新型推拉外管鉚壓研究及應(yīng)用

【摘 要】目前汽車和工程機(jī)械所用的軟軸總成和換擋操作機(jī)構(gòu)總成采用的工藝是推拉外管與金屬管接頭的鉚接都是采用沖床沖鉚工藝，沖壓后容易使外管鋼絲變形交叉及分布不均勻，使得管接頭承受拉力的能力降低，同時還導(dǎo)致內(nèi)孔變形，容易產(chǎn)生卡滯、卡死現(xiàn)象，致使推拉式軟軸壽命短。針對以上問題，文章介紹了一種新的液壓鉚接工藝及其自動拔芯裝置，解決了因管接頭受力和變形不均導(dǎo)致的卡滯、卡死等質(zhì)量問題，軟軸負(fù)載效率提高了20%左右，提高了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本[1]，取得較好的社會和經(jīng)濟(jì)效益。

【關(guān)鍵詞】推拉外管；軟軸；鉚接工藝；研究

【中圖分類號】U463.2 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】1674-0688（2019）01-0154-03

0 引言

汽車和工程機(jī)械所用的軟軸總成和換擋操縱機(jī)構(gòu)總成是整機(jī)不可缺少的操縱控制系統(tǒng)的關(guān)鍵零部件之一，零部件上的推拉外管與金屬管接頭的鉚接目前都是采用沖床沖鉚工藝，分上下模進(jìn)行鉚接，鉚接后的形狀為六方形。該生產(chǎn)工藝目前存在著沖壓鉚接沖力單向、沖壓時間短，內(nèi)襯管內(nèi)孔變形、管接承受拉力低、推拉軟軸壽命短的問題，外三包索賠率很高。為了解決以上問題本文介紹了一種解決方案，將原來的沖床沖鉚工藝改為液壓鉚接工藝，采用一種推拉式軟軸外管扣鉚方法及其設(shè)備[3]，其鉚接形狀為八方形，同時具有自動的拔芯裝置。利用液壓鉚接機(jī)通過內(nèi)外模錐面配合將軸向推拉力轉(zhuǎn)化為多塊壓模片均勻徑向鉚壓的原理，從而使得外管接頭產(chǎn)生均勻的徑向塑性變形，外管鋼絲即不易交叉變形，完全解決了因管接頭受力和變形不均導(dǎo)致的卡滯、卡死等質(zhì)量問題，大大提高軟軸負(fù)載效率，更改后軟軸負(fù)載效率為85%，提高了20%左右，提高了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本。

1 新鉚壓工藝解決的關(guān)鍵技術(shù)和創(chuàng)新點(diǎn)

1.1 關(guān)鍵技術(shù)

（1）利用液壓鉚接機(jī)，通過內(nèi)外模錐面配合，將軸向推拉力轉(zhuǎn)化為多塊壓模片均勻徑向鉚壓的原理，使得外管接頭產(chǎn)生均勻的徑向塑性變形，外管鋼絲不易交叉變形，推拉外管與套管接頭鉚合度好。

（2）外管接頭的鉚接工藝采用八方圓形扣鉚工藝，完全解決了六方?jīng)_鉚工藝因管接頭受力和變形不均導(dǎo)致的卡滯、卡死等質(zhì)量問題[2]，大大提高軟軸負(fù)載效率，更改后軟軸負(fù)載效率為85%以上，提高了20%左右。

（3）使用自動拔芯裝置，在鉚壓前的內(nèi)襯管中使用具有自動拔插裝置的芯棒，保證內(nèi)襯管內(nèi)孔在鉚壓過程中不易變形，確保內(nèi)襯管與軸芯的配合間隙，使軸芯能夠順暢移動，提高了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本及售后維修成本。

（4）該鉚壓工藝具有先進(jìn)性，容易實(shí)現(xiàn)自動流水作業(yè)替代人工作業(yè)，大大提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。產(chǎn)品加工工藝簡單，連接裝配方便，符合當(dāng)今汽車特別是微車配件行業(yè)技術(shù)發(fā)展趨勢。

（5）新型汽車推拉外管鉚壓工藝的推廣應(yīng)用，解決沖壓鉚接沖力單向、沖壓時間短，內(nèi)襯管內(nèi)孔變形、管接承受拉力低、推拉軟軸壽命短的問題。

1.2 創(chuàng)新點(diǎn)

