一种独立悬架上各种球铰部件自动化压入其控制臂孔内的装置
庞友刚+李军+武斌
摘 要：汽车独立悬架上的控制臂部件，是其重要的关键性部件之一，而现有的控制臂与球铰部件安装方法，需要四个以上操作工，同时，球铰部件在压装时报废率高以及控制臂部件的装配质量不稳定等等。为解决以上控制臂部件安装过程中的问题，通过设计多种方案进行反复比较和优化，最终形成了一种自动化安装控制臂、球铰部件、孔用弹性挡圈于一体的装配工装装置。
关键词：汽车独立悬架；控制臂；球铰部件；孔用弹性挡圈
1 控制臂、球铰部件、孔用弹性挡圈之间进行安装的现状及存在问题
汽车独立悬架上的控制臂、球铰部件以及孔用弹性挡圈之间安装必须先把球铰部件在控制臂孔内压缩变形，露出沟槽，同时迅速放进孔用弹性挡圈，完成控制臂部件的装配。现状是通过压力机，利用一个简易工装，直接将球铰部件在控制臂孔内压缩变形，同时要三个操作工各拿一把丝锥很艰难地将孔用弹性挡圈推入其沟槽内。这样的装配，显然既废人力，又废时间，人身又不安全，同时易于压坏球铰部件，造成装配成本升高，时常还造成控制臂部件的质量不稳定等等。原来压装见图1。
2 问题产生原因及对策
（一）简易工装功能单一，造成装配艰难
简易工装的功能只是挤压球铰部件：当压力机通过简易工装把球铰部件压缩到完全露出沟槽时，一人要用孔用弹性挡圈卡钳用力夹住孔用弹性挡圈，使其变小，其他三人则各用一个丝锥从不同方向快速推压孔用弹性挡圈进沟槽，否则，失败了就需要重来，反复多次安装，很容易压坏球铰，很显然，这样的安装浪费人力、浪费时间，人身又不安全，工作效率低，成本高，同时安装的控制臂部件性能质量不稳定等等现象。
（二）采用新工装装置作为解决问题之对策
新工装装置是采用一种结构简单、操作方便、功能安全可靠，能够满足控制臂部件安装要求的理想工装。该工装装置是通过以下结构来实现的：一种通过锥度较小的外锥体，借助油缸的推力，方便地将孔用弹性挡圈由自然状态下的大外径压缩到控制臂内孔的小直径，再由压缩弹簧的弹力推进沟槽。其特征在于：外锥体的一端顶住控制臂的孔边上，另一端插入挤压孔用弹性挡圈组件的导向孔内，实现导向；而挤压孔用弹性挡圈组件又能滑动的安装在压球铰套上，压球铰套又用螺纹拧在油缸的活塞杆上，活塞杆的动力是由液压站提供的，油缸固定在底座上；控制臂是通过控制臂支撑套连接在底座上的；球铰部件插进控制臂的孔内，并由控制臂支撑套定位方向；孔用弹性挡圈被放进外锥体的孔内，当挤压孔用弹性挡圈组件挤压孔用弹性挡圈时，又得到其反作用力，促使一个压缩弹簧压缩，直到顶住压球铰套的阶梯轴的相应端面上。这样，活塞杆就推动压球铰套，压球铰套又推动挤压孔用弹性挡圈组件，挤压孔用弹性挡圈组件再推动孔用弹性挡圈，以促使其沿锥形孔逐渐变小，直至进入控制臂的孔内；与此同时，压球铰套的小端面上装的挡圈也挤压球铰部件，以至使其压缩变形最大，露出沟槽；这时孔用弹性挡圈快速被压缩弹簧的弹力推进沟槽，最后，退出活塞杆及工装，完成控制臂、球铰部件以及孔用弹性挡圈之间的装配。
