汽車車橋類零件的工藝分析及高效加工的相關研究

張超

摘 要：隨著人們生活水平的不斷提升，汽車也進入到了尋常百姓家中。在汽車普及程度越來越高的同時，人們對汽車性能的關注度也不斷提高，尤其是安全方面的性能更是備受民眾的廣泛重視。然而，在普通公眾的認知中，普遍認為汽車最重要的部分當屬汽車技術，而關于汽車零件的質量則鮮少有人關注。殊不知一旦汽車零件出現問題，不僅會導致汽車的綜合性能下降，而且還會為汽車的行駛安全埋下巨大隱患。對此，本文針對汽車車橋的作用及其零件工藝展開分析，重點就高效加工等內容展開詳盡探討，以期能為汽車提升綜合及安全性能提供參考。

關鍵詞：汽車車橋 零件工藝 高效加工

擁有國家政策大力支持的汽車行業，近年來也呈現出了極其迅猛的發展速度。當前隨著人們環保意識不斷增強，汽車行業的發展主題也開始向“環保、節能”方向轉變。但是，為了能夠更好的實現上述目標，便需要優化機械制造力，高度重視汽車諸多元件的改良，如汽車車橋這個元件直接關系到汽車的綜合性能。因此，為了推動汽車行業朝著可持續性方向發展，促進“環保、節能”目標達成，需明確車橋類零件每一道的加工工序，以此推動汽車行業健康穩定發展。

1 汽車車橋的功能

車橋是每一輛汽車的必備元件，該元件另一個更為普遍的叫法便是車軸。它是位于車輪與懸架之間，對于汽車的車架及懸架起到了連接的作用。同時，汽車兩端的車輪也與車軸密切相關。因此，車軸幾乎承載了汽車所有，是維護汽車行駛最關鍵的元件之一。

車軸可以像大格柵一樣集成在一起，車身兩端由懸架系統支撐。因此，集成軸通常與獨立懸架配合；軸也可以斷開。例如，兩把傘放在車身兩側，車身相應地由懸架系統支撐。因此，分離式車橋與獨立懸架一起使用。根據不同的驅動模式，車橋也可分為四種類型：轉向軸、驅動軸、傳動軸和支撐軸。轉向軸和支撐軸屬于驅動軸。大多數汽車使用前后輪驅動（FR），因此前橋是轉向軸，后軸是驅動軸；前軸成為當前驅動車輛（FF）的驅動軸，后軸是支撐軸。

轉向軸的結構基本相同，由兩個轉向芯和一個轉向梁組成。如果我們將梁與車身進行比較，驅動核心是其頭部從一側流向另一側，頸部是我們通常稱之為核心的部分，車輪安裝在驅動核心上，就像頭部有一個稻草覆蓋層一樣。然而，在駕駛時，草帽會旋轉，但頭部不會旋轉。中心由軸承隔開，軸頸頭部是車輪的旋轉軸。車軸的軸線不垂直于地面，車輪本身也不垂直。

2 汽車車橋類零件的工藝分析

2.1 制定汽車車橋零件加工生產標準

根據轉向功能的不同，汽車車橋又有非轉向橋與轉向橋之分，而車橋的類型也使得汽車的驅動方式分為非驅動車與驅動車兩種。車橋零件也會因其作用位置的差異而需要選用不同的加工方案。通常在選擇具體零件的加工方案時，最重要的判斷依據便是車橋的驅動方式。

轉向器、平衡軸與避震彈簧作為汽車前橋的主要組成零件，為汽車提供了穩定轉向的功能。后橋主要是由傳動齒輪、驅動軸以及減速器殼體組成，最主要的作用便是驅動與支撐。由此可見，汽車的前橋與后橋在分工上面有著明顯不同，所以在加工相關零件時也要根據車橋的具體作用來合理選擇加工方案，這樣才能確保所制成的汽車車橋能夠同時滿足生產綱領與生產類型等要求。

2.2 汽車車橋類零件加工工藝

生產汽車車橋類零件時，首要之務便是確認圖像。當確保了圖像的完整性，方能確保所制零件的公差、尺寸滿足相關要求，為后續選擇怎樣的材料提供指導。加工車橋類零件時，在設備選型方面也要契合相關原則要求，這樣才能夠在避免生產成本過高的問題同時保證所生產車橋類零件的精密程度能更好的滿足汽車性能、質量及安全等各方面的性能要求。

首先，確定加工方案。車橋作為承載著車架與車輪各方面作用力的關鍵性元件，據其驅動方式的不同又可細分為前橋、中橋以及后橋。對此，本文將圍繞某汽車中橋的加工工藝展開詳盡分析，而圖1所示便是某汽車的中橋零件圖。由改圖可知，車橋零件的兩端的軸屬于旋轉類型，基于此便可確定其他零件的尺寸。當然，制作過程仍需基于“互為基準”與“基準先行”的原則來明確具體的加工方案。至于工藝流程則普遍遵循著以下順序，即首先針對兩頭的內孔及端面進行加工，之后便是兩頭的軸外圓。最后方式中間的琵琶孔及端面加工。