1.2.1 應(yīng)用創(chuàng)新

（1）新型推拉外管鉚壓采用“一種推拉式軟軸外管扣鉚方法及其設(shè)備”專利技術(shù)，解決沖壓鉚接沖力單向、沖壓時間短，內(nèi)襯管內(nèi)孔變形、管接承受拉力低、推拉軟軸壽命短的問題[3]。

（2）新型推拉外管鉚壓技術(shù)產(chǎn)品使用無污染材料、優(yōu)化操縱性能、提高使用壽命、降低返修率，具有整車重量輕、油耗低等優(yōu)點(diǎn)。

（3）利用液壓鉚接機(jī)，通過內(nèi)外模錐面配合，利用將軸向推拉力轉(zhuǎn)化為多塊壓模片均勻徑向鉚壓的原理，使得外管接頭產(chǎn)生均勻的徑向塑性變形，外管鋼絲不易交叉變形，推拉外管與套管接頭鉚合度好。同時，由于在內(nèi)襯管中插入了芯棒，使得內(nèi)襯管內(nèi)孔在鉚壓過程中不易變形，從而保證了內(nèi)襯管與軸芯的配合間隙，使軸芯能夠順暢移動，提高了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本。

（4）管接頭的鉚接工藝采用自主研發(fā)的八方圓形扣鉚工藝，完全解決了六方?jīng)_鉚工藝因管接頭受力和變形不均導(dǎo)致的卡滯、卡死等質(zhì)量問題[2]，大大提高軟軸負(fù)載效率，更改后軟軸負(fù)載效率為87.21%，提高了20%左右。

（5）采用先進(jìn)加工工藝及自動流水作業(yè)替代人工作業(yè)，大大提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。產(chǎn)品加工工藝簡單，連接裝配方便，具有售后維修成本低等優(yōu)點(diǎn)，符合當(dāng)今汽車特別是微車配件行業(yè)技術(shù)發(fā)展趨勢。

1.2.2 工藝創(chuàng)新

（1）舊推拉外管鉚壓工藝是推拉外管與金屬管接頭的鉚接采用沖床沖鉚工藝，分上下模進(jìn)行鉚接，上下模的形狀為六方形，下模固定在靜止的下模座上，上模固定在可以運(yùn)動的上模座上，推拉外管與金屬管接頭鉚接時，上模座向下運(yùn)動沖擊套管接頭，使套管接頭產(chǎn)生塑性變形向推拉外管擠壓，推拉外管和金屬管接頭緊密聯(lián)接，能夠承受高的拉力。

（2）舊工藝推拉外管和金屬管接頭由于沖鉚時只有上下方向?qū)饘俟芙宇^產(chǎn)生沖力，且沖壓時間短，沖壓后金屬管接頭處快速變形，變成六方形，容易使外管鋼絲變形交叉，并且分布不均勻，使得管接頭承受拉力的能力降低；同時還會導(dǎo)致內(nèi)孔變形，軸芯在工況運(yùn)行時滑動阻力增大，容易產(chǎn)生卡滯、卡死現(xiàn)象，使得操縱阻力大，嚴(yán)重時會造成軸芯斷裂，致使推拉式軟軸總成壽命短[2]。所以目前生產(chǎn)的技術(shù)存在著沖壓鉚接沖力單向、沖壓時間短、內(nèi)襯管內(nèi)孔變形、管接承受拉力低、推拉軟軸壽命短的問題。

（3）新型推拉外管鉚壓工藝是采用液壓鉚接工藝，使用一種推拉式軟軸外管扣鉚方法及其設(shè)備，上下模形狀為八方形，形成八方扣鉚，插入自制拔芯裝置[3]。利用液壓鉚接機(jī)，通過內(nèi)外模錐面配合，將軸向推拉力轉(zhuǎn)化為多塊壓模片均勻徑向鉚壓的原理，使得外管接頭產(chǎn)生均勻的徑向塑性變形，外管鋼絲即不易交叉變形，推拉外管與套管接頭鉚合度非常好，完全解決了因管接頭受力和變形不均導(dǎo)致的卡滯、卡死等質(zhì)量問題，大大提高軟軸負(fù)載效率，更改后軟軸負(fù)載效率為87%以上，提高了20%左右。鉚壓后的結(jié)構(gòu)如圖1所示[2]。同時，由于在內(nèi)襯管中插入了拔芯裝置，使得內(nèi)襯管內(nèi)孔在鉚壓過程中不易變形，從而保證了內(nèi)襯管與軸芯的配合間隙，使軸芯能夠順暢移動，提高了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本。