以上所述工装的压装过程：其关键是压球铰套把球铰部件压缩变形到最大，露出沟槽时，孔用弹性挡圈同时被压进控制臂孔内2～3MM，未进沟槽，而孔用弹性挡圈是被压缩弹簧的弹力推进沟槽的（这一点是由设计的相关尺寸决定的）。该工装装置的优点是能省人力，省时间，提高了效率和质量，又安全可靠，总之满足了控制臂部件的装配和质量要求。
3 改进实例及效益分析
3.1 改进后的工装装置
3.2 工装装置实施过程详细阐述
（一）结合附图对本工装装置的工作机理进行阐述
（1）如附图2所示，1控制臂、2球铰部件及5控制臂支撑套三者按安装工艺要求与底座相连，水平向左方向不能移动，但2球铰部件内部可以被压缩变形；3压球铰工装组合件通过螺纹与4油缸的活塞杆相连，4油缸通过螺栓与6底座紧固。
（2）如附图3所示，7外锥体，其左端可以插进1控制臂的右侧孔内定位；8孔用弹性挡圈，能放进7外锥体的右端孔内；9挤压孔用弹性挡圈组件，是安装在12压球铰套的台阶轴上，可以滑动，并被11挡圈挡住；11挡圈用沉头螺钉固定在12压球铰套的左端面上；10压缩弹簧也装在12压球铰套的另一台阶轴上，同时给9挤压孔用弹性挡圈组件一个弹力作用；12压球铰套的右端通过螺纹拧在4油缸的活塞杆上，4油缸通过螺栓固定在6底座上，4油缸通过进出油管与液压站相连，并由液压站提供动力（图示略）。
（3）该装置工作机理是：首先，把1控制臂安装在工装5控制臂支撑套上，并由工装其他附件支撑定位，其中不同形式的控制臂，需配有相应的控制臂支撑套来配合；再插进2球铰部件于5控制臂支撑套的腰形孔内，然后，把8孔用弹性挡圈放进7外锥体的右端孔内，再把7外锥体套右端插进9挤压孔用弹性挡圈组件的左端孔内；再者，搬动油缸的控制把手，使4油缸的活塞杆向左移动，注意7外锥体的左端轴在移动时要对准1控制臂的右端孔，随着活塞杆继续左移，10压缩弹簧被压缩，直至9挤压孔用弹性挡圈组件的右端顶住12压球铰套的相应台阶端面上，这样，4油缸的活塞杆推力通过9挤压孔用弹性挡圈组件推动8孔用弹性挡圈，使其外径减小，最终被压进1控制臂的孔内2-3MM；这时，11挡圈也挤压2球铰部件到最大变形，达到了平衡（球铰部件内部可以被压缩的），露出了沟槽；10压缩弹簧的弹力足够继续推动9挤压孔用弹性挡圈组件及8孔用弹性挡圈向左移动，直至8孔用弹性挡圈进入沟槽，当听到8孔用弹性挡圈的咔嚓声时，说明8孔用弹性挡圈已卡进沟槽。再搬动油缸控制把手，使4油缸的活塞杆向右移动，9挤压孔用弹性挡圈组件等在11挡圈作用下，一起退出，结束装配，卸下控制臂部件。同样的方法继续进行装配！
3 结论
（1）该改进后的工装装置，可以使操作人员由原来的四人减少到一人，显著的降低了劳动力成本；
（2）改进后的工装装置，可以大大减少球铰部件报废率，一个球铰部件的市场价120元左右；
（3）采用新工装装置，可极大提高操作员的人身安全性，降低劳动强度。
（4）使用新工装装置，可提高控制臂部件的质量稳定性，从而保证客车独立悬架对控制臂部件的可靠性和质量稳定性要求。
总之，该工装装置，是安装汽车独立悬架上的控制臂、球铰部件以及孔用弹性挡圈于一体的理想工装！
参考文献：
[1] 朱理.机械原理.高等教育出版社，2004，第010488号.
[2] 数字化手册编委会.机械设计手册（新编软件版）化学工业出版社.2008.
