轎車輪轂軸承單元擺碾鉚合裝配新工藝及設備的研究.pdf

1、輪轂軸承單元作為汽車的關(guān)鍵部件，其性能直接關(guān)系著汽車的安全性、舒適性、經(jīng)濟性及環(huán)保節(jié)能等。輪轂軸承單元由多個零部件組成，裝配后形成的工作游隙是影響產(chǎn)品性能的核心因素之一。采用擺動碾壓技術(shù)進行軸鉚合來完成輪轂軸承單元的裝配是當前的發(fā)展潮流。鉚合裝配過程中，工件的受力變形情況復雜，各零部件的制造公差對裝配后形成的工作游隙影響大。而當前國內(nèi)企業(yè)所采用的鉚合裝配設備技術(shù)落后，導致鉚合裝配的輪轂軸承單元產(chǎn)品難以滿足使用要求(15萬公里以上的使用壽

2、命)。因此，本文以第三代轎車輪轂軸承單元DAC2F10為研究對象，深入研究鉚合裝配工藝原理、工件受力變形規(guī)律、鉚合裝配設備等方面的內(nèi)容;提出并建立新型變體積法精密鉚合裝配工藝，研制相應的鉚合裝配專用設備;并在新型鉚合裝配設備上開展試驗研究，優(yōu)化鉚合裝配工藝參數(shù)，實現(xiàn)轎車輪轂軸承單元的自動化、高精度鉚合裝配。
　　論文的主要研究內(nèi)容包括:
　　(1)分析輪轂軸承單元的結(jié)構(gòu)及其發(fā)展歷程與趨勢，介紹輪轂軸承單元的裝配方法;重點闡述

3、了擺動碾壓成形理論及機理的研究現(xiàn)狀，結(jié)合國內(nèi)外輪轂軸承單元鉚合裝配工藝與設備的研究現(xiàn)狀，明確本文的研究內(nèi)容與研究路線。
　　(2)分析擺動碾壓成形原理及應用于輪轂軸承單元鉚合裝配時的工藝原理，研究擺碾不同形狀工件（圓柱形件和環(huán)形件）的接觸面積及相應的計算模型;建立鉚合裝配輪轂軸承單元時擺碾力矩的計算模型，揭示擺碾鉚合裝配時工件的變形機理。
　　(3)分析鉚合裝配轎車輪轂軸承單元結(jié)構(gòu)、材料和裝配技術(shù)要求;研制臥式擺碾鉚合裝配試

4、驗設備，并與立式鉚接機進行對比分析，開發(fā)出軸向鉚合裝配力測試系統(tǒng)，構(gòu)建輪轂軸承單元性能測試系統(tǒng);通過擺碾鉚合裝配試驗研究，初步研究鉚合裝配后的輪轂軸承單元性能和鉚合裝配過程中的速度沖擊現(xiàn)象;比較研究立式和臥式鉚合裝配中軸向鉚合裝配力的變化情況，指出現(xiàn)有鉚合裝配設備中存在的不足與改進方向。
　　(4)分析輪轂軸承單元工作游隙的形成，得出合理的負工作游隙范圍(約為0～-0.02mm);探究國內(nèi)企業(yè)目前還無法實現(xiàn)輪轂軸承單元負工作游隙裝

5、配控制的原因;研究裝配工藝、零件制造公差、鉚合裝配工藝參數(shù)、鉚合裝配控制方法等對輪轂軸承單元工作游隙的影響，揭示定時或者定程控制方式都難以實現(xiàn)輪轂軸承單元的的負工作游隙裝配的原因;提出實現(xiàn)輪轂軸承單元負工作游隙裝配的策略，建立基于變體積法的新型控制策略，并通過所建立的數(shù)學模型研究其實現(xiàn)過程;探討輪轂軸承單元負工作游隙的檢測方法，建立通過力矩剛性得出負游隙量的計算模型。
　　(5)分析轎車輪轂軸承單元新型鉚合裝配專用機床的運動要求及

6、功能需求，根據(jù)負游隙裝配工藝對設備的要求，提出新型機床的總體設計方案;結(jié)合理論設計分析，詳細設計機床的動力頭、磁力附加裝置、精密可調(diào)液壓工作臺等關(guān)鍵結(jié)構(gòu);設計機床電氣控制系統(tǒng)和液壓控制系統(tǒng)，采用基于CMAC網(wǎng)絡的控制算法開發(fā)出自動鉚合裝配控制系統(tǒng)軟件;試制出機床樣機，檢測了其性能，實現(xiàn)輪轂軸承單元鉚合裝配過程中的在線測量與實時反饋控制。
　　(6)在新型精密鉚合裝配專用機床上開展試驗研究，對新型變體積法鉚合裝配工藝的鉚頭傾角、工進