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制动器缸体的高效加工
作者: 宋智超 来源: 现代零部件 日期: 2012年8月刊

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解决方案

⑴ 方案一 由于此工件既存在车削,又存在铣削,不但导销孔对主腔孔的平行度要求较高,而且两主腔孔中心距要求也较高,因此首选采用车铣复合加工中心一次定位装夹(定位装夹面为图2及图4绿色所示)钻、铰导销孔、车一主腔孔、用铣轴镗另一主腔孔或两主腔孔都用铣轴镗出,然后采用专用的T形刀铣主腔孔端面及刹车面。这样使主腔孔、导销孔及刹车面一次装夹完成加工,因而可获得满意的平行度、垂直度、两主腔孔中心距及高质量的主腔孔加工精度。

⑵ 方案二 采用加工中心加工前、后缸体。根据车间现有设备及前、后缸体特点,由于前缸体两导销孔前后端面内侧均有防尘槽,故将其在卧式加工中心上进行加工,由于卧式加工中心B轴可360°旋转,而且其特有的交换工作台功能可方便工件地装夹及加工效率的提升。因此可一次装夹完成对前后面、主腔孔、导销孔、主腔孔端面及M6 ABS安装孔的加工,其装夹定位方式见图3,两处定位锥孔及两处支撑平面形成对工件的支撑定位,由于是四点支撑而形成过定位,故在一处支撑平面处采用浮动支撑,压紧时避开主腔孔端面,

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⑶ 方案三 由于目前车间还没有车铣复合加工中心,而方案二则由于加工内容过多导致流水节拍过长,因此不适应于汽车产品批量大的特点,因而必须将其分解,既要保证加工质量又要提高其加工流水节拍。为此我们在卧立式加工中心上加工前缸体的导销孔、ABS安装孔及主腔孔端面。在立式加工中心上加工后缸体的导销孔及主腔孔端面,根据车间的设备特点,主腔孔则可在数控车上进行加工;刹车面在卧铣上加工;进油孔和放气孔则可分别在立加及钻削中心上进行加工。因此,鉴于车间现有设备及批量生产特点的限制,故选择方案三为实施方案。

形位公差的控制

形位公差是产品质量的重要组成部分,加强形位公差控制是保证产品质量,提升制动器刹车性能的重要措施。宇通商务车前、后缸体导销孔对主腔孔的平行度及刹车面对主腔孔的垂直度均为0.05mm,若导销孔对主腔孔的平行度超差则导致两导销孔平行度过大,装配后易造成制动钳滑动阻力过大、不复位、抖动等问题。而刹车面对主腔孔的垂直度超差,则会造成活塞端面和刹车面平行度超差,从而导致两制动块和制动盘刹车面之间存在夹角。由于刹车力矩的大小是由制动块和制动盘之间的摩擦力决定的,而摩擦力的大小则由其所受的正压力、摩擦系数及制动块和制动盘之间的接触面积来决定,当活塞输出的正压力及摩擦系数一定的情况下,则刹车力矩的大小由制动块和制动盘之间的接触面积来决定,当垂直度过大时制动块和制动盘刹车面之间的夹角也会增大,因而接触面积会减小,所以会产生制动力矩不足、刹车软、制动距离延长等问题。

由于之前开发的所有制动器缸体刹车面对主腔孔的垂直度要求均为0.1mm,而且其刹车面的加工均为导销孔及其端面定位,由于导销孔位置靠近主腔孔底端处,加上导销孔端面较小,因而装夹后会产生悬空状态,即使在缸体刹车面正下方使用浮动螺栓进行支撑,也会因拧紧力的大小、刀具磨损引起切削力的变化、余量的大小及材质等因素的影响,致使刹车面的加工质量亦不稳定,从而导致刹车面对主腔孔的垂直度也不太稳定,加之宇通商务车缸体对垂直度更加严格的要求,因此必须采取更加可靠的工艺方法才能予以保证。为此我们在卧立式加工中心上加工前缸体的导销孔、ABS安装孔及主腔孔端面。在立式加工中心上加工后缸体的导销孔、端面及主腔孔端面。而主腔孔则可在数控车上进行加工,这样由于导销孔、端面和主腔孔端面为一次装夹加工完成,故在车主腔孔时再以导销孔及主腔孔端面定位,则可保证导销孔与主腔孔的平行度及主腔孔与主腔孔端面的垂直度。同理,在卧铣上铣刹车面时以导销孔及主腔孔端面定位,保证铣刹车面与主腔孔端面的平行度不大于0.05mm,则可保证刹车面与主腔孔0.05mm的垂直度。

从以上可以看出,主腔孔端面在缸体的加工过程中起一个承上启下的过渡作用,其加工质量的好坏直接影响到刹车面与主腔孔的垂直度及导销孔与主腔孔的平行度等,因而加工出高质量的主腔孔端面就成为解决此问题的关键。“工欲善其事,必先利其器”,因此设计用于加工此缸体主腔孔端面的专用刀具就成为首要任务。

图5所示为后缸体R158mm弧面简图,经测量R158mm弧最低端至缸体钳爪顶端最小距离为41.5mm,因为加工时刀具不能和刹车面处的U形位干涉,因此设定最小安全间隙为3.5mm,若假设T形刀的刀柄直径为零时,则T形刀的直径最小为(41.5+3.5)mm×2= 90mm,由于刹车面两侧高中间低,因而必须验证其在两侧处是否干涉,因此首先做出刀具回转中心运动轨迹L1,然后过R158mm弧心及R3圆心作直线L2,则L2与R3

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(转载请注明来源: 汽车制动网/chebrake.com 责任编辑:elizabeth)

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