汽车悬架控制臂前衬套自动化压装原理与实现方法

主题汽车翻造技术AUTOMOBILEMANUFACTURINGTECHNOLOGY汽车悬架控制臂前衬套自动化压装原理与实现方法蒋振辉范灏许黎明梁庆华上海交通大学机械动力与工程学院，上海200240；上海第三机床厂，上海200032摘要针对汽车悬架控制臂前衬套压装的现状，提出了一种新的前衬套自动化压装原理。基于该原理能在一台机床上实现前衬套的自动上料、自动正压和自动反压，给出了正反压一体化的实现方法，实践表明，根据新原理设计的自动化压装设备能高效率、高质量地实现前衬套的压装，所提出的压装技术不仅能实现单机自动化，也能用于控制臂多工位整线自动化压装。关键词悬架控制臂；前衬套；正压装；反压装中图分类号TH6929文献标识码BPRESSFITPRINCIPLEANDMETHODOFTHEFRONTBUSHFORCONTROLARMOFAUTOMOBILESUSPENSIONJIANGZHENHUI，FANHAO，XULIMING，LIANGQINGHUASCHOOLOFMECHANICALENGINEERING，SHANGHAIJIAOTONGUNIVERSITY，SHANGHAI200240，CHN；SHANGHAITHIRDMACHINETOOLPLANT，SHANGHAI200032，CHNABSTRACTANEWPRINCIPLEOFPRESSFITTINGOFFRONTBUSHISPUTFORWARDWHICHISASSEMBLEDINCONTROLARMOFAUTOMOBILESUSPENSIONAUTOMATICBUSHLOADING，BUSHPRESSFITANDBUSHCOUNTERPRESSFITCANBECARRIEDOUTINONEMACHINEBASEDONTHEPRINCIPLETHEMETHODTOREALIZETHEINTEGRATIONOFFITANDCOUNTERFITOFTHEBUSHISPROVIDEDTHEEXPERIMENTALRESULTSSHOWEDTHATTHEDESIGNEDPRESSCANCOMPLETETHEFRONTBUSHPRESSFITEFFICIENTLYANDINHIGHQUALITYTHEPROPOSEDPRESSFITTINGCANNOTONLYREALIZETHEAUTOMARIONOFONEMACHINE，BUTALSOCANBEUSEDINMULTISTATIONPRODUCTIONLINEFORPRESSFITTINGOFTHECONTROLAM3KEYWORDSSUSPENSIONCONTROLAFLN；FRONTBUSH；PRESSFIT；COUNTERPRESSFIT汽车悬架控制臂是汽车悬架系统的组成部分，具有导向和传力的功能，车轮和车身能通过其上的球铰和衬套弹性地连接在一起。悬架控制臂能在车轮和车身间传递横向和纵向载荷，控制它们的相对运动，对汽车行驶和操纵稳定性有很大的影响。控制臂焊接总成的装配质量直接影响其刚度、强度和使用寿命，是很重要的一个生产环节。控制臂焊接总成的装配包括3个环节前衬套的压装、后衬套的压装、球头及铆钉的压装。其中，对于前衬套的压装，广泛采用的仍是手动操作设备张秀芝等设计的BRT客车前桥稳定杆衬套压装机，采用人工控制压装机前进和后退的方式，配合相应工装，将衬套压人装配孔；陆尤华等设计的前下控制臂橡胶衬套压装设备，同样采用人工手动操作，将前下臂橡胶衬套压人控制臂导柱。手动操作的压装设备存在一些缺点首先，每次压装时需要人工上料、涂油和其他一些辅助调整工作，工作效率低，劳动强度大；其次，衬套压装质量的一致性34和压装过程的安全性也有待提高；此外，在前衬套压装出现问题时，需要其他设备进行反压把前衬套取出，费时费力。图1所示为某型汽车悬架控制臂及其前衬套，衬套内部是一金属圆柱筒，外部包裹着橡胶层。本文针对该前衬套的压装提出了一种新的自动化压装原理，并设计了一种自动正反压一体化设备。该设备结构紧凑，能高效率、高质量地实现前衬套的正压，并且能方便地实现前衬套的反压。1正反压一体化原理所设计的自动正反压一体化结构原理如图2所示。前衬套正压工作原理如下上V型块4与下V型块图中未表示配合将控制臂的前衬套套筒图1中1件夹紧在U型块2的前后端面之间；前衬套通过自动上料机构上料，滚人半圆料槽5中；压杆6在电缸14的带动下向左前进，压杆前端穿过前衬套，对压装起导向作用，压杆后端将前衬套压入控制臂套筒。根UUL0年幂I卅I前村套图1某型汽车悬架控制臂据工艺要求，前衬套翻边需完全翻出控制臂套筒，因此，压杆将前衬套压装到位后要再往前过压一小段距离，然后再回拉到位，以保证衬套翻边完整翻出，完成整形动作。1连接板；2一U型挡块；3一整形工装；4一上V型块；5一半圆料糟；6一压杆；7法兰盘；8一摆动气缸；9一轴承端盖；10轴承；11一轴承箱；12连接件；13力传感器；14一电缸；15一三角铁；16滑块；17一导轨。