主题：汽车翻造技术　Ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ　Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　

汽车悬架控制臂前衬套自动化压装原理与实现方法　蒋振辉①　范　灏②　许黎明①　梁庆华①　（①上海交通大学机械动力与工程学院，上海２００２４０；②上海第三机床厂，上海２０００３２）　

摘要：针对汽车悬架控制臂前衬套压装的现状，提出了一种新的前衬套自动化压装原理。基于该原理能　在一台机床上实现前衬套的自动上料、自动正压和自动反压，给出了正反压一体化的实现方法，实　践表明，根据新原理设计的自动化压装设备能高效率、高质量地实现前衬套的压装，所提出的压装　技术不仅能实现单机自动化，也能用于控制臂多工位整线自动化压装。　关键词：悬架控制臂；前衬套；正压装；反压装　中图分类号：ＴＨ６９２．９　文献标识码：Ｂ　

Ｐｒｅｓｓ—ｆｉｔ　ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ　ａｎｄ　ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｆｒｏｎｔ　ｂｕｓｈ　ｆｏｒ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ａｒｍ　ｏｆ　ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ　ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ　ＪＩＡＮＧ　Ｚｈｅｎｈｕｉ①，ＦＡＮ　Ｈａｏ②，ＸＵ　Ｌｉｍｉｎｇ①

，ＬＩＡＮＧ　Ｑｉｎｇｈｕａ①　

（①Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｓｈａｎｇｈａｉ　Ｊｉａｏ　Ｔｏｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ　２００２４０，ＣＨＮ；　（￣）Ｓｈａｎｇｈａｉ　Ｔｈｉｒｄ　Ｍａｃｈｉｎｅ　Ｔｏｏｌ　Ｐｌａｎｔ，Ｓｈａｎｇｈａｉ　２０００３２，ＣＨＮ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａ　ｎｅｗ　ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ　ｏｆ　ｐｒｅｓｓ—ｆｉｔｔｉｎｇ　ｏｆ　ｆｒｏｎｔ　ｂｕｓｈ　ｉｓ　ｐｕｔ　ｆｏｒｗａｒｄ　ｗｈｉｃｈ　ｉｓ　ａｓｓｅｍｂｌｅｄ　ｉｎ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ａｒｍ　ｏｆ　ａｕｔｏ—　ｍｏｂｉｌｅ　ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ．Ａｕｔｏｍａｔｉｃ　ｂｕｓｈ　ｌｏａｄｉｎｇ，ｂｕｓｈ　ｐｒｅｓｓ—ｆｉｔ　ａｎｄ　ｂｕｓｈ　ｃｏｕｎｔｅｒ　ｐｒｅｓｓ—ｆｉｔ　ｃａｎ　ｂｅ　ｃａｒｒｉｅｄ　ｏｕｔ　ｉｎ　ｏｎｅ　ｍａｃｈｉｎｅ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ．Ｔｈｅ　ｍｅｔｈｏｄ　ｔｏ　ｒｅａｌｉｚｅ　ｔｈｅ　ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｆｉｔ　ａｎｄ　ｃｏｕｎｔｅｒ—ｆｉｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｂｕｓｈ　ｉｓ　ｐｒｏｖｉｄｅｄ．Ｔｈｅ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗｅｄ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｄｅｓｉｇｎｅｄ　ｐｒｅｓｓ　ｃａｎ　ｃｏｍｐｌｅｔｅ　ｔｈｅ　ｆｒｏｎｔ　ｂｕｓｈ　ｐｒｅｓｓ—ｆｉｔ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｔｌｙ　ａｎｄ　ｉｎ　ｈｉｇｈ　ｑｕａｌｉｔｙ．Ｔｈｅ　ｐｒｏｐｏｓｅｄ　ｐｒｅｓｓ—ｆｉｔｔｉｎｇ　ｃａｎ　ｎｏｔ　ｏｎｌｙ　ｒｅａｌｉｚｅ　ｔｈｅ　ａｕｔｏ—　ｍａｒｉｏｎ　ｏｆ　ｏｎｅ　ｍａｃｈｉｎｅ，ｂｕｔ　ａｌｓｏ　ｃａｎ　ｂｅ　ｕｓｅｄ　ｉｎ　ｍｕｌｔｉｓｔａｔｉｏｎ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｌｉｎｅ　ｆｏｒ　ｐｒｅｓｓ—ｆｉｔｔｉｎｇ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｏｎ—　ｔｒｏｌ　ａｍ３．　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ａＦｌｎ；ｆｒｏｎｔ　ｂｕｓｈ；ｐｒｅｓｓ—ｆｉｔ；ｃｏｕｎｔｅｒ　ｐｒｅｓｓ—ｆｉｔ　