其次，設備選型。此次加工的車橋類零件，其長度、寬度及鏜孔直徑分別為2072mm、540mm以及445mm，而在選型具體的加工設備時，通常情況下是以臥式加工中心為優先選擇項。后經一眾工藝人員與機床操作工商議，認為此次加工屬于常規另加加工類型，故認為最合理的選擇項亦當是臥式加工中心。然而，臥式加工中心有一明顯缺陷，那便是該加工中心本身的價值較為昂貴，因此也會導致加工的成本偏高。對此，經過與資深工藝人員再度商議，再統合了擁有豐富經驗的機床操作人員的意見及建議后，決定在設備選型方面更多的偏向于“經濟最大化、性價比最高化選擇”，故而最終確定的工件加工方案立式加工中心并配備CNC數控轉臺的方式來進行生產加工。

2.3 鍛造汽車車橋類零件的毛坯

在選定了制造汽車車橋類零件的具體材料后，便要結合生產的具體數量開展生產工作。當然，在此之前，關于毛坯的鍛造也要引起生產商的高度重視。這是因為毛坯的鍛造對后續零件的制造關聯甚深，如汽車后橋的減速器殼體零件，該零件本身屬于中型批量生產模式，但因生產的相關機械屬于輕型，故在毛坯鍛造時需要選用砂型的機器造型。而在鍛造好毛坯后，工作人員不僅要對其進行液壓與氣壓檢測，同時還要檢查其殘余應力，確定后續是否仍需要繼續鍛造。如此方能滿足汽車對毛坯質量的現實需求。

2.4 選擇汽車車橋類零件的液壓夾具

由于汽車車橋零件結構本身具有一定的特殊性，所以單純采用傳統的機械夾具來進行零件裝夾，不僅需要大量的時間來操作，而且還會增加員工的工作壓力，導致生產效率低下。通常為了更好的避免上述狀況發生，便可將液壓夾具引用到汽車車橋類零件的生產操作中?；谑忻嫔系囊簤合到y不僅可完成零件的裝夾及定位，且在安裝好液壓夾具后，操作人員需根據相應的指示操作便可讓液壓夾具完成夾緊的全部步驟。液壓系統的優勢還不止如此，其主要的作用還在于流程自動化，這將進一步提升員工的工作效率，從而減輕他們的工作壓力。

3 汽車車橋類零件的高效加工

3.1 明確加工基準

要想確保汽車車橋的質量良好，便需對各零件特性、使用及精度等各方面予以嚴格要求。如針對汽車后橋減速器殼體的高效加工，雖因汽車的減速器殼體零件本身帶有角度而對精度的要求不高，但為防止加工過程出現不必要的基準誤差，仍需基于工序基準與設計基準相重合的原則，最大限度避免意外情況發生。

3.2 選擇合理的加工設備、夾具

由于汽車的減速器零件通常需要中批量的生產，故生產過程通常會選擇通用機床。但通用機床又很難達到高精度的生產要求，故在生產部分要求較高的零件時，仍需在專用機床中進行。此外，在使用通用機床時，為防止在旋轉固定零件時出現意外脫離或旋轉不到位等問題，避免對后續的使用功效造成影響，則使用過程還需使用夾具來固定需旋轉的零件。當然，使用夾具時也要避免因夾具因重力問題而出現下降現象。因此，選擇夾具時也要盡量選擇安裝簡便且能支撐零件的夾具，以此在降低勞動成本的同時起到保護零件的效果。

這次加工對象主要是?445mm的琵琶孔、?110mm的N7孔以及兩孔端面上的螺紋。而基于兩孔雖是在不同的平面上，但兩個平面卻相互平行。因此，需要在完成一個平面的加工后對工件進行180°的旋轉方可來到第二個平面進行加工。對此，若加工過程采用的是分工序或翻轉夾具，則很難保證所加工工件的一致性。不僅如此，因采用上述工具加工的零件還不具備較高的精度，故在加工中心處也很難發揮其高效、穩定、快速等特點。因此，本次加工方會選擇以立式加工中心配備CNC數控轉臺的方式來進行。至于具體的工作內容，加工部分主要包含了琵琶孔、端面及后蓋孔的全部加工內容，而裝夾部分則是利用V型鐵與614mm尺寸的左面定位裝夾與CNC數控轉臺相連。

首先，防止工件在旋轉時丟轉。用于A、B基準的表面較為光滑，故與V型鐵定位面之間的摩擦力也較小，這便使得CNC數控轉臺在帶動工件宣傳時極易出現丟轉的現象。而一旦旋轉工作未能完美鋁鋅個，便無法做到對孔間距離的精準把控。因此，夾具的設計還應加入防滑裝置，最大限度降低工件旋轉時出現丟轉現象的概率。