图2自动正反压一体化结构原理整形回拉时需要用到一个整形工装3，如图3所示。整形工装3上开有一个与压杆6前端T型头形状相同，但尺寸稍大的方形孔。整形时压杆6前端的T型头穿过整形工装3的方形孔，之后压杆在摆动气缸8的带动下反转90。，电缸带动压杆回退；压杆的T型头抵住整形工装带动其回退，而整形工装则抵住前衬套将其回压到位，完成整形。整形工装尾部为内螺纹结构，并与一带外螺纹端盖及弹簧配合，保证整形工装在每次压装结束后返回原位。整形结束后压杆在摆动气缸的带动下正转9O。，然后在电缸的带动下经由衬套孔回退到起始位置，完成前衬套的一个压装过程。前衬套反压工作原理如下工作前需要将整形工装换成反压工装如图4所示，即将整形工装上的端盖及弹簧取下，保证反拉时该工装可随前衬套一起被拉出。工作开始后，电缸带动压杆6前进，穿过前衬套及反压工装孔，并进去指定距离后，摆动气缸8带动压杆反转90。，然后电缸回退，回退中将带动反压工装一起运动，将压装在控制臂套筒中的前衬套反向压出，完等UU。0L成反压取出。整形工装和反压工装结构基本相同，保证了正压和反压工装切换的方便。图3整形工装图4反压工装2自动上料前衬套自动上料装置结构如图5所示，其工作原理是上料前，在斜滚槽上放置一定数量的前衬套。重力作用下，前衬套下滚，被上挡料杆2挡住。上料时，上料气缸4动作，气缸轴前伸，通过连接杆3带动上挡料杆2升起，同时下挡料杆I下降，前衬套向下滚动至被下挡料杆L挡住。之后上料气缸4动作，气缸轴回缩，通过连接杆3带动上挡料杆2下降，将第一个前衬套与之后的衬套分离；同时下挡料杆1升起，让被分离的前衬套沿斜滚槽滚入压装位置，完成上料。在上料过程中给滚槽供油，可同时完成前衬套两侧的涂油工艺要求。1一下挡料杆；2一上挡料杆；3一连接杆；4一上料气缸；5一斜滚槽；6一固定块。图5衬套自动上料的结构原理3试验研究基于上述压装原理，开发了自动化压装设备，并对前衬套压装进行试验研究。试验时先正向压装20件工件，之后将2O件工件中的前衬套反压取出，并记录压装时的力一位移曲线及压装节拍。图6为某次正压前衬套时的力一位移曲线。正压开始，电缸前进，位移超过点1后，前衬套开始与控制臂前套筒接触，压装力开始增大，总体呈增大趋势；点2之后，前衬套翻边已完整翻出，压装力开始减小；之后电缸继续前进，到达最大位移点3后，电缸回退一小段距离到达点4主题汽车翻造技术AUTOMOBILEMANUFACTURINGTECHNOLOGY和5之间；此时压杆与前衬套分离，压装力急剧减小到零；然后摆动气缸带动压杆反转9O。，电缸回退带动整形工装将前衬套回拉进行整形，这个过程中反拉力逐渐增大5；整形结束后摆动气缸带动压杆正转90。；之后电缸持续回退到零位，完成压装。蚤图6正压前衬套的力一位移曲线图7反压前衬套的力一位移曲线图7为某次反压前衬套时的力一位移曲线。反压开始，电缸从零位开始前进，在点1到2过程中，压杆与前衬套没有接触；点2之后，压装力为正且逐渐增大；之后电缸继续前进，到最大位移点3后，回退一小段距离，到达点4和5之间；此时压杆的T型压头已穿过前衬套及反压工装，摆动气缸动作，带动压杆旋转90。；然后电缸回退，压杆带动反压工装将前衬套回拉；反拉力先逐渐增大，到达峰值点6后逐渐减小，到达点7时前衬套已被完全拉出；之后电缸继续回退到原点，完成反压。通过调整工艺参数，正反压节拍均控制在18S左右，满足了生产要求。4结语本文基于汽车悬架控制臂前衬套压装的现状，针对某型汽车悬架控制臂提出了一种新的前衬套自动化压装原理，研究和实践表明，基于该原理能在一台机床上实现前衬套的自动上料、自动正压和自动反压，根据新原理设计的自动化压装设备能高效率、高质量地实现前衬套的压装，有效地减轻了工人的劳动强度，提高了生产效率。所提出的压装技术不仅能实现单机自动化，也能用于控制臂多工位整线自动化的前衬套压装工位。参考文献1蒋翠翠，上官文斌，愈宏汽车悬架控制臂J现代零部件，2008290922张秀芝BRT客车前桥稳定杆衬套压装机的设计J客车技术，201023839，423陆卫平，尤华胜前下臂橡胶衬套压装设计应用J汽车零部件，2011107778，81第一作者蒋振辉，男，1992年生，在读硕士，研究方向为制造技术与装备自动化。编辑李静收稿日期2O15427文章编号151010如果您想发表对本文的看法，请将文章编号填入读者意见调查表中的相应位置。名词解释等离子喷涂等离子喷涂是利用等离子焰流，将喷涂材料加热到熔融或高塑性状态，在高速等离子焰流引导下高速撞击基体表面，并沉积在经过粗糙处理的关键表面形成很薄的涂层。等离子焰流温度高达IO000C以上，可喷涂几乎所有固态工程材料，包括各种金属和合金、陶瓷、非金属矿物及复合粉末材料等。等离子焰流速度达到1000MS以上，喷出的粉粒速度可达180600MS，得到的涂层致密性和结合强度均比火焰喷涂高。等离子喷涂有大气等离子喷涂、可控气氛等离子喷涂和液体稳定等离子喷涂等方法。气相沉积技术气相沉积技术是近30年来迅速发展的一种表面制膜新技术