钻铰复合刀具在汽车制动鼓加工中的运用
（泰山科技学院 山东泰安 271000）
摘要：汽车制动鼓是汽车保安件中非常重要的部分，对汽车行驶安全产生直接影响，近年来人们的生活水平和经济水平不断提升，汽车保有量开始增加，带动汽车产业的快速发展，且汽车成为人们日常生活和工作的重要交通工具，而制动系统是汽车最为重要的保安系统，一旦出现汽车制动鼓的安全问题，将会引发严重的交通事故，合理进行汽车制动鼓加工质量的控制势在必行。基于此，本文分析汽车制动鼓，提出钻铰复合刀具在产品加工中的应用措施，旨在为提升汽车制动鼓的加工质量和水平而提供帮助。
关键词：钻铰复合刀具 汽车制动鼓 加工 运用
Application of Drilling and Reaming Compound Cutter in the Processing of Automobile Brake Drum
ZHAO Chang
(Taishan University of Science and Technology, Tai’an, Shandong Province, 271000 China）
Abstract: Automobile brake drum is a very important part of automobile security parts, which has a direct impact on automobile driving safety. In recent years, people’s living standard and economic level have been continuously improved, and the number of automobiles has begun to increase, driving the rapid development of the automobile industry. Moreover, automobiles have become an important means of transportation for people’s daily life and work, and the braking system is the most important security system of automobiles. Once the safety problem of automobile brake drum occurs, It will cause serious traffic accidents, so it is imperative to reasonably control the processing quality of automobile brake drum. Based on this, this paper analyzes the automobile brake drum, and puts forward the application measures of drilling and reaming compound tools in product processing, in order to provide help for improving the processing quality and level of automobile brake drum.
Key Words: Drilling and reaming compound tool; Automobile brake drum; Processing; Application
当前，我国多数交通安全事故的发生，都是由于汽车本身存在质量问题或者是制动系统发生故障，而制动器失效是最为重要的因素，主要表现为制动鼓失效，合理进行制动鼓加工质量的控制和维护非常重要。传统的制动鼓加工过程中由于工艺技术较为落后，不能确保加工的质量，导致制动鼓的检修率增加，失效问题的发生率难以控制，严重威胁行车安全。因此，建议在汽车制动鼓实际加工制作的过程中积极采用现代化的工艺技术，引进钻铰复合刀具，改善制动鼓加工的现状，维护其质量和安全性，确保汽车的安全行驶。
1 汽车制动鼓分析
目前我国汽车较为常见的制动器部件主要就是鼓式的制动器设备，组成部分为固定部件、旋转部件和张开机构，其中旋转部件主要固定在轮毂上方，和车轮共同进行旋转，而固定的部件则涉及到制动底板部分和制动蹄的部分，主要是在制动底板上固定支承销和张开机构，而在制动蹄上方固定摩擦片铆、下方在支承销上进行松套处理，张开机构通过液压缸设备和凸轮设备等对制动蹄进行张开处理，之后通过制动蹄上部分的回位弹簧进行回位，为制动鼓的整体架构，在实际制动运行期间，主要是张开机构通过液压缸设备、凸轮设备产生一定的作用力，使制动蹄受到拉动之后张开，与制动鼓相互贴合的摩擦面会生成一定的摩擦力，在踏板处于放松状态的情况下，回位弹簧产生作用，制动鼓开始恢复，制动蹄的间隙也呈现正常状态，制动系统被解除。
汽车实际行驶期间制动鼓所产生的作用非常重要，但是一般情况下制动鼓的运行环境和条件较为恶劣，需要确保制动鼓的高质量生产制作，在汽车实际运行期间制动鼓和车轮同步性旋转，制动期间受到促动力的作用之后，制动蹄会处于张开的状态，和制动鼓摩擦面之间相互贴合，之后形成一定的摩擦力，产生较高的动力矩，导致整体系统的运行受到不利影响，对制动鼓的转动速度造成制约，严重的甚至导致系统停止运行。
