转向节开发流程
CA141汽车左转向节的加工工艺规程及夹具设计
摘要本次毕业设计的题目是CA141左转向节规程及工装设计。
我主要需要完成的包括加工工艺的安排以及两种专用机床夹具设计。
为了保证加工零件的精度同时节约成本和缩短加工周期以及提高加工效率，那么一个良好的工艺安排以及专用夹具的设计就是必不可少的了。
在工艺的安排上不但要考虑合理的加工要求还要考虑到操作者以及加工机械的安全。
同时夹具的设计上也要考虑到使用的安全性和经济性以及安装和拆卸上的方便性。
设计一个良好的工艺工装安排路线那么必须要经过对加工件的详细分析以及周密的考虑后才能得出。
所以分析问题是解决问题的关键，同时还要反复的调整，来寻求最好的一个路线。
这样才能让工艺路线更加的完美，才能保证工件的加工精度和加工效率以及节约材料。
关键词转向节；加工工艺；专用夹具；加工精度；工艺路线AbstractThe graduation design is the subject of CA141 car’s left steering process tooling. I mainly need to complete including Processing craft arrangement as well as special-purpose drill jig design.In order to guarantee the processing components the precision Simultaneously saves cost and the reduction processing cycle as well as the enhancement processing efficiency, Then a good craft arrangement as well as unit clamp's design was essential. Not only in the craft arrangement must consider that the reasonable processing request also needs to consider the operator as well as processes machinery's security. Simultaneously jig's design also needs to consider the use in secure and efficient as well as the installment and the disassemblage conveniences. Designs a good craft work clothes arrangement route that to probably pass through to the job multianalysis,After as well as thorough consideration, can obtain. Therefore the analysis question solves the question key, meanwhile must the repeated adjustment, Seeks a best route. Seeks a best route to be able to let craft route even more perfect like this, can guarantee that the work piece the working accuracy and the processing efficiency as well as save the material.Key word Steering ; Processing craft; Unit clamp; Working accuracy ; Craft route谢谢朋友对我文章的赏识，充值后就可以下载说明书。
CA141汽车左转向节的加工工艺规程及夹具设计
CA141汽车左转向节的加工工艺规程及夹具设计汽车左转向节是汽车悬挂系统中的重要组成部分，也是驾驶员控制车辆转向的关键部件。
其加工工艺与夹具设计对产品质量和生产效率有着重要影响。
本文将从左转向节的加工工艺规程和夹具设计两方面进行详细阐述，以期提高生产效率和产品质量。
一、左转向节的加工工艺规程1.左转向节的加工工艺包括热处理、粗加工、精加工和装配等工序。
2.热处理工艺：将左转向节进行淬火处理，提高其硬度和强度，防止变形和破裂。
3.粗加工工艺：包括车削、铣削、钻孔等工序，用来对左转向节进行形状加工和孔加工。
4.精加工工艺：包括磨削、镗孔、修正等工序，用来对左转向节进行尺寸精加工和表面精加工。
5.装配工艺：将加工好的左转向节与其他零部件进行组装，如轴承、轴套等。