[3] 浦林祥主编，机床夹具设计手册，机械工程出版社.
摘 要：汽车独立悬架上的控制臂部件，是其重要的关键性部件之一，而现有的控制臂与球铰部件安装方法，需要四个以上操作工，同时，球铰部件在压装时报废率高以及控制臂部件的装配质量不稳定等等。为解决以上控制臂部件安装过程中的问题，通过设计多种方案进行反复比较和优化，最终形成了一种自动化安装控制臂、球铰部件、孔用弹性挡圈于一体的装配工装装置。
关键词：汽车独立悬架；控制臂；球铰部件；孔用弹性挡圈
1 控制臂、球铰部件、孔用弹性挡圈之间进行安装的现状及存在问题
汽车独立悬架上的控制臂、球铰部件以及孔用弹性挡圈之间安装必须先把球铰部件在控制臂孔内压缩变形，露出沟槽，同时迅速放进孔用弹性挡圈，完成控制臂部件的装配。现状是通过压力机，利用一个简易工装，直接将球铰部件在控制臂孔内压缩变形，同时要三个操作工各拿一把丝锥很艰难地将孔用弹性挡圈推入其沟槽内。这样的装配，显然既废人力，又废时间，人身又不安全，同时易于压坏球铰部件，造成装配成本升高，时常还造成控制臂部件的质量不稳定等等。原来压装见图1。
2 问题产生原因及对策
（一）简易工装功能单一，造成装配艰难
简易工装的功能只是挤压球铰部件：当压力机通过简易工装把球铰部件压缩到完全露出沟槽时，一人要用孔用弹性挡圈卡钳用力夹住孔用弹性挡圈，使其变小，其他三人则各用一个丝锥从不同方向快速推压孔用弹性挡圈进沟槽，否则，失败了就需要重来，反复多次安装，很容易压坏球铰，很显然，这样的安装浪费人力、浪费时间，人身又不安全，工作效率低，成本高，同时安装的控制臂部件性能质量不稳定等等现象。
（二）采用新工装装置作为解决问题之对策
新工装装置是采用一种结构简单、操作方便、功能安全可靠，能够满足控制臂部件安装要求的理想工装。该工装装置是通过以下结构来实现的：一种通过锥度较小的外锥体，借助油缸的推力，方便地将孔用弹性挡圈由自然状态下的大外径压缩到控制臂内孔的小直径，再由压缩弹簧的弹力推进沟槽。其特征在于：外锥体的一端顶住控制臂的孔边上，另一端插入挤压孔用弹性挡圈组件的导向孔内，实现导向；而挤压孔用弹性挡圈组件又能滑动的安装在压球铰套上，压球铰套又用螺纹拧在油缸的活塞杆上，活塞杆的动力是由液压站提供的，油缸固定在底座上；控制臂是通过控制臂支撑套连接在底座上的；球铰部件插进控制臂的孔内，并由控制臂支撑套定位方向；孔用弹性挡圈被放进外锥体的孔内，当挤压孔用弹性挡圈组件挤压孔用弹性挡圈时，又得到其反作用力，促使一个压缩弹簧压缩，直到顶住压球铰套的阶梯轴的相应端面上。这样，活塞杆就推动压球铰套，压球铰套又推动挤压孔用弹性挡圈组件，挤压孔用弹性挡圈组件再推动孔用弹性挡圈，以促使其沿锥形孔逐渐变小，直至进入控制臂的孔内；与此同时，压球铰套的小端面上装的挡圈也挤压球铰部件，以至使其压缩变形最大，露出沟槽；这时孔用弹性挡圈快速被压缩弹簧的弹力推进沟槽，最后，退出活塞杆及工装，完成控制臂、球铰部件以及孔用弹性挡圈之间的装配。
以上所述工装的压装过程：其关键是压球铰套把球铰部件压缩变形到最大，露出沟槽时，孔用弹性挡圈同时被压进控制臂孔内2～3MM，未进沟槽，而孔用弹性挡圈是被压缩弹簧的弹力推进沟槽的（这一点是由设计的相关尺寸决定的）。该工装装置的优点是能省人力，省时间，提高了效率和质量，又安全可靠，总之满足了控制臂部件的装配和质量要求。
