前言

对于汽车来说, 相应的制动性能[1]是汽车予以行驶中至关重要的一个方面。换句话说, 在很大程度上, 汽车能否安全行驶会和汽车制动性能的质量息息相关。因此,汽车制动钳在运用的过程中, 被提出了更高的要求。这不仅是机械加工行业精密度逐渐提高的需求,也是人们对汽车安全性以及可靠性方面提出的要求。随着汽车市场竞争的不断加剧，宝马、奔驰等众多整车客户对于汽车的安全性能愈加关注。并且，随着中国制造业水平的不断提高，越来越多的先进制造技术被引入汽车制动行业，汽车制动行业的自动化水平和智能化水平越来越高。但是，目前国产汽车的生产现状依旧在产品质量、产品性能、产品稳定性等方面落后于国外汽车制造行业。汽车制动钳体[3]是汽车制动系统中的关键部件，其作用是在必要情况下，有效限制制动盘的转动，完成汽车轮毂的制动。由于需要配合制动盘的外形尺寸，汽车制动钳体的形状也包含多个曲面，因此其加工工艺较为复杂。目前，许多国内外学者已经针对制动钳体的加工工艺[10]展开了深入研究，以提高工艺水平和汽车制动钳产品质量。

1 汽车制动钳体加工工艺国外研究现状

（1）汽车制动钳多级锻造的加工性能德国学者

Reiner Dudziak [14]对汽车制动钳的锻造工艺展开研究。多级锻造的生产工艺虽然能改善了汽车制动钳的机械性能，但在汽车制动钳的多级锻造生产过程中，其表面质量和几何质量会出现缺陷。为了实时检测制动钳的锻造质量，开发了机器视觉系统，并通过智能矩阵算法将表面质量不符合的制动钳自动筛选出来。再将这些制动钳进行后续加工，以达到车辆刹车标准。

（2）通过改善表面硬度和加工工艺，提高汽车制动钳性能

英国学者 Nicolas Sergent[15]对汽车制动钳的表面硬度以及加工工艺展开研究。针对制动钳的性能要求，其设计必须满足质量轻，外形坚固的使用条件。此外其设计，必须保证制动钳使用过程中不会产生过度的变形，并且不会延长制动踏板行程。但是因为汽车制动钳的几何结构较为复杂，它具有多个相互作用的组件（制动钳壳体、制动钳支架等），难以同时满足上述设计要求。本文研究了一种固定的四缸（活塞）卡尺，并详细描述了用于获得两种优化设计的基于计算机的拓扑优化方法。从表面上看，比较不同的设计（命名为”Z”和”W”）的设计容量和边界条件产生了微小的变化。然而，通过仔细检查，同样的主桥设计特征可以被识别。这两种设计提供了相当大的减少卡尺质量，分别为 19%和 28%。对优化设计（Z 卡尺）进行了进一步的有限元分析，结果表明，在加强制动钳刚度方面，最重要的是支架的特征及其组合。

2 汽车制动钳体加工工艺国内研究现状

（1）利用便携式电火花机完成制动钳内壁孔的加工

洛阳信成精密机械有限公司的刘向前工程师[16]，针对制动钳内壁上加工盲孔、盲槽的加工困难，利用便携式电火花机完成制动钳内壁孔的加工。在制动钳零件的加工过程中，需要在加工完成的几个并排沉孔壁之间钻一个通油孔或者两个Y 形的通孔。汽车制动钳内壁上加工盲孔的工艺与轴套类零件加工盲孔、盲槽一样，由于孔位置的特殊，在传统的机加工设备上无法顺利完成。因为汽车制动钳的结构较为复杂，如采用一般钻铣床，需要对设备进行改装，使得装置体积庞大。针对这样的加工难题，设计了一种适用于便携式电火花机的加工装置，不需要庞大的加工设备，可以很方便地在零件内壁上钻孔。为配合制动钳外形结构，设计了一个简单的转接头改变电极位置，使得电极可以进入孔内，在内壁上放电加工。该便携式电火花装置加工效果显著，可以有效提高加工效率，降低加工成本，并且可以用于除去残留在盲孔内的杂物，具有明显的改善效果。使用该导向装置可以解决一般电火花加工深小孔问题中电极强度不足和偏离中心的问题，V形块的应用可以使导向套和工件为同一基准，自动找正中心位置。