汽车悬架控制臂是汽车悬架系统的组成部分，具　有导向和传力的功能，车轮和车身能通过其上的球铰　和衬套弹性地连接在一起。悬架控制臂能在车轮和车　身间传递横向和纵向载荷，控制它们的相对运动，对汽　车行驶和操纵稳定性有很大的影响¨　。　控制臂焊接总成的装配质量直接影响其刚度、强　度和使用寿命，是很重要的一个生产环节。控制臂焊　接总成的装配包括３个环节：前衬套的压装、后衬套的　压装、球头及铆钉的压装。其中，对于前衬套的压装，　广泛采用的仍是手动操作设备：张秀芝等　设计的　ＢＲＴ客车前桥稳定杆衬套压装机，采用人工控制压装　机前进和后退的方式，配合相应工装，将衬套压人装配　孔；陆尤华等　设计的前下控制臂橡胶衬套压装设　备，同样采用人工手动操作，将前下臂橡胶衬套压人控　制臂导柱。　手动操作的压装设备存在一些缺点：首先，每次压　装时需要人工上料、涂油和其他一些辅助调整工作，工　作效率低，劳动强度大；其次，衬套压装质量的一致性　・　３４　・　和压装过程的安全性也有待提高；此外，在前衬套压装　出现问题时，需要其他设备进行反压把前衬套取出，费　时费力。　图１所示为某型汽车悬架控制臂及其前衬套，衬　套内部是一金属圆柱筒，外部包裹着橡胶层。本文针　对该前衬套的压装提出了一种新的自动化压装原理，　并设计了一种自动正反压一体化设备。该设备结构紧　凑，能高效率、高质量地实现前衬套的正压，并且能方　便地实现前衬套的反压。　

１正反压一体化原理　所设计的自动正反压一体化结构原理如图２所　示。前衬套正压工作原理如下：上Ｖ型块４与下Ｖ型　块（图中未表示）配合将控制臂的前衬套套筒（图１中　１件）夹紧在Ｕ型块２的前后端面之间；前衬套通过自　动上料机构上料，滚人半圆料槽５中；压杆６在电缸　１４的带动下向左前进，压杆前端穿过前衬套，对压装　起导向作用，压杆后端将前衬套压入控制臂套筒。根　

Ｕ！　ｕｌ０年幂Ｉ　卅Ｉ　前村套　图１某型汽车悬架控制臂　据工艺要求，前衬套翻边需完全翻出控制臂套筒，因　此，压杆将前衬套压装到位后要再往前过压一小段距　离，然后再回拉到位，以保证衬套翻边完整翻出，完成　整形动作。　

１—连接板；２一ｕ型挡块；３一整形工装；４一上Ｖ型块；５一半圆料糟；　６一压杆；７法兰盘；８一摆动气缸；９一轴承端盖；１０－－轴承；　１　１一轴承箱；１２－－连接件；１３－－力传感器；１４一电缸；１５一三角铁；　１６滑块；１７一导轨。　

图２自动正反压一体化结构原理　整形回拉时需要用到一个整形工装３，如图３所　示。整形工装３上开有一个与压杆６前端Ｔ型头形状　相同，但尺寸稍大的方形孔。整形时压杆６前端的Ｔ　型头穿过整形工装３的方形孔，之后压杆在摆动气缸　８的带动下反转９０。，电缸带动压杆回退；压杆的Ｔ型　头抵住整形工装带动其回退，而整形工装则抵住前衬　套将其回压到位，完成整形。整形工装尾部为内螺纹　结构，并与一带外螺纹端盖及弹簧配合，保证整形工装　在每次压装结束后返回原位。整形结束后压杆在摆动　气缸的带动下正转９Ｏ。，然后在电缸的带动下经由衬　套孔回退到起始位置，完成前衬套的一个压装过程。　前衬套反压工作原理如下：工作前需要将整形工　装换成反压工装（如图４所示），即将整形工装上的端　盖及弹簧取下，保证反拉时该工装可随前衬套一起被　拉出。工作开始后，电缸带动压杆６前进，穿过前衬套　及反压工装孔，并进去指定距离后，摆动气缸８带动压　杆反转９０。，然后电缸回退，回退中将带动反压工装一　起运动，将压装在控制臂套筒中的前衬套反向压出，完　等Ｕ　￡ｕ。０　ｌ　成反压取出。整形工装和反压工装结构基本相同，保　证了正压和反压工装切换的方便。　图３整形工装　图４反压工装　２　自动上料　前衬套自动上料装置结构如图５所示，其工作原　理是：上料前，在斜滚槽上放置一定数量的前衬套。重　力作用下，前衬套下滚，被上挡料杆２挡住。上料时，　上料气缸４动作，气缸轴前伸，通过连接杆３带动上挡　料杆２升起，同时下挡料杆ｉ下降，前衬套向下滚动至　被下挡料杆ｌ挡住。之后上料气缸４动作，气缸轴回　缩，通过连接杆３带动上挡料杆２下降，将第一个前衬　套与之后的衬套分离；同时下挡料杆１升起，让被分离　的前衬套沿斜滚槽滚入压装位置，完成上料。在上料　过程中给滚槽供油，可同时完成前衬套两侧的涂油工　艺要求。　１一下挡料杆；２一上挡料杆；３一连接杆；４一上料气缸；５一斜滚槽；６一固定块。　图５衬套自动上料的结构原理　３试验研究　基于上述压装原理，开发了自动化压装设备，并对　前衬套压装进行试验研究。试验时先正向压装２０件　工件，之后将２Ｏ件工件中的前衬套反压取出，并记录　压装时的力一位移曲线及压装节拍。　图６为某次正压前衬套时的力一位移曲线。正压开　始，电缸前进，位移超过点１后，前衬套开始与控制臂前套　筒接触，压装力开始增大，总体呈增大趋势；点２之后，前　衬套翻边已完整翻出，压装力开始减小；之后电缸继续前　进，到达最大位移点３后，电缸回退一小段距离到达点４　主题：汽车翻造技术　Ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ　Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　