3 改进实例及效益分析
3.1 改进后的工装装置
3.2 工装装置实施过程详细阐述
（一）结合附图对本工装装置的工作机理进行阐述
（1）如附图2所示，1控制臂、2球铰部件及5控制臂支撑套三者按安装工艺要求与底座相连，水平向左方向不能移动，但2球铰部件内部可以被压缩变形；3压球铰工装组合件通过螺纹与4油缸的活塞杆相连，4油缸通过螺栓与6底座紧固。
（2）如附图3所示，7外锥体，其左端可以插进1控制臂的右侧孔内定位；8孔用弹性挡圈，能放进7外锥体的右端孔内；9挤压孔用弹性挡圈组件，是安装在12压球铰套的台阶轴上，可以滑动，并被11挡圈挡住；11挡圈用沉头螺钉固定在12压球铰套的左端面上；10压缩弹簧也装在12压球铰套的另一台阶轴上，同时给9挤压孔用弹性挡圈组件一个弹力作用；12压球铰套的右端通过螺纹拧在4油缸的活塞杆上，4油缸通过螺栓固定在6底座上，4油缸通过进出油管与液压站相连，并由液压站提供动力（图示略）。
（3）该装置工作机理是：首先，把1控制臂安装在工装5控制臂支撑套上，并由工装其他附件支撑定位，其中不同形式的控制臂，需配有相应的控制臂支撑套来配合；再插进2球铰部件于5控制臂支撑套的腰形孔内，然后，把8孔用弹性挡圈放进7外锥体的右端孔内，再把7外锥体套右端插进9挤压孔用弹性挡圈组件的左端孔内；再者，搬动油缸的控制把手，使4油缸的活塞杆向左移动，注意7外锥体的左端轴在移动时要对准1控制臂的右端孔，随着活塞杆继续左移，10压缩弹簧被压缩，直至9挤压孔用弹性挡圈组件的右端顶住12压球铰套的相应台阶端面上，这样，4油缸的活塞杆推力通过9挤压孔用弹性挡圈组件推动8孔用弹性挡圈，使其外径减小，最终被压进1控制臂的孔内2-3MM；这时，11挡圈也挤压2球铰部件到最大变形，达到了平衡（球铰部件内部可以被压缩的），露出了沟槽；10压缩弹簧的弹力足够继续推动9挤压孔用弹性挡圈组件及8孔用弹性挡圈向左移动，直至8孔用弹性挡圈进入沟槽，当听到8孔用弹性挡圈的咔嚓声时，说明8孔用弹性挡圈已卡进沟槽。再搬动油缸控制把手，使4油缸的活塞杆向右移动，9挤压孔用弹性挡圈组件等在11挡圈作用下，一起退出，结束装配，卸下控制臂部件。同样的方法继续进行装配！
3 结论
（1）该改进后的工装装置，可以使操作人员由原来的四人减少到一人，显著的降低了劳动力成本；
（2）改进后的工装装置，可以大大减少球铰部件报废率，一个球铰部件的市场价120元左右；
（3）采用新工装装置，可极大提高操作员的人身安全性，降低劳动强度。
（4）使用新工装装置，可提高控制臂部件的质量稳定性，从而保证客车独立悬架对控制臂部件的可靠性和质量稳定性要求。
总之，该工装装置，是安装汽车独立悬架上的控制臂、球铰部件以及孔用弹性挡圈于一体的理想工装！
参考文献：
[1] 朱理.机械原理.高等教育出版社，2004，第010488号.
[2] 数字化手册编委会.机械设计手册（新编软件版）化学工业出版社.2008.
[3] 浦林祥主编，机床夹具设计手册，机械工程出版社.