6.每个工序需要制定相应的工艺卡和工艺文件，明确每个工序的工艺参数和要求，以确保整个加工过程的质量和效率。
二、夹具设计1.夹具设计需要根据加工工艺规程的要求和产品的特点进行合理设计。
2.夹具的主要功能是固定和定位左转向节，以确保加工过程中的稳定性和精度。
3.夹具的设计原则：合理、经济、易操作。
4.夹具的设计要考虑以下几个方面：夹紧力的大小、夹紧方式、夹紧点的位置、定位方式、防止变形的方式等。
5.夹具需要具备可调节的功能，可以根据产品的不同规格和尺寸进行调整，以适应不同的加工要求。
6.夹具的制造材料需要具备高强度和刚度，以确保夹具的可靠性和使用寿命。
7.在夹具设计过程中，需要进行必要的试验和优化，以改善夹具的稳定性和准确性。
总结：左转向节的加工工艺规程和夹具设计对汽车悬挂系统的质量和生产效率有着重要影响。
通过制定合理的加工工艺规程和设计合理的夹具，可以提高产品的加工精度和生产效率，同时降低成本和人力投入。
因此，在汽车零部件加工过程中，要重视加工工艺和夹具设计的重要性，不断优化和改进，以满足市场需求和客户要求。
转向节(工艺)毕业设计说明书
第1章零件分析1.1 转向节的功用转向节（俗称羊角）是汽车转向桥上的主要零件之一。
转向节与前梁组装后构成铰链装置，利用该铰链装置使车轮可以偏转一定角度，从而实现汽车的转向行驶。
转向节是车轮和方向盘之间的联系纽带，通过方向盘的旋转，带动连杆，即开始调整车轮的高度，而车轮通过两个轴承与转向节配合，使他们连接在一起。
转向节锥孔与转向节臂配合，并和转向横拉杆连接。
转向节法兰面通过四个螺钉和制动盘连接在一起。
转向节的功用是承受汽车前部载荷，支承并带动前轮转向。
在汽车的行驶状态下受到多变的冲击载荷。
转向节零件实体建模如图：1.2 转向节的结构特点与技术要求转向节（见下图）形式比较复杂，其结构兼具有轴类、盘类、叉架类等各种零件的特点。
根据其功用与结构特点，主要技术要求如下：1.轴颈部分转向节轴颈部分精度要求高的部位有：与轴承配合的两个支承轴颈，分别为Φ25和Φ40以及端面。
两支承轴颈对轴线的同轴度不大于Φ0.01mm，端面对轴线的垂直度不大于0.03mm。
圆角R5处是应力集中部位，Φ74轴颈端面易磨损，因此要求有高的强度和硬度。
在此区域采用高频淬火，淬火深度3-6mm，硬度为HRC53-58。
2.法兰面部分法兰面上有均匀分布的4-Φ12mm的孔，法兰面背面有因锻造拨模角为斜面，为使孔端面与法兰面很好贴合，每个孔均锪有Φ15mm的沉孔。
3.叉架部分转向节的上下耳和法兰面构成叉架体，精度要求高的部分有：注销孔为断续长孔，尺寸要求为Φ30mm，最大实体同轴度不大于Φ0.02mm,与轴线的位置度不大于Φ0.3mm。
锥孔大径为Φ28mm，锥度1：8。
第2章转向节的材料与毛坯制造2.1 转向节的材料与毛坯制造转向节的材料选取为40Cr，它是含碳量为0.37~0.45%的全多结构钢，并经调质淬火处理，以提高强度及抗冲击能力，使其具有较高的综合机械性能。
由于汽车在行驶过程中要经常转弯，故转向节在工作过程中要频繁的承受正反两个方向的冲击载荷，转向节毛坯一般采用锻造，锻造后的毛坯要求金属纤维的方向沿着轴颈轴线方向并与外形轮廓想适应，并且具有较高的抗拉、抗弯和抗扭的强度，以提高零件的强度。
汽车转向节锻造说明书
1绘制锻件图零件为汽车转向节是汽车转向桥上的主要零件之一，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，要求其具有很高的强度。
转向节头部存放钢球的曲面球形凹槽、转向节轴需要机加工；其他表面直接锻出。
绘制锻件图过程如下：1.1初步确定锻件重量级尺寸:根据锻件形状粗略计算锻件体积:3 24 3二2R3 275 —打；5 3 3 43 24 3 143.14 863275 6225 3 3 43=1895005.28mm锻件质量：G d「'V =189500528 10」7.85 103= 14.88kg1.2.计算锻件的形状复杂系数⑴：S = G d /G bG b —锻件外包容体质量；G d —锻件质量；计算锻件外包容体质量G b =390X 170X 110X 7.85X 106"57.25 kg；所以根据公式S =G d/G b=14.88/57.25"0.26。
查资料得锻件形状复杂在0.16〜0.32之间，形状复杂程度为较复杂，级别为川级S3。
确定分模位置根据连杆形状，采用上下对称的直线分模。
确定公差和加工余量由有文献【1】查的;高度公差为长度尺寸为=.3mm；宽度尺寸为:鸚.零件需磨削加工，加工精度为 F ,由参考文献4查得水平方向的余量范围为2.5〜3.0mm,内径方向公差为3mm,高度水平尺寸的单位余量约为2.3〜3.0mm,取3mm。
1.3模锻斜度零件图上的技术条件已注明模锻斜度为5。
1.4圆角半径无零件圆角处取3mm,零件内圆角取R=(2〜3)r,其余圆角取3〜5mm。
