可控悬架减振器活塞杆制造工艺的研究.pdfVIP

汽车实用技术 A U T O M O B I L EA P P L I E 羚T E C H N O L O G Y 2 0 1 7 年第3 麓 2 0 1 7N O 3 i 0 1 6 6 3 8 j c n k i 1 6 7 1 7 9 8 8 2 0 1 7 0 3 0 1 5 可控悬架减振器活塞杆制造工艺的研究 王金玉1 ，邱亚男1 ，孙晓帮2 ( 1 锦州万友机械部件有限公司，辽宁锦州1 2 1 0 0 7 ：2 辽宁工业大学，辽宁锦州1 2 1 0 0 1 ) 摘要：参考现有可控悬架减振器空心活塞杆的各类制造工艺，将国内外不同的生产制造工艺进行整合及优化，首 次提出以冷拔断料、磨削外圆、成形，对接、磨削外圆、表面热处理、磨削外圆、C N C 加工、深孔( 交叉孔) 加工、 滚丝、磨肖J J # l - 圆、表面研磨、微裂纹镀铬、后研磨等为基础的空心活塞杆制造流程，以降低生产成本，提高生产效 率，可全面提升汽车零部件行业的经济效益和社会效益上的最优化。 关键词：活塞杆；可控悬架减振器；制造工艺；生产效率 中图分类号：U 4 6 3 3 3 文献标识码：A 文章编号：16 7 1 7 9 8 8 ( 2 0 17 ) 0 3 3 8 - 0 3 C o n t r o l l a b l eS u s p e n s i o nS h o c kA b s o r b e rP i s t o nR o dM a n u f a c t u r i n gT e c h n o l o g yR e s e a r c h W a n gJ i n y u l ，Q i uY a n a n l ，S u nX i a o b a n 9 2 ( 1 J i n z h o uW a n y o uM e c h a n i c a lP a r t sC O L T DL i a o n i n gJ i n z h o u1 2 1 0 0 7 ；2 L i a o n i n gU n i v e r s i t yo f T e c h n o l o g y , L i a o n i n gJ i n z h o u1 2 1 0 0 1 ) A b s t r a c t ：R e f e r e n c ee x i s t i n gh o l l o wc o n t r o l l a b l es u s p e n s i o ns h o c ka b s o r b e rp i s t o nr o do f a l lk i n d so f m a n u f a c t u r i n gp r o c e s s ， i n t e g r a t i o na n do p t i m i z a t i o nd i f f e r e n tm a n u f a c t u r i n gp r o c e s sf r o md o m e s t i ca n da b r o a d P r o p o s e db yc o l dd r a w i n g c u t t i n g ， g r i n d i n g ，c y l i n d r i c a l ，f o r m i n g d o c k i n g ，c y l i n d r i c a lg r i n d i n g ，s u r f a c eh e a tt r e a t m e n t ，c y l i n d r i c a lg r i n d i n g ，C N Cm a c h i n i n g ， d e 叩h o l eh o l ep r o c e s s i n g ，t h r e a dr o l l i n g ，c y l i n d r i c a lg r i n d i n g ，s u r f a c eg r i n d i n g ，m i c r oc r a c k sa f t e rc h r o m ep l a t i n g ，g r i n d i n g ， e t c f i r s t