重作用，且考虑在汽车中应有良好的减震性等要求，故选择HT100。HT100具有良好的切削加工性且经济易得。

3.2确定毛坯的制造形式

由于零件结构复杂，故应选用金属型铸造。毛坯的尺寸精度要求为IT11～IT12级。

3.3选择热处理方式

为软化钢材利于切削加工，同时有效防止工件变形并消除内应力，应选择退火来对毛坯进行热处理。

3.4基准的选择

根据图2～图4及零件的使用情况分析，在零件加工过程中，各工序定位基准的选择，首先应根据工件定位要限制的自由度数确定定位基面的个数，然后再根据基准选择的原则正确的选择每个定位基面。

工件定位时，究竟需要几个表面进行定位，要根据加工表面的位置精度要求和对工件应限制的自由度数来确定。工件定位所需要的基面数确定之后，就应该正确选择每一个具体的定位基面。

3.4.1粗基准的选择

按照粗基准的选择原则，为保证工 件 定 位 可 靠 且 夹 紧 方便，应 选 择Φ100JS7+0.017 -0.017孔、左端外圆端面、Φ95H7+0.035 0孔及右端外圆端面作为粗基准。

3.4.2精基准的选择

选择精基准，主要应考虑保证加工精度和工件安装方便可靠。

选择Φ100JS7+0.017 -0.017孔、左端外圆端面、Φ95H7+0.035 0孔及右端外圆端面作为精基准，这样便满足了基准重合原则和基准统一原则。

3.5加工阶段的划分

为保证加工质量，便于合理利用设备、安排热处理工序、检验工序及便于及时发现毛坯缺陷避免损伤已加工表面，零件加工应划分加工阶段。为加工该工件，可将整个加工过程分为粗加工阶段和精加工阶段，这样即可达到加工要求。

3.6工艺路线的拟定

3.6.1 工艺路线的拟定

为保证达到零件的几何形状、尺寸精度、位置精度及各项技术要求，必须制定合理的工艺路线。

由于产品生产纲领为成批生产，所以采用通用机床配以专用的工、夹、量、刀具，并考虑采用工序集中，以提高生产率和减少机床数量，使生产成本下降。

⑴工艺路线方案一：

铸造，退火

工序：

粗车左端外圆及左端面，精车左端外圆及左端面，镗左端孔；

调头，粗车右端外圆及右端面，精车右端外圆及右端面，镗右端孔；

铣平面；

钻孔；

攻丝；

去毛刺；

打印标记；

清洗；

漆。

⑵工艺路线方案二：

精铸，退火

工序：

粗车左端外圆及左端面，粗镗左端孔；

调头，粗车右端外圆及右端面，粗镗右端孔；

调头，精车左端外圆及左端面，精镗左端孔；

调头，精车右端外圆及右端面，精镗右端孔；

铣平面；

钻孔；

攻丝；

去毛刺；

打印标记；

清洗；

漆。

3.6.2 两种工艺方案的比较分析

两个工艺方案中后6道工序完全相同，前几道工序是为加工出满足要求的两端外圆及内孔。两方案中定位方式均是以内孔及端面定位，均符合基准重合原则。选择方案时还应考虑工厂的具体条件等因素，如设备，能否借用工、夹、量、刀具等。

方案一是在一道工序中同时完成外圆、端面及内孔的粗加工及精加工，这样能节约时间，提高生产效率，但不易保证加工精度；方案二是外圆、端面及内孔的粗加工及精加工分开进行，这样不仅能很好的保证工件要求的加工精度，而且加工周期短，省时方便。综上分析知，对于该工件而言，工艺路线方案二明显优于方案一，所以本次工艺路线选择方案二。根据工序方案二制定出详细的工序划分如下：

毛坯为精铸件，清理后退火处理，以消除铸件的内应力及改善机械加工性能，在毛坯车间将毛坯进行调整，铣去浇冒口，达到毛坯的技术要求，然后送到机械加工车间进行加工。具体工序如下：

⑴粗车左端面，达Ra25要求，粗车5孔台阶面；

⑵粗车Φ129.8 0 -0.2达Ra12.5要求并倒角，粗车Φ130h8 0 -0.063外圆；

⑶粗 镗Φ100Js7+0.017 -0.017 孔，粗 镗Φ90孔，达 到Ra 12.5要 求；粗 镗Φ103.5+0.35 0孔，达Ra12.5要求；

⑷调头，粗车右端台阶面，倒角1.5×45°，5×30°；

⑸粗车Φ134.9 0 -0.2外圆达Ra12.5要求，粗车Φ135h7 0 -0.04外圆；

⑹粗镗Φ55孔，达Ra25要求；粗镗Φ60H9+0.074 0孔，粗镗Φ63+0.3 0孔达Ra12.5要求；粗镗Φ88孔；粗镗Φ95H7+0.035 0孔；

⑺精车左端5孔台阶面，达Ra6.3要求；

⑻精车Φ130 0 -0.063外圆达Ra3.2要求；

⑼精镗Φ100Js7+0.017 -0.017孔达Ra3.2要求；

⑽调头，精车Φ135h7 0 -0.04外圆达Ra3.2要求；

⑾精车右端台阶面达Ra6.3要求；

⑿精镗Φ60H9+0.074 0孔达Ra6.3要求；精镗Φ95H7+0.25 0孔；

⒀铣45×116平面达Ra25要求；

⒁钻5–Φ13孔，7–Φ13孔及Φ20孔，分别达Ra12.5、Ra12.5、Ra25要求；

⒂攻丝：2–M10–7H；

⒃去毛刺；

⒄打印标记；

⒅清洗；

⒆检验；

⒇入库。

4.结语

本文对农用车右支撑管的作用进行了简要概述，主要分析制定了右支撑管的加工工艺和机械加工路线。在对零件技术要求严格分析的基础上，在理论上拟定了该零件最佳的机械加工工艺过程，可以缩短制造时间、降低成本，同时能够提高右支撑管的加工精度和生产效率。

参考文献：

[1]刘守勇.机械制造工艺与机床夹具[M].北京：机械工业出版社，2009.

[2]李洪.机械加工工艺手册[M].北京：北京出版社，1990.

[3]姜作敬.机械制造工艺学[M].武汉：华中理工大学出版社，1988.

[4]王启平.机械制造工艺学[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，1990.

[5]王纪安.工程材料与材料成形工艺（第二版）[M].北京：高等教育出版社，2004.

作者简介：

孙凤坤（1987-），女，山东德州人，研究生，硕士，研究方向：农业机械化工程