【摘 要】 近年来随着乘用车市场需求的急剧增长，市场竞争日趋激烈，汽车的质量随着消费者逐渐成熟，对其认识与理解也随之加深，对产品质量的细节要求更加苛刻，而汽车零部件制造水平和生产能力间接地影响着整车的竞争。精益化生产成为汽车零部件制造业追求的理念，高质量，高效率，多品种小批量、短前置周期、低成本运行的生产方式成为汽车企业的迫切期望。我们基于精益制造的技术理念，对标国际知名汽车零部件-转向节的制造工艺，广泛应用高效多主轴设备、高度复合刀具加工技术以及一次装夹完成的加工流程和制造工艺。
　　【关键词】 转向节；制造；工艺创新
　　1、汽车转向节加工现状
　　1.1转向节分散制造工艺及设备
　　国内转向节加工工艺流程较长，一条生产线分为十几道或二十几道加工工序。多采用通用机床、专机、加工中心组线生产，比较典型的工艺流程如下图所示。
　　采用专机钻出轴向中心孔（10序）、粗车（20序）到磨外圆及端面（50序）均以中心孔为工艺基准加工完成、铣钳口面及钻孔（60序）以磨削的轴承外径为精基准，再加一处毛坯面做角向定位进行加工完成，后面工序均以磨削的轴承外径、端面以及制动钳孔，采用一面两销定位加工完成成品，主要设备以通用机床、钻床、专机、数控车床、中频设备、数控磨床、加工中心、探伤等设备组成上述生产线。考虑到生产线各序加工能力的均衡，所以该生产线设备约为19-20台，加工能力约为900件/天（三班制）。
　　1.2相对集中制造工艺及设备
　　该制造工艺是为了适应多品种小批量，市场需求，降低投资风险，将传统较长的分散工艺流程进行相对集中成2-3序，采用立式加工中心配备第四轴转台+固定夹具来实现加工完成。工艺流程如图所示：
　　工艺基准：10序的OP1工位以转向节毛坯外圆为中心定位，节臂和两制动钳下方三点作为支撑面，再以节臂侧面作为角向定位来完成轴承孔的加工，后续各工位均以轴承内孔及制动钳孔，采用一面两销的定位完成铣面、钻孔、攻丝、铰孔等部位加工。主要设备采用两台立式加工中心组成一条生产线，一条生产线的加工能力约为180件/天（三班制）。
　　2、產品分析
　　某车型的前转向节，材质为球墨铸铁，重量约10Kg，结构如图所示，由图可见该产品为长臂结构，悬臂较长、多处存在空间角度，且各孔位置尺寸要求较高；该产品若采用采用以往制造工艺，存在一下问题：
　　a.设备效率低，数量多，占地面积大，能耗高；
　　b.操作人员数量较多；
　　c.工件多次装夹，位置精度累积误差大，产品一致性差；
　　d.工件较重，多次周转，工人劳动强度大。
　　对标国外类似产品加工工艺：德国梅赛德斯奔驰公司轿车的转向节生产线，由4台3主轴加工中心组成，采用2次装夹完成全部加工内容。生产节拍120秒/件。产能约为30万辆车，机床CMK为1.67以上，生产线运行平稳，已经连续多年运转；
　　3、工艺创新
　　a.运用多轴设备及复合刀具技术：
　　经对标国外先进工艺，同时与设备及刀具厂商进行技术交流，我们采用多主轴加工中心，且切削刀具运用高复合刀具技术减少换刀次数，以达到提高加工效率，降低设备能耗，减少设备数量及占地面积，减少操作人员数量；
　　夹具设计方案如图所示，夹具体根据工件结构，并兼顾到所有加工内容，同时要避让刀具与夹具干涉结构如图所示，以点1、点2、点3作为主支撑面及主夹紧点；中心主定位是点6部位，以转向节轴承位外圆为基准，采用三点定心；角向定位为点4部位，采用自动对中夹紧实现；辅助支撑为点5进行辅助夹紧。
　　夹具方案通过三维建模，装配仿真分析，刀具干涉检查等校验可以满足要求，依据此方案，解决了工件多少次装夹，导致的精度累积误差大，减少了周转次数，降低工人的劳动强度。
　　4、效果验证
　　某转向节生产线工艺采用卧式多主轴、双吊篮式工作台的卧式加工中心设备，刀具运用高度符合技术，夹具设计采用一次装夹实现全部加工完成的制造工艺；经实际验收验证机床能力指数CMK为1.67以上，粗略与类似产品对比，成本显著下降，如设备占地面积减少约60%，设备能耗减少约70%；人员减少50%；综合成本降低约20%，该工艺处于世界先进水平。
　　5、结束语
　　通过工艺创新，提高生产效率，提升产品质量，降低工人的劳动强度，对企业来说提高了产品竞争力。