1.5技术要求a图上未标注的模锻斜度为5 ;b图上未标注的圆角半径为R=3〜5mm；c允许的错移量为1.4mm；d允许的残留毛边量为1.4mm；e允许的表面缺陷深度为0.5mm；f锻件热处理：正火；g锻件表面清理：为便于检查淬火裂纹，采用喷砂或喷丸。
汽车转向节螺纹孔加工方案
孔精度要求较高 ，用其定位可以有效保证后续加工精
度要求 。
为 了便于装夹 ，装夹时调整夹具到装夹工位 （ 见 图２ ）。由于该转向节１ ５ 个螺纹孔中，１ ３ 个为不通孔，
在加工 时借 助数 控分 度盘旋 转１ ８ ０ 。到加工 工位 （ 见图 ３ ），进行加工 。
转 向节 定 位 后 ，采 用 液 压 压 板 对 转 向 节 进 行 压
图１某汽车转向节三维图
紧 ，以防在钻孔过程中出现松动，影响加工质量；数 控分度盘由液压缸驱动齿条推动工作台旋转分度，由
在加工该工序之前 ，有四道工序：铣轴颈端面 ，
Ｍ Ｃ 琨代 霹 部 件 ｅ ０ １ ３ ￣第ｌ ｌ 妨 ８ １
ｗｗｖ ￣ ． ｍ ｃ１ ９ ５ ０ ． ｃ ｏ ｍ
ａ ｒ ｉ ｎ ，切削进给率１ ～５ ０ ０ ０ ｍｍ ／ ｍ ｉ ｎ 。
２ ． 夹具设计
结合本转向节加工特点以及前序加工工序，可以采
用 “ 一面 两销 ”定位 ，即以法 兰面 和 １ ０ ０ ｈ ８（ 一 ）
工艺节拍为３ ． ５ ｍｉ ｎ ／ 件 。与普通转向节相比，该转向节
法 兰面上有 １ ５ 个螺纹 孔 ，其位 置度要 求为 ０ ． ３ ｍ ｍ。为
汽车稳定行驶并灵敏传递行驶方向，转向节的功用是
承 受汽 车前 部载 荷 ，支 撑并 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 。
加工方案一
１ ． 设备选型
根 据调研 国内转 向节加 工厂家 ，现加工转 向节 多采用数控设备 。本工序的加工可以选择立式加工中 心 ，可以完成铣 、镗削、钻削、攻丝等工序 ，装夹方
汽车转向节工艺方案设计实验
汽车转向节工艺方案设计实验一、方案背景汽车转向节是汽车悬挂系统中的一个重要部件，主要起到转向作用。
为了保证汽车行驶的安全性和稳定性，转向节的质量和工艺必须得到严格控制。
设计一个合理的汽车转向节工艺方案至关重要。
二、方案目标本方案旨在通过设计合理的工艺流程和精细化的操作规范，提高汽车转向节的制造质量和生产效率。
三、方案内容1. 工艺流程设计（1）原材料准备：对于不同材质的转向节，需要选用不同种类和规格的材料。
在原材料准备环节中，需要对原材料进行检验，并进行分类、存储等操作。
（2）加工工序：加工工序是整个制造过程中最为关键的环节。
在这个环节中，需要根据设计图纸和加工要求进行加工操作。
具体包括铣削、钻孔、磨削等多种加工方式。
（3）热处理：对于某些特殊材质的转向节，在加工后需要进行热处理。
这个环节主要是通过高温处理来改变材料组织结构，从而提高材料的硬度和强度。
（4）表面处理：表面处理是为了提高转向节的耐腐蚀性和美观度。
具体包括喷涂、镀铬等多种表面处理方式。
（5）组装：在组装环节中，需要将加工好的转向节与其他零部件进行组装。
这个环节需要严格按照设计图纸和操作规范进行操作，以保证组装质量。
2. 操作规范制定为了保证汽车转向节的制造质量，必须制定精细化的操作规范。
具体包括以下内容：（1）原材料检验标准：对于不同种类的原材料，需要制定不同的检验标准，并进行严格把关。
（2）加工操作规范：针对不同种类和规格的转向节，需要制定相应的加工操作规范，并在实际生产中进行严格执行。
（3）热处理操作规范：热处理是一个关键环节，必须制定相应的操作规范，并在实际生产中进行严格执行。
（4）表面处理操作规范：表面处理也是一个关键环节，必须制定相应的操作规范，并在实际生产中进行严格执行。
（5）组装操作规范：组装环节需要制定相应的操作规范，并在实际生产中进行严格执行。
3. 质量检验方法为了保证汽车转向节的制造质量，必须建立完善的质量检验体系。
转向节(30Q02)机械加工操作指导书1
转向节（30Q02）机械加工操作指导书知识目标；1.了解转向节机械加工加工工艺路线及各工序间的关系2.掌握转向节本工序的加工精度、表面粗糙度等技术要求3.了解转向节本工序加工的方式、方法4.熟悉转向节本工序的工序内容5.掌握文明安全生产的基本内容技能目标；1.掌握转向节本工序的加工内容（工步）2.掌握转向节本工序所用机床的基本操作及调整方法3.能使用转向节本工序所用夹具正确安装工件4.能熟练使用转向节本工序所用量具操作过程：一、加工前的准备工作1.机床启动前检查各手柄位置是否正确，然后接通电源；2.检查机床上夹具是否安装正确，清理定位表面，夹具元件是否完整齐全；3.准备好工件毛坯，按要求摆放量具及辅具；4.启动机床低速空运转，并对机床加油润滑。
如有异常必须立即切断电源，并检查原因。
二、加工过程1.安装工件；2.加工工件；三、加工结束1.关闭电源，调整机床复位；2.清除切屑，清扫机床、场地卫生；3.整理半成品，工装、刀具、量具放置到位。