2 新型推拉外管鉚壓研究主要內(nèi)容

2.1 專門設(shè)計一種設(shè)備

為實(shí)施新型推拉式軟軸外管扣鉚方法而專門設(shè)計一種設(shè)備，如圖2所示[3]。該設(shè)備由液壓系統(tǒng)、氣壓系統(tǒng)、扣鉚模具、機(jī)架等組成，液壓系統(tǒng)由液壓油缸軸和機(jī)架組成[3]。而扣鉚模具由外模、模內(nèi)及彈性壓模片組所組成，外模內(nèi)錐孔的錐度為25°～65°，彈性壓模片組由6～16塊模套和壓模片組成，每塊模套間安裝有彈簧，壓模片與套管接頭接觸的扣壓面為圓弧狀，壓模片的扣壓面圓弧直徑與套管接頭鉚壓處外徑略小。油缸活塞桿與外模相連接，在軸方向上還安裝有可往復(fù)移動的拔芯裝置[3]。拔芯裝置與機(jī)架通過螺栓緊固，并開有長孔可以軸向調(diào)整位置，拔芯裝置由氣缸和與氣缸活塞桿相連接的芯棒組成。[3]芯棒的直徑略小于推拉外管內(nèi)襯管孔經(jīng)，插入內(nèi)襯管的深度略深于鉚壓位置，芯棒上有一凸臺，芯棒插入內(nèi)襯管后凸臺與外管接頭接觸，從而確定鉚壓位置[3]。芯棒與氣缸活塞桿間為螺紋連接，芯棒的凸臺與氣缸活塞桿間的間距可以調(diào)節(jié)，并有螺母鎖緊[3]。

2.2 新型推拉式軟軸外管扣鉚方法

（1）將推拉外管兩端的外層皮剝?nèi)ヒ欢ㄩL度，使得推拉外管插入套管接頭后，推拉外管中的鋼絲直接與套管接頭接觸，增加鉚壓后的拉脫力。

（2）將固定在拔芯裝置的芯棒穿過套管接頭插入推拉外管的內(nèi)襯管孔中，可以增加鉚壓過程中內(nèi)襯管的承壓能力，防止內(nèi)襯管內(nèi)孔變形[3]。

（3）把套管接頭放到扣鉚模具上，啟動液壓系統(tǒng)，油缸活塞桿推或拉動外模軸向移動，通過外模的內(nèi)錐面壓迫與之配合的彈性壓模片組的外錐面，使壓模片徑向收縮并壓縮套管接頭產(chǎn)生徑向變形，從而使得套管接頭與推拉外管相連接[3]。

（4）當(dāng)套管接頭變形達(dá)到預(yù)定位置，接近開關(guān)啟動液壓系統(tǒng)電磁換向閥，使油缸活塞桿帶動外模反向移動，外模松開對彈性壓模片組的壓迫，彈性壓模片組在彈簧的作用下張開，當(dāng)油缸活塞桿帶動外模4達(dá)到接近開關(guān)3時，外模4停止運(yùn)動，完成一次壓鉚循序[3]。在啟動液壓換向開關(guān)的同時啟動拔芯裝置拔出芯棒，利用時間繼電器使氣壓換向閥自動換向，使拔芯裝置回位，取出壓鉚好的外管，完成一端鉚壓[3]。

3 結(jié)語

該新工藝的研究并實(shí)施，對于行業(yè)相關(guān)技術(shù)的改進(jìn)、優(yōu)化、完善、成熟與突破具有較好的借鑒與推廣意義，在高效率、高質(zhì)量、低成本方面效果也較為明顯，符合當(dāng)前國家大力倡導(dǎo)的先進(jìn)制造業(yè)的發(fā)展思路。促進(jìn)了產(chǎn)品加工工藝的創(chuàng)新、發(fā)展，為打破市場困局提供有力的技術(shù)支撐。對汽車行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步有一定的推動作用，對汽配行業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整也有一定的促進(jìn)作用。因此它有著較高的學(xué)術(shù)價值，市場前景非常廣闊[2]。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]鄧加尊，馬春文，潘子清.汽車換擋操縱機(jī)構(gòu)分總成設(shè)計[J].企業(yè)科技與發(fā)展，2014（4）.

[2]鄧加尊.機(jī)動車塑料換擋操縱機(jī)構(gòu)分總成設(shè)計[J].大眾科技，2015（8）.

[3]鄧加尊.一種推拉式軟軸外管扣鉚方法及其設(shè)備[P].中國專利：ZL201010178594.7，2012-01-04.

[責(zé)任編輯：陳澤琦]