l y O nt h eb a s i so ft h eh o l l o wp i s t o nr o dm a n u f a c t u r i n gp r o c e s s ，t or e d u c ep r o d u c t i o nc o s t s ，i m p r o v ep r o d u c t i o n e f f i c i e n c y , C a ni m p r o v ea u t op a r t si n d u s t r yo nt h ee c o n o m i ca n ds o c i a lb e n e f i mo f t h eo p t i m i z a t i o n K e y w o r d s ：T h ep i s t o nr o d ；C o n t r o l l a b l es u s p e n s i o ns h o c ka b s o r b e r ；M a n u f a c t u r i n gp r o c e s s ；T h ep r o d u c t i o n e f f i c i e n c y C L CN O ：U 4 6 3 3 3D o e u m e n tC o d e ：AA r t i c l eI D ：1 6 7 1 7 9 8 8 ( 2 0 1 7 ) 0 3 - 3 8 - 0 3 引言 可控悬架减振器活塞杆作为可控悬架减振器核心零件之 一，不仅结构形式要满足阻尼控制的需要，而且要承受交变 的轴向力、侧向力和摩擦力，同时还要克服振动、温升、灰 尘等恶劣工况。所以批量生产精度高、性能好的可控悬架减 振器活塞杆对于提高悬架系统性能及提高整车平顺性和舒适 性具有重要意义，研究可控悬架减振器活塞杆工艺体系和生 作者简介：王金玉，就职于锦州万友机械部件有限公司。 产试验设备意义重大。 1 、工艺流程 可控悬架减振器活塞杆制造工艺流程由冷拔断料一磨 削外圆一成形对接一磨削外圆一表面热处理一磨削外圆 一C N C 加工一深孔( 交叉孔) 加工一滚丝一磨削外圆一表面 研磨一微裂纹镀铬一镀后研磨一专项检验一包装入库组成。 主要流程特点及目的介绍如下： ( 1 ) 冷拔断料：可控悬架减振器活塞杆材料为4 5 、3 5 、 3 9 汽车实用技术2 0 1 7 年第3 期 2 5 、$ 4 5 C 、$ 3 5 C 、$ 2 5 C2 0 M n 2 、F 4 5 M n V S 等，来料包括实 心圆材和管材两种，圆材冷拔采用外表面冷拔技术，管材冷 拔采用加芯冷拔技术。该项流程可以提高材料的屈服极限、 表面加工精度和冷做硬化程度。冷拔前，通过来料的性能、 内外径尺寸等确定冷拔速度、冷拔后尺寸、延伸率、冷做硬 化程度等冷拔技术参数：通过测量冷拔后样件尺寸，对冷拔 后材料进行拉、弯断试验，进而验证并优化冷拔技术参数。 最后，将冷拔后的管材或实心圆材按指定长度采用锯削的方 法切断。 ( 2 ) 成形对接：汽车在运动过程中，活塞杆要承受交 变的轴向力以及侧向力，为了保证可控悬架减振器活塞杆的 力学性能同时兼顾减振器在车身处的安装可靠性，这就要求 杆体有足够的韧性，用户端有足够的机械强度和硬度。故采 用双材料焊接技术，即杆体采用低碳钢，保证足够的韧性， 用户端采用高碳钢或合金钢，保证足够的机械强度和硬度， 从而实现可控悬架减振器活塞杆的力学特性要求。双材料焊 接工艺核心是保证焊接处的质量和性能以及焊后样件的尺 寸。成形对接工艺过程中，根据客户需求采用摩擦焊接和激 光焊接两种技术方法。在摩擦焊接技术中，采用凹槽去熔渣 的摩擦焊接方法，首先将用户端车削出熔渣凹槽；然后将用 户端和管材进行双材料摩擦焊接，摩擦过程产生的热使接触 端面达到热塑性状态，随后迅速顶锻，顶锻产生的管内熔渣 流入用户端凹槽中，减少了繁琐的长孔除熔渣工序；最后， 利用车削去除顶锻产生的外表面熔渣。在激光焊接技术中， 采用激光& 二氧化碳保护焊联合焊接方法，即通过中小功率 的激光焊接联合二氧化碳保护焊，实现了大厚度( 三5 m m ) 、 高质量、高性能的焊接，焊后无需熔渣处理，可直接计入磨 削外圆工序。 ( 3 ) 表面热处理：对焊接后的可控悬架减振器活塞杆表 面进行淬火和回火热处理。