情感要求：1.尊敬师傅和指导老师，注意自己的言谈举止，保持工作环境的文明氛围，保证正常有序的工作环境2.爱岗敬业，严格遵照岗位职责和要求操作设备，认真学习相关专业知识，熟练掌握操作技能，熟悉工序卡的工艺要求，严格执行本工序工艺规范，实现优质高效3.安全操作，认真穿戴工作服装，遵守操作规程，认真清除安全隐患，确保安全生产4.工作效益，积极主动工作，在保证安全生产的前提下，提高生产率，实现效益最大化知识标准：1.公差和制图方面：能识读转向节零件图和本工序工序图，理解工序图中的各种符号和技术要求，熟悉工艺文件2.工艺方面：掌握转向节零件本工序的装夹、刀具的对刀方法，掌握本工序各表面加工的操作方法，合理选择切削用量（切削速度、进给量、背吃刀量），掌握工序尺寸与零件图要求尺寸的关系，熟悉加工方法所能达到的经济精度和粗糙度，了解本工序各种加工方法的特点及应用3.工艺装备方面：了解转向节本工序夹具的组成、操作应用，掌握转向节本工序采用的装夹方法，加工中定位基准和工序基准的正确选择4.检测知识：掌握转向节本工序各种表面的尺寸测量和各种测量工具的使用方法附：各工序加工步骤和要求工序一：粗钻顶尖消气孔一、工序简图二、机床及工装机床：Z5140夹具：三爪卡盘辅具：T型螺栓、压板、活动扳手200刀具：￠38莫氏4号锥柄钻量具：0～150高度游标尺三、加工过程（同时加工的件数：1件）1.按图用三爪夹盘装夹工件2.钻孔￠38×7达工序要求工序二：铣长短一、工序简图二、机床及工装机床：普车CA6140夹具：铣尾端面夹具辅具：拉杆、活动扳手250刀具：￠80机夹端面铣刀量具：0～200高度游标尺三、加工过程（同时加工的件数：1件）1.按图在铣尾端面夹具上装夹工件2.铣杆部尾端达工序要求（保证长度191±0.5，粗糙度）。
转向节工艺过程卡片
一．重点零件---转向节左右转向节左右转向节1.1工艺设计需求1）快速化：在工艺资源约束的条件下，通过对制造资源进行快速配置，快速规划产品制造过程和工艺设计流程。
2）智能化：在工艺设计过程中通过人工的干预和引导，综合运用交互式、检索修订式和创成式等方法，实现工艺设计的局部智能化、自动化。
3）多样化：支持种类繁多、具有不同的表现形式、包含多种数据格式（如文字、图形、图像等）等工艺符号级文件的编辑。
4）规范化：建立各种工艺数据的统一术语、符号、代号和格式，避免人为的错误，提高工艺设计质量与效率。
5）合理化：能够对工艺资源动态、合理的选用，动态的了解工艺资源的状态，从而编制合理、优化的工艺规程。
1.2工艺管理需求1）全过程工艺信息管理：能够对产品工艺进行全过程的管理，使得工艺信息在产品的全过程中发挥应有的作用，能够对产品进行整体的优化。
2）全方位工艺信息管理：综合管理产品工艺相关信息，实现与产品设计、生产的全面集成。
3）快速的工艺信息建模：在对企业进行工艺分析的基础上，兼顾管理、集成和扩展的需要，快速建立工艺信息模型，实现工艺信息系统的快速实施。
4）灵活的产品配置管理：能够快速、灵活的根据市场和用户的需求对产品结构进行配置，从而形成品种丰富的产品系列。
能够实现EBOM、PBOM、MBOM的动态转化。
5）高效的工艺知识管理：实现对工艺知识的有效获取、工艺知识的有效表示与有机组织的基础上，提供工艺知识的录入、检索、共享、使用、一致性维护和安全性控制等管理功能，促进工艺知识的转化与再利用。
6）强大的角色/权限管理：实现基于角色划分和权限分配的用户管理，保证用户的合理划分和操作，实现工艺数据的安全访问。
7）自定义数据统计与查询：通过面向对象的方法以及统计汇总脚本的编写可以快速、方便的进行自定义的统计汇总与查询。
8）基于PDM思想的工艺信息管理1基于产品结构的管理、工艺信息的设计与管理一体化2工艺信息的统计、汇总、报表3工艺工作流程管理与控制、工艺文档的快速浏览和审批4用户角色、权限管理9）开放的体系结构1完善的体系框架、强大的二次开发工具2基于数据库平台、计算机网络、开放的接口技术（ODBC/DAO/ActiveX）。
转向节加工的技术报告
湖北汽车工业学院毕业实习技术报告班级 KT914-3专业数控技术姓名昝宏强实习起止日期2011年8月6日-2012年1月20日实习单位东风德纳车桥十堰工厂实习岗位羊角加工指导教师盛翠华（企（事）业）叶红（校内）30Z01-01017/18转向节加工技术报告一、工件分析（一）转向节的介绍转向节（羊角）是汽车转向桥上的主要零件之一，一般载货汽车多以前桥为转向桥。
它能够使汽车稳定行驶并灵敏传递行驶方向，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，要求其具有很高的强度。
转向节按装配位置分左、右两种。
左置方向盘的汽车其左转向节的上、下耳部各有一分别用于安装转向节上臂与下臂的螺纹孔。
而右转向节只在下耳有一个安装下臂的螺纹孔。
（二）毛坯的选择转向节集中了轴、套、盘环、叉架等四类零件的结构特点。
