論轉(zhuǎn)向上軸跳動問題的解決方案

摘 要：隨著人們對汽車環(huán)保、節(jié)能和安全性要求的進(jìn)一步提高，EPS電子助力轉(zhuǎn)向以其諸多絕對的技術(shù)優(yōu)勢逐步取代液壓助力轉(zhuǎn)向器，成為市場主導(dǎo)；而EPS電子助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)因其結(jié)構(gòu)的特殊性，對結(jié)構(gòu)中的輸入軸上部軸承部位的跳動提出了較高的要求，本文主要論述如何通過機(jī)械加工的方式解決EPS轉(zhuǎn)向器中轉(zhuǎn)向上軸軸承部位相對于內(nèi)花鍵外圓跳動的工藝解決方案。

關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)向上軸；跳動；支撐缸；GFM；FLESS

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.17.170

0 引言

EPS轉(zhuǎn)向上軸是通過微電腦控制單元根據(jù)轉(zhuǎn)向傳感裝置和車速傳感器傳出的信號，確定轉(zhuǎn)向助力的大小和方向，并驅(qū)動電機(jī)輔助轉(zhuǎn)向操作，軸承部位跳動的大小，直接關(guān)系到傳感器傳出的信號穩(wěn)定性和可靠性，以及車輛的舒適性、安全性意義重大。

1 幾類典型的EPS轉(zhuǎn)向上軸結(jié)構(gòu)

當(dāng)前EPS轉(zhuǎn)向上軸主要有三種典型的結(jié)構(gòu)，不同的結(jié)構(gòu)形式主要是由產(chǎn)品的使用功能、性能、舒適性以及后續(xù)裝配手段、裝配空間所決定，型號（Ⅰ）：大模數(shù)齒，長內(nèi)花鍵，整體旋鍛成型；（Ⅱ）大模數(shù)齒，長內(nèi)花鍵，小變徑的轉(zhuǎn)向上軸；（Ⅲ）小模數(shù)齒，短內(nèi)花鍵，帶鎖孔的轉(zhuǎn)向上軸；其中（Ⅰ）、（Ⅱ）內(nèi)花鍵采用偶件涂覆壓裝的方式，（Ⅲ）結(jié)構(gòu)內(nèi)花鍵主要采用注塑或安裝公差環(huán)的方式進(jìn)行裝配。

2 項(xiàng)目背景

無論以上哪種類型的轉(zhuǎn)向上軸，裝配時軸承部位對于內(nèi)花鍵外圓的跳動要求一般不會超過0.2mm，目前無論使用GFM精鍛、FLESS旋鍛、縮管等工藝，毛坯成型后軸承部位對于內(nèi)花鍵外圓部位的跳動范圍處于0.05～1mm之間，跳動較大，不能滿足傳統(tǒng)加工后跳動的要求。

3 工藝解決方案

本文以第Ⅲ型某轉(zhuǎn)向上軸產(chǎn)品為例，重點(diǎn)論述如何采用車削加工的方式解決軸承部位相對于內(nèi)花鍵外圓的跳動問題，具體要求：軸承部位、錐度部位相對于內(nèi)花鍵外圓的跳動為0.2mm。

3.1 主要工藝流程

原材料入廠檢驗(yàn)精鍛內(nèi)花鍵及外圓精鍛軸承部位等去應(yīng)力回火車各外圓尺寸鉆小孔、銑鎖孔滾花鍵滾螺紋去毛刺檢驗(yàn)包裝

備注：本文工藝方案中內(nèi)外徑、花鍵的成型方式采用的是GFM精密近凈成型的方式。

3.2 工藝性分析解

3.2.1 難點(diǎn)分析

該零件內(nèi)花鍵外圓對軸承部位的跳動要求為0.2mm，而內(nèi)花鍵外圓基準(zhǔn)為一個單一基準(zhǔn)，若直接夾持內(nèi)花鍵外圓定位，工件懸長過長，在加工時，工件會產(chǎn)生讓刀現(xiàn)象；若增加一個固定定位，則屬于過定位，均不能滿足工藝要求。

3.2.2 解決思路

因該零件的毛坯件軸承部位相對于內(nèi)花鍵外圓的跳動約0.05-1mm，而要想提升成品的合格率，則優(yōu)先考慮直接采用檢測基準(zhǔn)或者采用轉(zhuǎn)換利用檢測基準(zhǔn)的方式，而直接能利用檢測基準(zhǔn)作為加工基準(zhǔn)則更佳。

3.2.3 解決方案探索

本解決方案重點(diǎn)闡述如何通過車削加工的方式提升軸承部位的跳動合格率，故此處暫不討論其它工序的工藝控制方案。工藝思路：內(nèi)花鍵外圓為一段規(guī)則的圓弧面，易實(shí)現(xiàn)外圓夾持定位，而該定位基準(zhǔn)同時為檢測基準(zhǔn)，那么我們只需要將該基準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)自動延伸至軸承附件，而又能解決工件懸長而帶來的離心力，那么這個問題就迎刃而解了。

解決方案：

設(shè)備：車削中心

主要工裝：帶支撐缸的液壓旋轉(zhuǎn)夾具，示意圖如圖1。

按以上工藝參數(shù)和步驟執(zhí)行，對連續(xù)加工的100件小批量零件進(jìn)行跳動值實(shí)測，跳動0∽0.1mm占比53%，跳動0.1∽0.15mm占比47%，結(jié)果滿足產(chǎn)品圖要求。

4 總結(jié)

以上方案的最大特點(diǎn)即實(shí)現(xiàn)了檢測基準(zhǔn)的自由延伸，將加工基準(zhǔn)與檢測基準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)了最小化的轉(zhuǎn)換，保證了產(chǎn)品質(zhì)量。

另外，以上方案為車削中心方案，該方案的實(shí)施需要設(shè)備具有雙液壓機(jī)構(gòu)，且設(shè)備型號相對需較大，才能滿足改裝的需要，那么也可以使用加工中心，其夾具的設(shè)計(jì)原理與車床一致，也能滿足產(chǎn)品要求，且可多工位設(shè)計(jì)最大限度的提升加工效率。

5 結(jié)束語

本文以某產(chǎn)品的轉(zhuǎn)向上軸為例，詳細(xì)解析了如何采用機(jī)加的方式保證成品后軸承部位相對于內(nèi)花鍵外圓的跳動要求。該方案不僅操作方便，而且合格率高，僅需通過一臺夾具的改進(jìn)設(shè)計(jì)，即能滿足類似零件的加工，提升了類似產(chǎn)品夾具的通用性。

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