而制动鼓实际运行的过程中，受力的方向和摩擦面的方向呈现出垂直的状态，如图1所示，假设制动蹄所施加的压力是Q，在工作面中出现的正压力是N，受到平衡因素的作用，N=Q，可根据实际情况计算摩擦力的数据值： ，其中的f指的就是摩擦系数，Q指的就是有效张力，在汽车紧急制动的过程中，有效张力会快速增加，摩擦力也会随之提升，产生摩擦的热量，如果温度升高的速度较为明显，会在高温的作用下使制动鼓的材料受到影响加快老化的速度。
图1 制动鼓的受力
（注：1.制动鼓；2.制动蹄总成）
2 钻铰复合刀具在汽车制动鼓加工中的应用措施
近年来，我国在汽车制动鼓实际加工生产的过程中，主要是指六个螺栓孔点位，先进行钻进之后开展铰接处理的工作，虽然能够根据工艺要求进行制动鼓的加工，但是整体生产效率很低，不能确保孔位的质量符合标准要求。在此情况下为促使生产效率的提升，改善加工孔的质量，应合理使用钻铰复合刀具设备，在同一台机床快速有效完成钻铰的工艺操作。近年来，我国在汽车制动鼓加工过程中已经开始探索钻铰复合刀具的使用，可以发现，在使用此类设备开展生产活动的过程中，制动鼓的长度在15毫米到20毫米之间，孔位直径在20毫米到30毫米左右，可通过设备完成加工操作，不仅能够提升整体的生产效果和效率，还能降低成本的支出量，减轻人员的工作压力。
整体钻铰复合刀具的应用，如表1所示，刀头部分采用的是高速钢材料，与硬度很高的合金材料，可以进行不同类型制动鼓铸件材料的加工处理，将硬质类型的合金材料制作成为锥柄镶片，能够达到 的加工目的，和传统的高速钢麻花钻设备相比，钻心的直径很大，甚至能够达到0.25do-0.3do（do主要是钻头直径）的标准，且整体设备应用期间的螺旋角度较小，在20度左右。但是需要注意的是，钻铰复合刀具设备的应用，需要确保制动鼓工件部分的钻头长度Lo超出工件加工的长度L，简而言之就是要确保Lo=（1.2-1.5）L，如果不能确保钻头长度符合相关标准要求，就可能会导致钻头的铁屑排出难度过高产生高温，工件在加工期间被烫伤，使其应用寿命缩短，严重的甚至还会使刀片出现碎裂的现象，因此在加工期间需要使用 材料制作刀体的部分，实现 。
表1.钻铰复合刀具的材质
刀具结构 材质
刀体 25HRC
钻部 YG6+YG3
钻、铰焊接 钢焊
刀头 高速钢
为提升加工制造的便利性，需要将铰刀的部件和钻头的部件制作成为一体化的结构，对齿槽进行处理，制作成为直线类型的齿背，使用硬度较高的合金材料 进行铰刀的制作。为增强检测工作的便利性，需使用8齿或者是10齿的设备，根据具体生产加工的状况明确齿的数量，一般状况下，齿的数量越高就能确保刀具应用导向性能越好，但是需要注意，铰孔质量符合标准要求、存在薄弱切削厚度的情况下，应尽量减少齿数量，主要原因是齿的数量过多，会降低容纳铁屑的空间，刀齿的强度会有所降低，因此在实际生产加工的过程中需要按照工件材料的特点、具体直径数据值等明确铰刀刀齿的数量，确保刀齿的数量处于适中状态。
3 钻铰复合刀具在汽车制动鼓加工中应用的注意事项
汽车制动鼓加工的过程中采用钻铰复合刀具设备，应注意有效预防出现制动鼓开裂的问题和故障。从实际情况而言，出现制动鼓开裂问题的原因，主要就是在制动系统运行的过程中，材料本身存在强度问题，受到作用力的影响发生破裂的现象。或是制动鼓有龟裂问题以后，受到热量的影响、应力的影响，使局部位置的相变组织强度有所减小，裂纹出现延伸的现象，使得整体制动鼓破裂，出现安全问题和质量问题。与此同时，在制动鼓实际应用的过程中，受到摩擦力因素的作用，会使法兰位置形成一定的扭转力，此情况下就可借助螺栓进行法兰的连接，使得扭转力能够传送到车轮的区域，起到一定的刹车制动效果，如若所采用的原材料不能与扭转力的强度相互适应，将会使得法兰位置出现裂纹，严重的甚至还会发生制动鼓掉底的后果，另外，如果在零部件装配的过程中，不能保证装配方式的合理性，也会使得应力集中在制动鼓的某个区域，频繁受到应力的作用产生局部破裂的事故、失效的事故。
因此，在制动鼓实际加工生产的过程中，按照开裂问题和失效问题的发生原因，对局部组织的加工进行改进优化，改善外部结构的导热性能和散热性能，通过钻铰复合刀具设备，科学合理进行制动鼓的加工生产，使轮边和制动鼓相互配合的位置和方式发生改变，尽可能降低法兰位置根部所产生的作用力，将制动鼓和轮边相互配合的位置转变到法兰盘内圆的区域，这样在一定程度上能够通过钻铰复合刀具生产设备的支持，提升制动鼓生产的效果，预防发生开裂和掉底失效的事故。
4结语
综上所述，汽车制动鼓加工过程中采用钻铰复合刀具，不仅能够改善产品的加工性能，能提升整体产品的质量水平，具有一定的应用价值和意义，因此，在汽车制动鼓实际加工生产期间应重视钻铰复合刀具设备的使用，准确计算分析钻铰复合刀具的直径控制标准规格，提升整体的生产制造水平和质量。
参考文献
[1]郑钻复合刀具提高汽车转向器零部件加工效率[J].工具技术,2018,52(6):133-145.
[2]曹永辉,刘伟.汽车制动鼓加工工艺优化方案[J].机电元件,2019,39(3):57-60.
[3]柳风林,张志强,杨正宗,等.汽车车轮制动鼓用钢硬度相关影响因素分析[J]. 中国机械,2020,11(20):65,67.
[4]王羽中,王社权.高效复合刀具在汽车卡钳加工中的应用[C].//2018第十二次中国硬质合金学术会议论文集,2018:195-197.
[5]刘海,王明红,刘雪勇.复合涂层刀具钻削Inconel 718的磨损性能研究[J]. 农业装备与车辆工程,2022,60(1):65-69.
[6]陈杰,安庆龙,明伟伟,等.PCD刀具几何参数对Cf/SiC复合材料铣削质量的影响[J].工具技术,2020,54(10):3-8.
作者简介：赵常（1991—），男，汉族，山东泰安人，硕士研究生，助教，研究方向为智能农机装备。