因其形状复杂，强度要求高，毛坯一般采用40Cr或40MnB等合金结构钢通过模锻的方法制造.本厂生产主要使用东风五二厂和三环的毛坯。
（三）加工技术要求：（1）支承轴颈尺寸分别为Φ40g6和Φ55f6,油封轴颈Φ85h8。
（2）中频淬火，淬硬层深3-6mm，硬度53-58HRC。
（3）法兰面孔，中心孔直径M14±0.2 mm;限位孔直径M16±0.2法兰孔直径M12±0.2 mm;主销孔直径Φ41mm,长225mm.（4）粗铣法兰面厚度36±0.2 mm，精铣法兰面厚度35±0.2 mm.（5）铣端面光滑度BL16-6H，铣两耳内外侧面光滑度BL10-2H二、工艺流程（一）转向节加工工艺过程对30Z01-01017/18转向节的加工，主要由三大部分来完成.1.轴颈部分:支承轴颈Φ40g6 同轴度公差为6级垂直度公差为0.03mm支承轴颈Φ55f6 同轴度公差为6级垂直度公差为0.03mm油封轴颈Φ85h8 同轴度公差为8级垂直度公差为0.05mm中频淬火Φ85h8油封轴颈端面易磨损，要求表面硬度高。
毕业设计(论文)-汽车转向节机械加工工艺规程及工艺装备设计
目录一引言 (3)二零件分析 (3)(一)零件的生产纲领及生产类型 (3)（二）零件的类型及功用 (3)（三）零件的结构分析及工艺性审查 (3)（四）零件主要技术条件及技术关键问题 (3)三工艺规程设计 (4)（一）确定毛坯制造的形式 (4)（二）定位基准的选择 (4)1粗基准的选择 (4)2精基准的选择 (4)（三）零件表面加工方法的选择 (4)（四）制定工艺路线 (5)四确定机械加工余量及毛坯尺寸、设计毛坯图 (6)（一）确定机械加工余量 (6)（二）确定毛坯尺寸 (9)（三）设计毛坯图 (9)五工序设计 (10)（一）50工序粗车各外圆表面工序设计 (10)（二）90工序铣两内侧面工序设计......................................................1 4 （三）170工序拉主销孔工序设计.........................................................1 5 （四）250工序磨外圆轴颈工序设计......................................................1 5 （五）70工序半精车各外圆表面数控车削工序设计（方案二）.....................1 6 六专用夹具设计 (18)（一）问题的提出 (18)（二）定位方案选择 (18)1定位基准的选择 (18)（三）定位误差分析及计算 (18)1刀具、钻具、衬套的选择 (19)2对刀误差 (19)3角度误差 (20)4分度误差 (20)（四）夹紧方案选择 (20)（五）夹紧力计算 (20)1确定轴向切削力 (20)2确定夹紧力 (20)（六）夹紧力方向与夹紧力作用点的选择.............................................2 1 七专用刀具设计.................................................................................2 1 八专用量具的设计..............................................................................2 2 九结束语..........................................................................................2 3 一十参考文献.....................................................................3 3 十一致谢 (24)附件一：英文资料译文附件二：汽车转向节机械加工工艺规程附件三：汽车转向节零件图附件四：汽车转向节毛坯图附件五：钻主销孔夹具装配图及部分零件图附件六：1：8锥孔加工铰刀设计图附件七：工序170拉主销孔塞规设计图汽车转向节机械加工工艺规程及工艺装备设计作者 x x一、引言毕业设计是我们大学期间的最后一个教学环节，是一个综合性的教学实践环节，是培养我们工程技术人员的主要教学环节之一，是对几年学习成效的综合性检验。
汽车整车汽车转向系统开发流程
汽车整车汽车转向系统开发流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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铝转向节锻造工艺流程
