轿车用液压助力转向器扭杆的加工

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1、．生产琐强。轿车用液压助力转向器扭杆的加工摘要：由于细而长的工件刚度很低，因此在加工这类零件时普遍存在的问题是质量差、效率低。即使在切削量很少的情况下，也会发生弯曲变形和振动，得不到；隹确的尺寸精度、几何精度和良好的表面粗糙度。因此，提高工艺系统的整体刚度和减少工件的受力变形尤为重要。本文以加工难度大、精度要求高的扭杆为例，介绍此类零件的加工工艺。关键词：转向器扭杆磨削加工液压伺服中心支架中图分类号：U463．43文献标识码：B■一汽光洋转向装置有限公司吴一芳杨久奎扭杆是轿车液压助力转向器转阀里的一个关键零用，容易产生弯曲、振动等情况，严重影响其圆度、部件(弹

2、性元件)。转向动作完成后，阀芯将在扭杆圆柱度、尺寸精度以及表面粗糙度等。的作用下迅速恢复到原始对中位置。扭杆的质量及精(2)在加工过程中，工件受热伸长产生弯曲变三度将直接影响到阀特性或者说是转向助力特性，进而形，易产生锥度、腰鼓形等误差。影响转向器性能及整车的操控性。因此，扭杆的加工扭杆加工如图1。便显得尤为重要。为了确保扭杆的强度、寿命及具有良好的弹性，扭杆的粗、细部要圆滑过渡(以免造成应力集中等缺陷)，要有良好的表面粗糙度。由于它本身细而长，尺寸精度及表面质量又要求高，因此加工难度大。V1提出问题矗—X本文所述的扭杆为某轿车用液压助力转向器所用，其长度和直

3、径之比(／D)为15．9048。由于细长杆图1扭杆加工类零件本身刚性差，以及加工时受切削力、切削热和2分析问题振动等因素的影响，加工起来相当困难。存在的问题如下。扭杆局部关键尺寸及加工要求如图2。(1)工件受切削力、自重和旋转时离心力的作扭杆加工需要解决的主要问题如下。50I汽车工艺-5材料AT＆M2012年第3期生产侵扬的圆柱形试样。对试样进行X射线应力测定的结果表明，在螺纹谷底的部位能够得到分散度非常小的测定结果。(2)沟槽表面的轴向残余应力在很大程度上受图12双向约束FEM模型沟槽底径的大小以及材料强度的影响，确认残余应力在滚轧加工后经淬火、回火而消失。

4、coQ-(3)测定了SG试样的轴向残余应力在半径方向上的分布，分布状态与硬度的相关性强，其峰值在表面以下0．5mm的深处。麒匠暴(4)通过二维弹塑性FEM模拟分析得到的轴向残余应力分布受每一工步的塑性变形量影响较离螺纹表面的距离，mm小，而在很大程度上受模具与材料接触面上的摩擦图13模拟计算轴向残余应力分布与测量结果的比较因数影响。但是，如果能够设定适当的约束条件以补偿三维材料(5)为了再现圆周方向的材料流动而改变约束的流动，则通过在一般设计现场广泛普及的二维弹塑条件，此后进行的FEM分析结果与实测残余应力分布性FEM分析来以良好的精度模拟滚轧加工的可能性是相

5、近，通过二维弹塑性FEM分析高精度模拟滚轧加工存在的。此外，根据试样的X射线应力测定结果可以的可能性是存在的。确认，由于材料硬度不同使残余应力发生变化，在热参考文献：处理之后滚轧的螺栓或者冷锻螺栓方面，与材料强度[1]TanakaK，eta1．EvaluationofResidualStressesby相对应的残余应力分布的定量化是必要的。因此，做X—RayDiffraction．一FundamentalsandApp1ications一(in出一个好的模型(边界条件)，使测定结果能够以高Japanese)[M]Yokendo，Tokyo，2006的精度再现，

6、并把它应用到螺纹件的滚轧加工上，预[2]0kubayaShiT，eta1．EffectofFree—Threaded计就能推算出螺纹件中的残余应力分布并弄清楚与疲P0rti0n0faB0It0nitSTensiIeProPerties{in劳强度的关系。Japanese)，Transacti0nSoftheJapanSOCietyofMechanicalengineers[J]SeriesC，2006，72(718)：1982—6结论1986(1)控制滚轧工艺参数可制作出与螺纹相同圃(上接第51页)因为头架顶尖是固定不动的，而尾座顶尖尾部安有弹承作用，直至加工

7、结束，从而使工艺系统的刚度得簧，以消除工件的变形。以提高了8倍。(7)工件由前后顶尖中,bTL定位，鸡心夹头手(6)虽然使用液压伺服中心支架解决了径向力动夹紧，由头架上的拨杆带动旋转。顶弯工件的变形问题，但对于轴向力项弯工件的变形(8)工件的冷却。由NC程序自动控制，确保尚未消除。因此在磨削时，工件由Z轴的负向至正向工件始终保持良好的冷却状态，从而不受磨削热的移动，对工件而言，在此种状况下受的是拉应力而不影响。圃是压应力，所以工件不会产生受压变弯的变形。这是56l汽车T艺与材料AT&M2012年第3期