在淬火工艺过程中，研发淬火参 数可控技术，通过严格控制感应淬火频率、淬火功率、淬火 时间( 或通过速度) 、样件转速，淬火液温度、压力、流量等 参数，针对不同规格的活塞杆，实现了不同长度、深度和硬 度的淬火。 ( 4 ) C N C 加工：通过控制主轴转速和进给量，在数控 车床上车削客户端和活塞端螺纹底径，并车削活塞端外圆直 径；使用专用夹具提高C N C 加工时工件的侧向支撑刚度。 ( 5 ) 深孔( 交叉孔) 加工：针对中空活塞杆采用深孔转 削技术，采用专用复合刀具对活塞杆的轴向进行深孔加工。 通过严格控制工艺系统刚度，特别是刀具刚度和切削量，大 幅提高了孔的尺寸精度( I T 6 以上) 、表面粗糙度和生产效率。 针对十字交叉孔活塞杆，采用单工序自动加工技术，在 一台设备上转削出满足需求的十字交叉孔，同样也提高了生 产效率和加工精度。另外，采用内窥呈像检测技术，检查内 孔的表面状态( 尤其是十字交叉处的毛刺) 以提高了检测精 度；采用磨粒流去毛刺技术，利用磨粒流设备将磨膏高速挤 入轴孔中，磨膏中含有磨粒，磨膏高速运动过程中，磨粒通 过摩擦内壁将孔内毛刺磨除，实现了十字交叉孔自动高效去 毛刺。 ( 6 ) 滚丝：通过控制滚丝轮压力和进给、滚丝时间，加 工可控悬架减振器活塞杆端部的外螺纹，螺纹精度6 9 以上。 滚丝工艺保证了外螺纹精度，减小了应力集中，提高了外螺 纹力学性能，还大幅提高了生产效率。 ( 7 ) 磨削外圆：采用超宽U B 砂轮进行无心磨削，通过 控制无心磨导轮的倾角、导轮参数等，去除可控悬架减振器 活塞杆的表面缺陷层，并减小直线度误差、圆度和圆柱度误 差以及表面粗糙度，同时针对的不同磨削外圆工序，都需要 严格控制不同的外圆尺寸精度。 ( 8 ) 表面研磨：这项工艺可以提高汽车可控悬架减振器 活塞杆外圆的表面质量，为之后表面微裂纹镀铬奠定基础。 ( 9 ) 微裂纹镀铬：可控悬架减振器活塞杆不仅要满足力 学特性要求，而且还要具有良好的耐腐蚀和摩擦特性。通过 微裂纹镀硬铬，不仅保证了活塞杆表面的耐腐蚀特性，其含 油特点还保证了表面良好的摩擦特性。此工艺通过严格控制 槽液成份、密度、温度和电流、电镀时间，对可控悬架减振 器活塞杆进行微裂纹镀铬以满足镀层硬度、深度和微裂纹数 量等要求。 ( 1 0 ) 镀后研磨：通过镀后研磨，进一步提高可控悬架 减振器活塞杆外圆的表面质量。 2 、关键技术与设备 ( 1 ) 焊接技术：可控悬架减振器活塞杆成形X “ 接工艺 过程中，创新性地采用凹槽去熔渣的摩擦焊接方法，熔渣流 入用户端凹槽中，减少了繁琐的长孔除熔渣工序，大大提高 了生产效率。同时采用激光& 二氧化碳保护焊联合焊接技术， 大大减小热影响区和热变形，提高了焊接质量，焊后无需熔 渣处理，可直接计入磨削外圆工序。 ( 2 ) 十字交叉孑L ) J n 工设备：采用单工序自动加工，在一 台设备上转削出满足需求的十字交叉孔，提高了生产效率和 加工精度，采用内窥呈像检测和磨粒流去毛刺设备，实现了 十字交叉孔自动高效去毛刺。 ( 3 ) 淬火设备：本项目研发通过式淬火设备，通过控制 起止淬火点、运转通过速度、淬火频率、淬火功率、淬火液 温度、压力和流量等相关参数，满足产品淬火硬层要求。 ( 4 ) 电镀技术与设备：采用表面微裂纹镀硬铬可控技术， 对电镀设备提出严格要求，可精确控制槽液成份、密度、温 度和电流、电镀时间等参数，实现高质量的电镀层，同时大 幅降低了设备成本。 ( 下转第9 1 页) 9 1 汽车实用技术 2 0 1 7 年第3 期 1 0 0 ，系统根据每辆车提供的流量数据而不是传统的基础设 施采集数据。部分导航系统将与主流的交通管理控制系统一 体化，使车辆能快速获取系统的指示和建议。 5 、结语 在世界信息产业第三次浪潮物联网蓬勃发展的大背景 下，车联网的发展前景更加巨大，各国目前都把先行抢占车 联网市场当作重要战略目标，各汽车制造商，I T 企业都对这 块蛋糕虎视眈眈，也直接促进目前技术初具雏形。车联网目 前在解决交通拥堵问题、行车安全问题、驾驶者体验问题、 环境保护问题也取得了一定的成绩，而车联网真正想深入人 们的生活，其信息采集的安全度，公民的隐私问题也需要正 确的制度去解决，随着目前国家经费的大力投入，相信在不 久的将来，车联网一定会彻底地改变人们的出行体验。 