(a)某轿车／立锻(b)“红旗”轿车／立锻

2.3汽车转向节零件的加工工艺

汽车转向节是一个异形、复杂零件，其常规典型工艺就要二十多道工序才能完成。通过消化吸收国外先进的复合加工技术理念，未来，我国将自主创新更先进的转向节加工流程和制造工艺，将实现由计算机网络全方位控制、通过机器人来进行全线的自动化制造，将原来多达数十道的工序缩短为几道。这样，不仅节省时间、人力，而且成本大大降低，汽车转向节的产量也会明显上升。同时，为了减轻汽车转向节重量，提高耐磨性，未来将研究出新的高科技替代材料，这种材料不仅可以延长汽车转向节的使用寿命，而且能够增强汽车转向的灵活性及行驶的安全性。此外，将开发一种多功能用的汽车转向节，强度和精确度更高，可以满足人们未来在不同需求状态下的需要。[2]

汽车转向节中存在大量的尺寸公差要求和形位公差要求,且又其因转向节的空间方位多,孔系之间的相互角度等位置要求多,其构成较为复杂的空间尺寸链。零件的主要加工表面是平面及孔系。一般来说，保证平面的加工精度要比保证孔系的加工精度容易。因此，对于该零件来说，加工过程中的主要问题是保证平面的尺寸精度以及孔的尺寸精度及位置精度，处理好孔和平面之间的相互关系。[2]

该类零件的加工应遵循先面后孔的原则：即先加工零件的基准平面，以基准平面定位加工其他平面。然后再加工孔系。后钢板弹簧吊耳的加工自然应遵循这个原则。这是因为平面的面积大，用平面定位可以确保定位可靠夹紧牢固，因而容易保证孔的加工精度。其次，先加工平面可以先切去铸件表面的凹凸不平。为提高孔的加工精度创造条件，便于对刀及调整，也有利于保护刀具。[10]

转向节的加工工艺应遵循粗精加工分开的原则，将孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证孔系加工精度。

2.4汽车转向节零件的夹具

夹具是制造系统的重要组成部分，夹具对加工质量、生产率和产品成本都有直接的影响。是能否高效、便捷生产出合格、优质零件的保证。所以对夹具设计也是非常重要。 。

转向节零件为空间臂较多的异型零件, 生产批量大, 粗基准的加工[9] 不适宜采用划线找正的常规加工模式, 而又由于其多处孔、面远离中心孔位于侧臂上,如果粗基准定位有所偏差, 将直接导致零件加工报废。

利用夹具在机床上加工时，机床、夹具、工件、刀具等形成一个封闭的加工系统。它们之间相互联系，最后形成工件和刀具之间的正确位置关系。因此在夹具设计中，当结构方案确定后，应对所设计的夹具进行精度分析和误差计算。[10]

可考虑空间三点的平面定位, 因所选空间定位三点处于同一铸造型箱中, 故可减少铸造时不可避免的合箱误差。并采用两个相互垂直弯臂的可调夹紧装置实现中心可调定位, 异性定位压板两侧挡块也进行辅助找正定位。[7]

3．课题关键问题及难点

为了满足市场需求，汽车转向节发展出了不同形状、用途、材质的零件。为了减轻重量、减少汽车的惯性，已开发出铝合金转向节。但是在成本限制下铁转向节依旧是主流。本设计以减少生产成本、节约生产时间为第一要素，采用40Cr作为材料，易于加工但是质量大。 [8]

毛坯的成本和质量是生产质量优质、价格便宜转向节零件成品的重要因素之一。目前市场上有相当一部分毛坯采用铸造方式。然而铸铁一次成形，我国企业大多分需要2次进行自由模锻。本设计采用冷锻的方法，所得毛坯的尺寸精度较高，表面粗糙度也较好。但是冷变形时金属的塑性差，变形抗力大，同时积聚有残余内应力，所以需要中间退火才能继续变形。[8]