和５之间；此时压杆与前衬套分离，压装力急剧减小到零；　然后摆动气缸带动压杆反转９ｏ。，电缸回退带动整形工装　将前衬套回拉进行整形，这个过程中反拉力逐渐增大（５　）；整形结束后摆动气缸带动压杆正转９０。；之后电缸　持续回退到零位，完成压装。　蚤　图６正压前衬套的力一位移曲线　图７反压前衬套的力一位移曲线　图７为某次反压前衬套时的力一位移曲线。反压　开始，电缸从零位开始前进，在点１到２过程中，压杆　与前衬套没有接触；点２之后，压装力为正且逐渐增　大；之后电缸继续前进，到最大位移点３后，回退一小　段距离，到达点４和５之间；此时压杆的Ｔ型压头已穿　过前衬套及反压工装，摆动气缸动作，带动压杆旋转　９０。；然后电缸回退，压杆带动反压工装将前衬套回拉；　反拉力先逐渐增大，到达峰值点６后逐渐减小，到达点　７时前衬套已被完全拉出；之后电缸继续回退到原点，　完成反压。　通过调整工艺参数，正反压节拍均控制在１８　Ｓ左　右，满足了生产要求。　

４　结语　本文基于汽车悬架控制臂前衬套压装的现状，针　对某型汽车悬架控制臂提出了一种新的前衬套自动化　压装原理，研究和实践表明，基于该原理能在一台机床　上实现前衬套的自动上料、自动正压和自动反压，根据　新原理设计的自动化压装设备能高效率、高质量地实　现前衬套的压装，有效地减轻了工人的劳动强度，提高　了生产效率。所提出的压装技术不仅能实现单机自动　化，也能用于控制臂多工位整线自动化的前衬套压装　工位。　参考文献　［１］蒋翠翠，上官文斌，愈宏．汽车悬架控制臂［Ｊ］．现代零部件，２００８　（２）：９０—９２．　［２］张秀芝．ＢＲＴ客车前桥稳定杆衬套压装机的设计［Ｊ］客车技术，　２０１０（２）：３８—３９，４２．　［３］陆卫平，尤华胜．前下臂橡胶衬套压装设计应用［Ｊ］．汽车零部件，　２０１１（１０）：７７—７８，８１．　第一作者：蒋振辉，男，１９９２年生，在读硕士，研究　方向为制造技术与装备自动化。　（编辑李静）　（收稿日期：２ｏ１５—４—２７）　文章编号：１５１０１０　如果您想发表对本文的看法，请将文章编号填入读者意见调查表中的相应位置。　

・名词解释・　等离子喷涂等离子喷涂是利用等离子焰流，将喷涂材料加热到熔融或高塑性状态，在高速等离子焰流引导下高速撞击基体　表面，并沉积在经过粗糙处理的关键表面形成很薄的涂层。等离子焰流温度高达ＩＯ０００￣Ｃ以上，可喷涂几乎所有固态工程材料，包　括各种金属和合金、陶瓷、非金属矿物及复合粉末材料等。等离子焰流速度达到１０００　ｍ／ｓ以上，喷出的粉粒速度可达１８０～６００ｍ／　Ｓ，得到的涂层致密性和结合强度均比火焰喷涂高。等离子喷涂有大气等离子喷涂、可控气氛等离子喷涂和液体稳定等离子喷涂等　方法。　气相沉积技术气相沉积技术是近３０年来迅速发展的一种表面制膜新技术，它是利用气相之间的反应，在各种材料表面沉积　单层或多层薄膜，从而使材料获得所需的各种优异性能。气相沉积技术可分为物理气相沉积（ＰＶＤ）和化学气相沉积（ＣＶＤ）。物理　气相沉积是在真空条件下，利用各种物理方法将镀料气化成原子、分子或离子，直接沉积在基体表面的方法。它又分为真空蒸镀、　溅射镀、离子镀等。化学气相沉积是把含有构成薄膜元素的一种或几种化合物或单质气体供给基体，借助气相作用或在基体表面　上的化学反应生成所要求的薄膜。