摘 要：汽车独立悬架上的控制臂部件，是其重要的关键性部件之一，而现有的控制臂与球铰部件安装方法，需要四个以上操作工，同时，球铰部件在压装时报废率高以及控制臂部件的装配质量不稳定等等。为解决以上控制臂部件安装过程中的问题，通过设计多种方案进行反复比较和优化，最终形成了一种自动化安装控制臂、球铰部件、孔用弹性挡圈于一体的装配工装装置。
关键词：汽车独立悬架；控制臂；球铰部件；孔用弹性挡圈
1 控制臂、球铰部件、孔用弹性挡圈之间进行安装的现状及存在问题
汽车独立悬架上的控制臂、球铰部件以及孔用弹性挡圈之间安装必须先把球铰部件在控制臂孔内压缩变形，露出沟槽，同时迅速放进孔用弹性挡圈，完成控制臂部件的装配。现状是通过压力机，利用一个简易工装，直接将球铰部件在控制臂孔内压缩变形，同时要三个操作工各拿一把丝锥很艰难地将孔用弹性挡圈推入其沟槽内。这样的装配，显然既废人力，又废时间，人身又不安全，同时易于压坏球铰部件，造成装配成本升高，时常还造成控制臂部件的质量不稳定等等。原来压装见图1。
2 问题产生原因及对策
（一）简易工装功能单一，造成装配艰难
简易工装的功能只是挤压球铰部件：当压力机通过简易工装把球铰部件压缩到完全露出沟槽时，一人要用孔用弹性挡圈卡钳用力夹住孔用弹性挡圈，使其变小，其他三人则各用一个丝锥从不同方向快速推压孔用弹性挡圈进沟槽，否则，失败了就需要重来，反复多次安装，很容易压坏球铰，很显然，这样的安装浪费人力、浪费时间，人身又不安全，工作效率低，成本高，同时安装的控制臂部件性能质量不稳定等等现象。
（二）采用新工装装置作为解决问题之对策
新工装装置是采用一种结构简单、操作方便、功能安全可靠，能够满足控制臂部件安装要求的理想工装。该工装装置是通过以下结构来实现的：一种通过锥度较小的外锥体，借助油缸的推力，方便地将孔用弹性挡圈由自然状态下的大外径压缩到控制臂内孔的小直径，再由压缩弹簧的弹力推进沟槽。其特征在于：外锥体的一端顶住控制臂的孔边上，另一端插入挤压孔用弹性挡圈组件的导向孔内，实现导向；而挤压孔用弹性挡圈组件又能滑动的安装在压球铰套上，压球铰套又用螺纹拧在油缸的活塞杆上，活塞杆的动力是由液压站提供的，油缸固定在底座上；控制臂是通过控制臂支撑套连接在底座上的；球铰部件插进控制臂的孔内，并由控制臂支撑套定位方向；孔用弹性挡圈被放进外锥体的孔内，当挤压孔用弹性挡圈组件挤压孔用弹性挡圈时，又得到其反作用力，促使一个压缩弹簧压缩，直到顶住压球铰套的阶梯轴的相应端面上。这样，活塞杆就推动压球铰套，压球铰套又推动挤压孔用弹性挡圈组件，挤压孔用弹性挡圈组件再推动孔用弹性挡圈，以促使其沿锥形孔逐渐变小，直至进入控制臂的孔内；与此同时，压球铰套的小端面上装的挡圈也挤压球铰部件，以至使其压缩变形最大，露出沟槽；这时孔用弹性挡圈快速被压缩弹簧的弹力推进沟槽，最后，退出活塞杆及工装，完成控制臂、球铰部件以及孔用弹性挡圈之间的装配。
以上所述工装的压装过程：其关键是压球铰套把球铰部件压缩变形到最大，露出沟槽时，孔用弹性挡圈同时被压进控制臂孔内2～3MM，未进沟槽，而孔用弹性挡圈是被压缩弹簧的弹力推进沟槽的（这一点是由设计的相关尺寸决定的）。该工装装置的优点是能省人力，省时间，提高了效率和质量，又安全可靠，总之满足了控制臂部件的装配和质量要求。