铝转向节锻造工艺流程Forging process plays a crucial role in the production of aluminum steering knuckles. The process involves shaping the metal into the desired form through the application of compressive force. 铝转向节的锻造工艺对其生产起着至关重要的作用。
这个过程涉及通过施加压缩力将金属塑造成所需的形状。
One of the key steps in the forging process is heating the aluminum billet to a specific temperature. This is done to soften the metal and make it more malleable for shaping. 锻造工艺中的关键步骤之一是将铝坯加热到特定温度。
这样做是为了使金属变软，更易于塑造。
Once the billet reaches the desired temperature, it is placed into adie cavity and subjected to high pressure. This pressure forces the metal to flow into the intricate details of the die, forming the steering knuckle shape. 一旦铝坯达到所需的温度，就会被放入模腔中，并施加高压力。
这种压力迫使金属流入模具的复杂细节，形成转向节的形状。
After the forging process is complete, the aluminum steering knuckle is removed from the die and allowed to cool. This cooling process isessential for ensuring the strength and durability of the finished part. 锻造工艺完成后，铝转向节会从模具中取出，并允许其冷却。
转向节开发流程试卷教案
柔性制造技术应用实例－－重型卡车转向节自动加工线的开发王效勇1 孟繁纯2(1．中国重型汽车集团济南桥箱有限公司；2．中国重型汽车集团济南桥箱有限公司)摘要：基于柔性制造技术理念，以“突破传统和创新流程”为目的，广泛应用集成加工和复合加工技术，策划了全新的重型卡车转向节加工流程和制造工艺，结合当今成熟的“CNC”机床、机器人和自动化技术，开发并实现了重型卡车转向节全自动加工线应用。
关键词:关键词重卡转向节,柔性制造技术，机器人，自动线，集成，复合加工工艺前言随着重型卡车需求的急剧扩张，市场竞争日趋激烈，汽车零部件制造水平和生产能力直接或间接地影响着整车的竞争.柔性化生产和精益化制造成为汽车零部件制造业追求的理念,高质量、高效率、低成本运行的生产制造系统成为汽车零部件企业迫切期望.本文通过自主开发重型卡车转向节全新的工艺流程，分析、应用先进的制造技术,详细介绍了全自动柔性化转向节自动加工线的开发应用。
1转向节零件功能及结构特点1。
1转向节零件功能转向节是汽车转向桥上的关键重要零件,承受载荷，支承并带动前轮绕主销转动，实现汽车的转向、制动功能。
在多变的冲击载荷之下，保证行驶操纵、直线稳定性，因此,该零件要求具有很高的强度和制造精度。
1.2转向节零件结构特点作者:王效勇，重汽济南桥箱公司副总经理，高级工程师,电话：85588603在重型汽车上，转向节从结构上分主要有整体式和分体式两种.整体式转向节从承载强度上要比分体式优越,但从加工的角度分析，整体式转向节要比分体式转向节复杂得多.整体式转向节属于非常典型的异形件，它是由支承轴、法兰盘、支架等零件结构的空间组合。
如整体转向节结构（图1、2示)，支承轴部分的结构形状为阶梯轴，由同轴的外圆柱面、圆锥面、螺纹面，以及与轴心线垂直的轴肩、过渡圆角和端面组成的回转体；法兰盘部分包括法兰面、均布的连接螺栓孔和转向限位螺钉孔；支架部分是由转向节的上、下耳和法兰面构成的支架形体。
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柔性制造技术应用实例－－重型卡车转向节自动加工线的开发王效勇1 孟繁纯2(1．中国重型汽车集团济南桥箱有限公司;2．中国重型汽车集团济南桥箱有限公司)摘要：基于柔性制造技术理念，以“突破传统和创新流程”为目的，广泛应用集成加工和复合加工技术，策划了全新的重型卡车转向节加工流程和制造工艺，结合当今成熟的“CNC”机床、机器人和自动化技术，开发并实现了重型卡车转向节全自动加工线应用。
关键词：关键词重卡转向节，柔性制造技术，机器人，自动线，集成，复合加工工艺前言随着重型卡车需求的急剧扩张，市场竞争日趋激烈，汽车零部件制造水平和生产能力直接或间接地影响着整车的竞争。
柔性化生产和精益化制造成为汽车零部件制造业追求的理念，高质量、高效率、低成本运行的生产制造系统成为汽车零部件企业迫切期望。
