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。

根据生产类型的不同，可以采用不同的锻造方法。由于转向节形状复杂，强度要求高，大批大量生产毛坯，所以在毛坯选择时候采用模锻，模锻的毛坯制造精度高，加工余量小，生产效率高。

2.2 毛坯的机械加工余量和外形尺寸

1.机械加工余量

（1）零件质量估计为3kg。其中把零件分为轴的部分和另一部分，质量分别为1.2kg 和1.8kg。

m f1=1.2kg；m f1=1.8kg

（2）包容体质量m H=L bHρ

m H1=6.233kg

m H2=10.745kg

（3）锻件形状复杂系数S= m f/ m H

S= m f1/ m H1= 0.19，S= m f2/ m H2= 0.17。由于锻件形状复杂系数0.15〈S3〈0.32，所以本零件复杂系数为S3级（较复杂）。

（4）锻件的材质系数为M1级，即钢的最高含碳量小于0.65%的碳刚或合金元素最高含量小于3.0%的合金钢。

根据以上来确定毛坯的机械加工余量：

厚度方向单边余量 1.7~2.2mm，水平方向单边余量 1.7~2.2mm。（【1】中表3—45锻件内外表面加工余量）

2.锻件的尺寸公差

根据《实用机械加工工艺手册》陈宏钧主编机械工业出版社第190页钢质模锻件的公差及机械加工余量（GB12362—90）【1】。

2.3 转向节结构工艺分析

1.转向节轴颈轴线和主销孔轴线及两轴线交点为零件的设计基准，在加工中应以轴颈轴线和加工后的支承轴颈及主销孔作为定位基准。

2.轴颈与法兰面的过渡圆角处是受力集中部位，油封轴颈端面易磨损，一般最多采用高频淬火以提高强度和硬度，但由于区域大，淬火层深，易产生淬火裂纹。多采用冷压工艺，由于冷压产生的塑性变形，使零件抗疲劳强度、耐磨性和抗腐蚀性都有显著的提高。

3.法兰面上的均布3个孔，其轴线的位置度和法兰面对轴颈轴线的垂直度要求较高，垂直度误差将导致制动时的摩擦片与制动鼓贴合性差，影响制动性能。因此，在加工时候应以加工后的支承轴颈为定位基准来钻孔。

第3章加工工艺过程设计

3.1 工艺规程的设计原则

（1）必须可靠保证零件图纸上所有技术要求的实现：即保证质量，并要提高工作效率。

（2）保证经济上的合理性：即要成本低，消耗要小。

（3）保证良好的安全工作条件：尽量减轻工人的劳动强度，保障生产安全，创造良好的工作环境。

（4）要从实际出发：所制订的工艺规程应立足于本企业实际条件，并具有先进性，尽量采用新工艺、新技术、新材料。

（5）所制订的工艺规程随着实践的检验和工艺技术的发展与设备的更新，应能不断地修订完善。

影响转向节的机械加工工艺过程的因素很多，其中主要是生产类型，同时还要考虑企业现有设备的情况。对于成批生产，虽然按流水线的生产方式进行，但没有严格的节拍，生产中以普通机床为主进行机械加工，也采用部分专用机床和专业夹具。对于大量，加工过程按比较严格的节拍在流水生产线上进行或在自动生产线上进行。

对于我国来说，转向节的生产量很大，其机械加工工艺过程如下：

3.2 工艺过程

方案一：

工序：1 锻造

2 铣上下耳内外端面

3钻扩主销孔

4拉主销孔

5铣端面钻中心孔

6车轴颈、台肩及端面

7粗磨轴颈及端面

8钻扩法兰面上的孔

9锪沉孔攻螺纹