論轉向上軸跳動問題的解決方案

摘 要：隨著人們對汽車環保、節能和安全性要求的進一步提高，EPS電子助力轉向以其諸多絕對的技術優勢逐步取代液壓助力轉向器，成為市場主導；而EPS電子助力轉向系統因其結構的特殊性，對結構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械加工的方式解決EPS轉向器中轉向上軸軸承部位相對于內花鍵外圓跳動的工藝解決方案。

關鍵詞：轉向上軸；跳動；支撐缸；GFM；FLESS

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

0 引言

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

1 幾類典型的EPS轉向上軸結構

當前EPS轉向上軸主要有三種典型的結構，不同的結構形式主要是由產品的使用功能、性能、舒適性以及后續裝配手段、裝配空間所決定，型號（Ⅰ）：大模數齒，長內花鍵，整體旋鍛成型；（Ⅱ）大模數齒，長內花鍵，小變徑的轉向上軸；（Ⅲ）小模數齒，短內花鍵，帶鎖孔的轉向上軸；其中（Ⅰ）、（Ⅱ）內花鍵采用偶件涂覆壓裝的方式，（Ⅲ）結構內花鍵主要采用注塑或安裝公差環的方式進行裝配。

2 項目背景

無論以上哪種類型的轉向上軸，裝配時軸承部位對于內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，不能滿足傳統加工后跳動的要求。

3 工藝解決方案

本文以第Ⅲ型某轉向上軸產品為例，重點論述如何采用車削加工的方式解決軸承部位相對于內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

原材料入廠檢驗精鍛內花鍵及外圓精鍛軸承部位等去應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包裝

備注：本文工藝方案中內外徑、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 難點分析

該零件內花鍵外圓對軸承部位的跳動要求為0.2mm，而內花鍵外圓基準為一個單一基準，若直接夾持內花鍵外圓定位，工件懸長過長，在加工時，工件會產生讓刀現象；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花鍵外圓的跳動約0.05-1mm，而要想提升成品的合格率，則優先考慮直接采用檢測基準或者采用轉換利用檢測基準的方式，而直接能利用檢測基準作為加工基準則更佳。

3.2.3 解決方案探索

本解決方案重點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：內花鍵外圓為一段規則的圓弧面，易實現外圓夾持定位，而該定位基準同時為檢測基準，那么我們只需要將該基準實現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：

設備：車削中心

主要工裝：帶支撐缸的液壓旋轉夾具，示意圖如圖1。

按以上工藝參數和步驟執行，對連續加工的100件小批量零件進行跳動值實測，跳動0∽0.1mm占比53%，跳動0.1∽0.15mm占比47%，結果滿足產品圖要求。

4 總結

以上方案的最大特點即實現了檢測基準的自由延伸，將加工基準與檢測基準實現了最小化的轉換，保證了產品質量。

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

5 結束語

本文以某產品的轉向上軸為例，詳細解析了如何采用機加的方式保證成品后軸承部位相對于內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設計，即能滿足類似零件的加工，提升了類似產品夾具的通用性。

參考文獻：

[1]俞漢清，陳金德.金屬塑性成形原理.北京：機械工業出版社，1992（02）.

[2]李艷萍，張治民，武月英.車軸徑向鍛造過程分析[J].鍛壓設備與制造技術，2007，

[3]朱澤平.機械制圖.北京：機械工業出版社，2006（01）.