本文通过自主开发重型卡车转向节全新的工艺流程，分析、应用先进的制造技术，详细介绍了全自动柔性化转向节自动加工线的开发应用。
1转向节零件功能及结构特点1.1转向节零件功能转向节是汽车转向桥上的关键重要零件，承受载荷，支承并带动前轮绕主销转动，实现汽车的转向、制动功能。
在多变的冲击载荷之下，保证行驶操纵、直线稳定性，因此，该零件要求具有很高的强度和制造精度。
1.2转向节零件结构特点作者：王效勇，重汽济南桥箱公司副总经理，高级工程师，电话：85588603在重型汽车上，转向节从结构上分主要有整体式和分体式两种。
整体式转向节从承载强度上要比分体式优越，但从加工的角度分析，整体式转向节要比分体式转向节复杂得多。
整体式转向节属于非常典型的异形件，它是由支承轴、法兰盘、支架等零件结构的空间组合。
如整体转向节结构（图1、2示），支承轴部分的结构形状为阶梯轴，由同轴的外圆柱面、圆锥面、螺纹面，以及与轴心线垂直的轴肩、过渡圆角和端面组成的回转体；法兰盘部分包括法兰面、均布的连接螺栓孔和转向限位螺钉孔；支架部分是由转向节的上、下耳和法兰面构成的支架形体。
转向节在转向桥上的功能决定了它相对转向桥上的主销、制动凸轮支架、前轴等连接件有较高的装配位置精度和加工精度要求。
而整体式转向节由于其特殊的结构特征，决定了其特殊、复杂的加工工艺流程。
图1图22重卡转向节国内外加工现状及分析2.1转向节加工流程及设备目前在国内外，对于转向节的加工工艺多以专用机床、通用机床或以专用机床、通用机床、加工中心等组成的加工线，分成十几道或二十几道加工工序。
比较典型的加工流程如下：使用专机加工出用于加工轴颈所需的中心孔（05序）。
支承轴颈主要以粗车（10序）、精车（15序）、磨削（55、60序）等工艺方法加工完成。
法兰、支架部分主要以钻、扩、铰、铣、镗、拉等工艺方法实现。
主要设备以通用机床、专机、数控车床、加工中心等设备实现上述流程。
考虑各工序加工能力的平衡，比较成熟的一条加工生产线含20-21台设备，加工能力约240件/天（三班制）。
2.2转向节典型加工流程分析总体分析典型的转向节加工工艺流程存在下列特征：2.2.1工序基于传统加工方式束缚，虽然使用了数控车、加工中心等较先进的设备，基准多次转换，数控设备难以发挥最大效率，加工产品的精度不能够稳定。
2.2.2因结构特征，工序内容约束，加工工序多，产品转型局限性较大。
2.2.3设备结构和布局限制，生产线较长，在制品占用量大，难以实现一个流生产，生产效率难以实现最大化，精益化管理推行困难。
对国外多家重卡转向节加工线的了解、考察，其主要是以数控专机、加工中心等设备组成的生产线，虽然设备精度较高，但各工序单机作业，柔性差，生产管理也同样受到制约。
目前国内外重卡转向节加工基本未实现将工艺系统、物流系统、信息技术有效结合，无法实现、快速、敏捷、柔性化生产。
3自动线策划、分析3.1自动线策划的目标国际先进制造技术系统应对的是市场需求的快速反应，实现敏捷化制造。
该系统的构成应该是包含了创新设计、前沿技术、制造组织、监控、物流、信息等内容的系统化工程。
基于企业自身发展的需要、对创新的理解和实现零部件制造业水平的突破，我们对重卡转向节加工自动线的策划至少应实现先进工艺制造技术、信息技术、自动化技术、管理技术的集成应用，保证生产线高效率、高质量、低成本运行，满足重型汽车对转向节产品变化、制造精度、可靠一致性、生产能力的需要。
3.2先进工艺制造技术保证流程再造在金属切削加工领域，复合加工技术正以其独特的优势，不断拓展应用空间。
如复合加工机床一次装夹可实现车、铣、钻、镗、螺纹等多种工序内容的加工；复合刀具实现多工步加工一次成形。
其最突出优点是极大缩短工件的制造周期；提高工件加工精度和品质一致性。
3.2.1流程再造的工艺技术分析基于复合加工先进技术理念的认识；数控设备的集成、精准、高速、自动化、数字化等功能的发挥，对转向节加工工艺简约化处理，达到流程再造目的实现。
经过论证分析， OP10工序，充分利用可交换工作台的卧式加工中心将主销孔（φ78、56孔）、支架面、开档面等粗加工内容和中心孔、支销孔（φ30孔）等精加工用于后续定位的内容在一道工序实现；OP20工序，将各级轴颈加工面、盘面螺纹、轴颈端面等内容利用高精度数控车铣复合机床实现粗精加工一次完成；OP30工序，利用轴颈定位，将主销孔（φ78、56孔）、支销孔（φ30孔）、支架面、开档面等内容的精加工在一道工序完成，三道工序是可以实现的。
（工艺流程如图示）3.2.2 工艺过程难点预测控制：3.2.2.1 OP10的加工只能用毛坯面定位，工件抓取；定位、加工的可靠性和准确性，直接影响后续基准和加工精度，乃至设备运行安全性。
3.2.2.2 OP20的加工要实现定位准确、夹紧可靠；系统动静平衡；确保轴颈粗精加工，以车代磨一次完成；螺纹加工准确分度功能实现。
