汽车制动毂夹具设计

2014-07-27朱彦军

创新科技 2014年16期

关键词：外圈油缸轮毂

朱彦军

（安阳鑫盛机床有限公司制造部，河南安阳 455000）

汽车制动毂夹具设计

朱彦军

（安阳鑫盛机床有限公司制造部，河南安阳 455000）

本夹具采用液压夹紧机构夹紧，以轮毂轴承外圈内锥定位，中间拉杆拉紧，保证定心精度；外圆六点辅助夹紧，保证切削稳定性。可用于车削制动毂外圆柱面、端面、倒角等，装夹方便，工艺适应性强，加工效率高、精度高、成品一致性好。

制动毂；液压夹紧；中心定位；六点辅助夹紧

随着汽车行业的快速发展，汽车的产量不断增大，行驶速度不断提高，对汽车各部件零件的加工要求也在不断地提高。制动毂是汽车制动中的一个重要部件，其加工质量的好坏直接决定着制动的各项指标，零件加工能否达到设计精度要求，直接影响到产品质量。目前，国内金属切削机床的精度能够满足轮毂的加工需要，但是轮毂的装夹精度和稳定性却制约轮毂的加工精度和合格率。为了保证制动毂加工能够达到各项精度要求，提高成品的合格率，人们想了不少的办法来满足加工精度要求。目前制动毂的装夹还是以三爪自动定心夹紧居多，虽然部分厂家在夹持方面采取措施，也起到一定效果[1-5]，但是，大批量生产中三爪卡盘卡爪夹持一致性较差，精度保持性不好，且工件夹持变形不好控制。为此本文提出了一种中心定位，三爪辅助夹紧的一种新的装夹方法，以提高制动毂加工的精度。

1 制动毂的工作情况

制动鼓是旋转部分，固定在轮鼓上与车轮一同旋转，如图1所示。制动底板、制动蹄是主要的固定部分，支承销和张开机构固定在制动底板上。制动时，制动高压油推动制动轮缸活塞外移而使两制动蹄绕各自的定位销转动，制动蹄上的摩擦片压紧在制动毂的内圆柱面上，这时不转的制动蹄对旋转的制动毂作用一个与转动方向相反的摩擦力矩。保证制动毂的加工精度才能有效地提高制动毂旋转和刹车的稳定性。

图1 制动毂在制动系统中的位置

2 夹具结构

本夹具是在数控立式车床上设计的，主要用于夹紧前轮毂制动总成或后轮毂制动总成进行车削加工的夹具，采用液压夹紧方式，回转油缸拉侧通油，压侧卸油时，拉紧工件，然后夹紧油缸压侧通油，实现夹紧工件，完成工件的装卡；当回转油缸压侧通油，拉侧卸油时，夹紧油缸压侧卸压，实现放松工件；液压系统安装蓄能装置，在意外停电的情况下，保证工件依然是夹紧状态。本文以车削EQ1061前轮毂制动总成夹具为例进行介绍。

精度要求是保证制动毂的圆度不超过0.015mm，圆柱度不超过0.025mm。在立式车床上精确牢固安装夹具，以便夹具更好地夹紧制动毂总成，保证加工精度。一般可有以下两种方案：

2.1 以圆锥滚子轴承外圈定位夹紧。

2.2 外圆夹紧。前轮毂制动总成在立式车床的车削情况如图2所示，在车削加工面时，如果仅以圆锥滚子轴承外圈2、3定位夹紧，由于制动鼓外径较大，车削力也较大，制动毂车削时变形，圆度很难保证。如果外圆夹紧，定位精度保证不了，同轴度达不到要求。所以单用上面一种定位夹紧方法很难保证制动毂的夹持精度的可靠性，进而影响到加工精度。

图2 前轮毂夹紧情况

从制动毂结构尺寸来看，制动毂属于薄壁易夹压变形零件。为解决三爪卡盘存在的问题，我们巧妙地利用了杠杆的基本原理，使六个压点都能有效地和工件接触，如图3所示。卡具结构是卡盘上有三个卡爪，六个夹紧点，此时的夹紧靠液压控制，而六个点对工件在同一圆周上的压力保持一致。将原来的一个夹紧点分为两个夹紧点，每一个夹紧点的作用力为单个卡爪的夹紧力的二分之一。由于三个油缸为同油路供油，油压一致，分布在三爪的夹紧力均匀。前轮毂总成大口向上，使用两个定心锥套，即上定心锥套6、下定心锥套8，定心锥套装到定位座7上，压盘5旋转60度压紧上定位套，定位套的锥面角度根据工件内孔实际锥度配磨，保证接触率在80%以上；采用三个夹紧油缸，一个回转油缸；夹紧油缸安装在工作台，回转油缸安装在下部。夹紧过程：前轮毂制动总成下部以圆锥滚子轴承外圈2定位夹紧，上部以圆锥滚子轴承外圈3定位夹紧。油缸13通入高压油后，油缸中心推动拉杆4，实现了圆锥滚子轴承外圈定位夹紧。然后油缸拉杆中心通入高压油，分别推动三个夹紧油缸活塞11，三个夹紧油缸活塞杆推动三幅爪子，对轮毂进行辅助夹紧。

3 夹具优点

3.1 减少了工件变形。在加紧力一定的情况下，只有增大工件被加紧时的受力面积，才能减少变形，但制动毂外圆为精铸面，因此，要想增大受力面积，最好的方法是增加夹持的点数，保证夹紧力的均匀，此夹具采用六点浮动夹紧，增大了夹具接触面积，使加紧力均匀地分布在工件上；并且三幅夹爪的夹紧油缸由同一油路供油，使三幅夹爪夹紧力能够自动平衡，夹紧力均匀一致，工件不易产生变形，从而解决了圆度超差及平面凸肚问题。