参考文献 1 】刘小洋，伍民友车联网：物联网在城市交通网络中的应用 J 】计算 机应用，2 0 1 2 ，3 2 ( 4 ) ：9 0 0 9 0 4 2 】罗春彬，彭奠，易彬R F I D 技术发展与应用综述叨通信技术， 2 0 0 9 4 2 ( 1 2 ) ：1 1 2 一1 1 4 【3 刘富强，单连海车载移动异构无线网络架构及关键技术研究【J 中兴通讯技术，2 0 1 0 ( 3 ) ：4 7 5 1 4 】崔建明B O A 技术在车辆感知网络中的应用研究【J 】电子设计工 程，2 0 1 2 ，2 0 ( 1 3 ) ：5 4 5 6 【5 】司海飞，杨忠，王瑶无线传感器网络研究现状与应用阴机电工 程，2 0 1 1 ，2 8 ( 1 ) ：1 6 2 0 【6 】U SD e p a r t m e n to fT r a n s p o r t a t i o nR e s e a r c h a n dI n n o v a t i v e T e c h n o l o g yA d m i n i s t r a t i o n I T Ss t r a t e g i cp l a nI E B O L 2 0 1 3 一 1 1 - 0 1 h t t p w w w i t s d o t g o v s t r a t e g i c p l a n s t r a t e g i c _ p l a n _ 2 0 1 5 h t m 7 】中国智能交通协会U S D O T I T SS t r a t e g i cR e s e a r c hP l a n2 0 1 0 - 2 0 1 4 E B O L 2 0 1 0 0 4 2 8 2 0 1 3 11 - 0 1 h t t p w w w i t s c h i n a o r g U s e r F i l e s 2 0 1 0 4 2 8 2 0 1 0 4 2 8 1 3 2 0 1 5 2 3 6 【8 S C H A G R I NM i k e C o n n e c t e dv e h i c l es a f e t yp i l o tp r o g r a m 【E B O L 【2 0 1 3 1 1 一0 2 h t t p ：w w w i t s d o t g o v f a c t s h e e t s p d f S a f e t y P i l o t _ f i n a l 【9 】J A M E SP 0 1 2 0 1 5 一I T Ss t r a t e g i cp l a n2 0 1 5 - 2 0 1 9 E B O L 2 0 1 3 - l l - 0 2 h t t p ：w w w i t s d o t g o v s t r a t e g i c p l a n p d f 2 0 1 5 一I T S S t r a t e g i c P l a J l 2 0 1 5 之0 1 9 【1 0 R I T A W e b s i t eo fc o o p e r a t i v ei n t e r s e c t i o nc o l l i s i o na v o i d a n c e s y s t e m s ( C l C A S ) p r o j e c t 【E B O L 【2 0 1 3 11 - 0 3 h t t p w w w i t s d o t g o v c i c a s i n d e x h t m l 【1 1 】O R S E O f f i c i a lw e b s i t eo fe l e c t r o n i ct o l lc o l l e c t i o n ( E T C ) p r o j e c t E B O L _ 【2 0 1 3 11 - 3 】h t t p = w w w o r s e o r j p E n g l i s h i n d e x h t m l 1 2 】E T C E a s yl e a r n i n gE T C 【E B O