其次，防止工件撓曲變形。由于工件僅自重便達到了170kg，而兩V型塊之間的跨度定位又達到了1400mm，這便意味著該工件僅中間部分便要承擔全部重量的三分之二。不僅如此，當工件被兩個定位塊支撐起后，處于懸空狀態的中間部分還將承擔更高的重量。倘若毛坯的孔余量分布不均，則中間部分便容易因A、B基準所構成軸線與空間產生不同程度的撓曲變形而相繼出現形變，繼而影響到工件的加工精度。因此，需要在加劇設計時，于工件的下方和側面分別添加復制支撐裝置，避免出現撓曲形變。

最后，采用液壓夾具?；谠摴ぜY構本身具有一定的特殊性，故若使用傳統的機械夾具來進行工件假裝，則每一個工件在定位與夾裝前，僅調整輔助與夾具裝置便需花費至少5min時間。如此高強度的勞動，其生產效率也可想而知。因此，為盡可能地提高生產效率并減輕操作者的勞動壓力，應當采用更加專業的液壓機，由液壓系統來完成整個工件的定位與夾裝。操作者僅需在安裝完工件后，將夾緊代碼輸入到相應的機床控制程序中便能由系統自動完成整個夾緊任務，且整個過程大約僅需30s的時間，這樣的速率不僅傳統的機械夾具無法比擬，且操作完成的精準程度也能得到相應的保障，故能最大限度提升工件的生產質量。

3.3 合理控制工件表面的粗糙度

零件表面的粗糙程度對其使用性能的影響是十分巨大的。如零件表面的粗糙度，首先便會影響到零件的耐磨性。通常情況下，零件表面的粗糙度越高，則耐磨性便越低。這是因表面粗糙度較大的零件，其接觸面便會減少。而接觸面越小則壓強越大，這將加速接觸面的磨損，繼而導致零件的抗磨性能下降；其次是對零件耐疲勞性與耐腐蝕性的影響。表面粗糙度越小的零件，其耐腐蝕性能得到增強，繼而可延長零件的使用時間。但當零件表面出現缺損時，其抗疲勞性能便會隨之下降，最終導致零件因疲勞而損壞；最后則是對零件與零件間性能與精度的影響，越是粗糙的零件表面，其零件之間的間隙也便越大，進而使得零件的精密度遭到影響。反之粗糙度過小優惠導致潤滑油無法在零件表面上吸附，以致零件之間的摩擦無法得到緩解，最終影響到汽車的綜合性能。因此，合理把控工件表面的粗糙度亦是提升汽車質量的重要工序。

3.4 引用自動工件坐標測量系統

當完成工件夾裝工序后，便是要對工件的相關坐標加以測量，具體所指則是工件琵琶孔端面與編程零點。在確認了管理工件的坐標零點后，便可沿琵琶孔中心的x與y軸坐標零件換算出數控轉臺的零點坐標，從而為工件琵琶孔端面與機床Y軸方向招聘提供依據。此過程若采用傳統的測量方式，即便操作者操作技巧十分熟練，往往也需花費數十分鐘的時間，但若結合CNC數控轉臺，若是熟練的操作者來操作，則僅是1min左右的時間。除此之外，坐標測量還可使用雷尼紹自動工件坐標測量系統，該系統可提前設置好參數再由機床負責程序執行，執行過程會以測頭首先對琵琶孔端面及工作臺Y軸夾角進行測量，隨后采用自動旋轉的方式將該夾角消除，這樣便能確保工件此時的琵琶孔端面是與工作臺面平行，繼而為后續的操作提供便利。

測量工件坐標系。以人工手動的方式進行X、Y、Z軸坐標零點的測量，不僅對操作人員的技術要求身高，且測量結果也容易出現較大誤差。但若采用英國雷尼紹自動工件坐標測量裝置，則操作者僅需在測量程序中輸入相關代碼及數據，后續的X、Y、Z軸坐標零點的測量及換算均能由測頭來完成，簡單方便的操作不僅能節約大量時間，且測量的精準度也能得到相應的保障。

4 結語

總之，時代的發展使得汽車的需求量也逐漸增多，這也意味著我國的車橋行業仍有著極為廣闊的市場前景，但要抓住這一絕佳的發展機遇，仍需車橋行業不斷創新制造技術。要知道我國的車橋制造技術比之國外仍有較大差距。因此，我們在發展自身的同時也不妨國外借鑒車橋制造技術，通過學習來實現車橋制造技術的自主創新，這樣才能最大限度滿足我國當代汽車的多樣化需求，繼而切實維護我國車橋制造行業的穩定發展。

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