3.2.2.3 OP30夹具需要保证定位的准确性，必须具有工件装夹准确检测功能，保证最终相关尺寸和位置的正确性，机械手抓取安全、准确、正确必须控制。
3.2.2.4工件状态识别、位置控制、夹持控制；信息交换等技术的把握。
3.2.3柔性制造技术的运用：自动线应具备先进的柔性制造功能，要表现在：3.2.3.1自动线设备可根据所加工产品的需要通过简单的更换夹具元器件，实现零件的多品种加工。
3.2.3.2对加工产品的批量可根据需要迅速调整；对加工产品的性能参数变化，可迅速变更并及时恢复生产。
3.2.3.3可迅速而有效地综合应用新技术、新工艺、新刀具；快速改变生产运营效率和成本。
3.2.3.4对产品换型需求变化及特殊要求能迅速做出反应，适应瞬息万变的市场需求。
3.2.4高速加工制造技术的运用：自动线对机床的要求是高速度、高精度、高精度保持性（工程能力指数Cm/Cmk）和高耐久性运转。
对刀具的要求是利用新材料，以达到高的切削、进给速度。
3.2.5加工能力分析和设备布局原有的成熟的重卡转向节一条加工生产线（左、右产品混线）含22台设备，加工能力约240件/天（三班制），加工节拍5分钟/件。
按新策划的加工工艺流程各工序加工内容进行节拍评估：OP10需要12分钟/件；OP20需要8分/件；OP30需要12分/件。
综合考虑、生产组织、物料管理、敏捷制造，策划将新的加工线按左右线分开，以适应突发事件。
设备匹配如下：左线（OP10 卧式加工中心3台；OP20 数控车铣复合机床2台；OP30卧式加工中心3台）。
右线（OP10 卧式加工中心3台；OP20 数控车铣复合机床2台；OP30卧式加工中心3台）。
3.2.6物料输送系统根据设备布局结构和生产线各环境要求控制分析，结合机器人运行速度和动作精度，设置6台机器人（每条线3台），分别完成各工序间工件输送、上/下料、状态识别、检测等工作。
辅助设施由抓取系统、运行系统、物料输入/输出系统；中间周转/检测系统及各类传感器组成。
3.2.7控制、信息系统中央控制台、网络及软件、警示/报警/显示；安全防护系统。
4重卡转向节自动加工线详细介绍基于上述的策划和分析，我们进行了重卡转向节自动线设计开发，并得以顺利实施。
这条自动加工线由计算机网络全方位控制，通过机器人完成数控加工中心与车铣复合加工机床工序交换，实现了全线从毛坯到成品的自动化制造，将原来多道的加工工序压缩为三道。
达到集制造加工技术、自动化技术和信息技术于一体的柔性制造技术应用。
（如图3示）图34.1 中心控制系统介绍转向节自动线由CNC机床、机器人、上下料装置、周转/检测台及操作台组合，这些部分的动作和逻辑控制由系统主控部分负责，系统主控采用日本三菱的Q系列大型PLC进行控制，Q系列CPU是模块化的PLC，这使系统具有很强的可扩展性和可维护性。
PLC的控制程序采用了较为容易理解的梯形图语言进行编程，采用了模块化编程，方便系统的调试和后期故障诊断与维修。
PLC与CNC机床之间通讯采用了较为流行的Profibus-DP现场总线，这种通讯方式能够使使通讯速率和抗干扰性得到保证而且采用总线结构使系统接线得到了简化对于后期维护也提供了方便。
操作台硬件采用了PROFACE公司的真彩触摸屏，触摸屏与PLC之间通讯采用了以太网结构的通讯方式，这使系统的控制线路硬件结构和接线大大简化，在触摸屏上不仅能够对系统进行操作而且能够显示系统及CNC机床的报警信息、产量信息、系统I/O状态等信息，还能对机床刀具进行寿命管理。
机器人程序为川崎公司的AS编程语言，此语言类似于计算机C语言，方便理解，机器人动作由示教方式进行确定，这种方式便于后期对动作位置进行调整。
机器人与机床之间的动作逻辑由PLC进行控制，保证了动作的可靠性。
4.2 自动线运行过程实效简介4.2.1 定时将工件毛坯放置到上料自动输送装置上后，上料装置检测开关检测到有工件时开始运行将工件运送到等待位，等待位检测开关检测到有工件时机器人执行抓取工件程序，将工件抓到机器人卡爪上。
（如图4示：）在卡爪上加装限位开关，当卡爪有工件时，限位开关动作发出信号，执行装料程序，当卡爪上无工件时，限位开关无动作或提示报警。
图44.2.2当加工中心机床加工完毕时，机器人将执行上下料程序。
当机床夹具松开后，机器人将完成工序加工的工件取出，然后将毛坯工件装入机床夹具，夹具夹紧动作准确完成后，机器人移动将已加工工件放入周转/检测台。
（如图5示）：图54.2.3 通过同样的控制方式实现OP20的工件自动装卸。
由于OP20复合加工机床的结构特点。
所以机床尾座上加装3个接近开关，加载工件时顶尖向前，顶住工件时，触发装载到位接近开关，发出装载完毕信号，当无工件时，顶尖向前触发顶尖过位开关，当顶尖退回时，触发退回到位接近开关，发出退回到位信号。
（如图6示）：在OP20工序增加了工件在线检测功能。
当线外检测台发出要求检测的信号，则机器人将工件放到检测台上，检测完毕后按下检测完毕按钮发出检测完毕信号，机器人再将工件从检测台上取下。