在重卡推力杆热铆接工艺的改进中，通过设计制造新的热铆接模具，改造高频加热机，实现了推力杆的质量提升、效率提升，为推力杆的大批量生产奠定了基础。

重卡的底盘悬架系统作为汽车实现行驶、载货功能的子系统，承担着非常重要的作用，而推力杆总成又是其中主要的零部件总成。推力杆总成主要应用在重卡和大客车的非独立悬架系统、单桥和双后桥汽车平衡轴悬架上，它连接着车架与车桥，其作用主要是：传递牵引力、制动力及其相应的反作用力矩；车架与车桥的定位，确保车辆的行驶安全性和稳定性。

推力杆的种类很多，一般根据形状不同分为Ⅰ型推力杆（见图１）和Ｖ型推力杆。其中，Ⅰ型推力杆在以斯太尔技术平台为主的车型上应用广泛；Ｖ型推力杆主要在断开式平衡轴、空气悬架和橡胶悬架系统中应用，属于近几年来底盘悬架技术发展的方向，但目前此类型推力杆的应用数量还较少。

图1  汽车推力杆结构

推力杆热铆接工艺原理

热铆接推力杆采用锻造球销杆头和冷拔套管铆合的工艺，既满足了推力杆总成的局部强度高的要求，又兼顾了工艺简单可靠。这种加工方法具有一致性好、生产效率高、材料消耗低且同类系列产品易于开发等优点。

热铆接工艺的原理：球头与套管连接部位加工成波纹形状，套管加热后套入球头波纹部分，压力机通过专用模具使套管变形，并行后套管与球头的波纹部分紧密结合；随着套管温度的降低，套管内腔收缩，使套管和球头产生一定过盈量。球头和套管在轴向通过几个波纹的咬合能承受较大的轴向力；球头和套管有足够的过盈量能承受较大的扭转力矩。通过调整球头波纹尺寸、波纹数量、套管内径、加热温度和压力机压力等措施，可以满足球头和套管的各种连接强度，并可通过扭转实验和拉伸实验验证连接强度。铆接后球头与套管结合面积和加热温度的增加可提高铆接的抗扭转力矩，波纹最大截面积和最小截面积之差与波纹数量的增加可以提高铆接的拉应力。铆接结构推力杆、套管和球头采用铆接连接，其球铰采用轴向预压缩结构，使用垫圈调整橡胶球铰预压缩量，以满足推力杆刚度性能要求。图２所示为推力杆热铆接结构示意。

工艺改进前状况

斯太尔Ⅰ型推力杆自2004年开发生产以来，年产量不断攀升，一直是我公司的主导产品。但是经过8年多的生产制造，以前开发试制阶段的制造工艺渐渐不适应现在的大批量生产，旧加工工艺（见图3）已成为制约推力杆产品质量、生产效率提升的不利因素。旧工艺制造工序拖沓冗长、工艺参数随意性大及过程质量难以监控等因素，导致出现推力杆总成一次交验合格率低、批次一致性差、铆接总成尺寸超差以及悬架总成装配困难等质量问题。基于对推力杆在汽车悬架中功能的理解和多年制造工艺的探索和实践，我们决定对推力杆的生产工艺进行改进，以彻底解决这些问题。

推力杆铆接总成是影响推力杆实物质量的关键部件，套管和铆接球头在铆接后，再压装球销、挡圈和垫圈。可以说，铆接总成质量直接决定着推力杆的质量。

原铆接工艺流程：高频加热单头套管→套入铆接球头→放入专用模具定位加紧可靠→模压铆接成型→高频加热套管另一单头→放入专用模具定位可靠→模压铆接成型→冷却至常温→检验转喷漆。

原工艺存在的缺陷：杆头球销安装孔距难以精确控制，经常超差2～4mm；杆头安装孔距中心线平行度超差（2个方向）造成球销翘头和扭转现象；铆接工序分散无序冗长，套管需加热两次，热压两次，无形中使能源消耗及设备、工装磨损折旧加速；工艺制造工序拖沓冗长造成生产效率低下，工人劳动强度大，烫伤几率大；冗长的工艺在大批量生产中无疑加大了质量控制的风险，加工人员责任心不强或者无意识出错就会造成批量性的质量事故；工装模具起不到防错纠偏的作用。尤其是推力杆的孔距和平行度超差会严重影响悬架和车桥的装配质量，造成新的装配内应力，严重的会造成推力杆过早疲劳和中后桥错位，导致行车安全隐患。这也是推力杆疲劳断裂的主要原因之一，需要引起足够的重视。

工艺工装的改进

针对原工艺存在的问题，我们仔细分析了原因，编制了以下工艺：高频同步加热双头套管→同步套入铆接球头→放入专用模具定位可靠→模压同步铆接成型→冷却至常温→检验转喷漆。

为了实现推力杆双头同步铆接，并解决原工艺中存在的问题，我们设计制作了专用模具。图４所示为改进后的推力杆热铆接工艺。

通过定位轴对球销杆头进行定位，保证了球销安装孔的安装尺寸。为了实现球销杆头与套管在热压铆接时的同步下行，杆头定位块设计复位弹簧；为了保证热压时的定位精度，在四面设计了自润滑耐磨板，以上装置实现了推力杆各零件的定位、夹紧和热压同步进行，减少了准备时间。上下模架之间有4个导柱导套导向，避免了热压压痕错位。模具上带有退料装置，在铆接压制完成以后，压力机顶出缸工作，顶出推力杆，工人取件非常方便。新的工艺工装既保证了杆头安装孔距又控制住了孔距中心线平行度（２个方向），杜绝了推力杆球销杆头的翘曲和扭曲现象，推力杆实物质量得到极大的提升。

结语

推力杆铆接工艺改进，不但需要重新策划、编制适应大规模化生产的制造工艺，还需要重新设计制造相应的工装模具和夹具。为了实现前后工序间的顺利衔接，我们同时还改造了高频加热机温控装置，实现了自动精确控制加热温度，从硬件上杜绝了套管过热或者加热不透的现象；重新设计制造了双头加热感应线圈，解决套管双头同步加热；设计制作了加热机气动送料装置，减少了工人烫伤的危险，提高了生产效率。

通过工艺改进，推力杆的实物质量得到了质的飞跃，球销杆头孔距误差控制在0.2～0.6mm之间，平行度小于0.5mm，球销杆头扭曲现象完全杜绝，而且推力杆的批次一致性大为改善，批次尺寸分布曲线更加扁平和优化。更重要的是，工人的劳动强度降低了50％，生产效率提高了1倍，得到了车间一线工人的高度好评。新工艺实施以来，推力杆产品实物交验合格率提高了15％，装配合格率100％，客户反馈良好。实践证明，这次工艺改进使推力杆的生产效率、实物质量均得到了提升，使我公司推力杆的生产工艺更加成熟，质量更加稳定，为我公司更好、更快的发展奠定了基础。