3 改进实例及效益分析
3.1 改进后的工装装置
3.2 工装装置实施过程详细阐述
（一）结合附图对本工装装置的工作机理进行阐述
（1）如附图2所示，1控制臂、2球铰部件及5控制臂支撑套三者按安装工艺要求与底座相连，水平向左方向不能移动，但2球铰部件内部可以被压缩变形；3压球铰工装组合件通过螺纹与4油缸的活塞杆相连，4油缸通过螺栓与6底座紧固。
（2）如附图3所示，7外锥体，其左端可以插进1控制臂的右侧孔内定位；8孔用弹性挡圈，能放进7外锥体的右端孔内；9挤压孔用弹性挡圈组件，是安装在12压球铰套的台阶轴上，可以滑动，并被11挡圈挡住；11挡圈用沉头螺钉固定在12压球铰套的左端面上；10压缩弹簧也装在12压球铰套的另一台阶轴上，同时给9挤压孔用弹性挡圈组件一个弹力作用；12压球铰套的右端通过螺纹拧在4油缸的活塞杆上，4油缸通过螺栓固定在6底座上，4油缸通过进出油管与液压站相连，并由液压站提供动力（图示略）。
（3）该装置工作机理是：首先，把1控制臂安装在工装5控制臂支撑套上，并由工装其他附件支撑定位，其中不同形式的控制臂，需配有相应的控制臂支撑套来配合；再插进2球铰部件于5控制臂支撑套的腰形孔内，然后，把8孔用弹性挡圈放进7外锥体的右端孔内，再把7外锥体套右端插进9挤压孔用弹性挡圈组件的左端孔内；再者，搬动油缸的控制把手，使4油缸的活塞杆向左移动，注意7外锥体的左端轴在移动时要对准1控制臂的右端孔，随着活塞杆继续左移，10压缩弹簧被压缩，直至9挤压孔用弹性挡圈组件的右端顶住12压球铰套的相应台阶端面上，这样，4油缸的活塞杆推力通过9挤压孔用弹性挡圈组件推动8孔用弹性挡圈，使其外径减小，最终被压进1控制臂的孔内2-3MM；这时，11挡圈也挤压2球铰部件到最大变形，达到了平衡（球铰部件内部可以被压缩的），露出了沟槽；10压缩弹簧的弹力足够继续推动9挤压孔用弹性挡圈组件及8孔用弹性挡圈向左移动，直至8孔用弹性挡圈进入沟槽，当听到8孔用弹性挡圈的咔嚓声时，说明8孔用弹性挡圈已卡进沟槽。再搬动油缸控制把手，使4油缸的活塞杆向右移动，9挤压孔用弹性挡圈组件等在11挡圈作用下，一起退出，结束装配，卸下控制臂部件。同样的方法继续进行装配！
3 结论
（1）该改进后的工装装置，可以使操作人员由原来的四人减少到一人，显著的降低了劳动力成本；
（2）改进后的工装装置，可以大大减少球铰部件报废率，一个球铰部件的市场价120元左右；
（3）采用新工装装置，可极大提高操作员的人身安全性，降低劳动强度。
（4）使用新工装装置，可提高控制臂部件的质量稳定性，从而保证客车独立悬架对控制臂部件的可靠性和质量稳定性要求。
总之，该工装装置，是安装汽车独立悬架上的控制臂、球铰部件以及孔用弹性挡圈于一体的理想工装！
参考文献：
[1] 朱理.机械原理.高等教育出版社，2004，第010488号.
[2] 数字化手册编委会.机械设计手册（新编软件版）化学工业出版社.2008.
[3] 浦林祥主编，机床夹具设计手册，机械工程出版社.
