基于铆压工艺的转向机螺圈紧固方法研究.pdf
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1、设 计 与 研 究21基于铆压工艺的转向机螺圈紧固方法研究郭良彭学超(博世华域转向系统有限公司,上海 201800)摘要:针对汽车带轮传动转向机中丝杠螺圈防松方式,对采用螺圈接触式变形的铆压方法进行研究,提出了一套适用于转向机螺圈铆压的机构。以螺圈铆压过程中的铆点高度、铆点深度、铆压力大小为控制变量,以剩余弹簧行程大小为评价指标,确定了铆压过程中较优的参数。通过对铆压流程和铆压系统的研究确定,采用多次拧紧的铆压方式时,剩余弹簧行程的波动较低,并对转向机测试过程中移动力波动的影响较小,最终得到了采用三点双次铆压分布在螺圈外圆上、使用 35 40 kN 铆压力的螺圈装配铆压系统。关键词:带传动转向
2、机;螺圈;丝杠;铆压Research on Tightening Method of Steering Screw Ring Based on Riveting ProcessGUO Liang,PENG Xuechao(Boshihua Yu-Steering Co.,Ltd.,Shanghai 201800)Abstract:This article elaborates on the anti-loosening method of the threaded ring in the automotive steering with the drive parallel to the ax
3、is,studies the riveting method using contact-type deformation of the threaded ring,and proposes a set of mechanisms suitable for riveting of threaded ring in steering.The optimal parameters for the riveting process were determined by taking the height,depth,and pressure of the riveting point as cont
4、rol variables and taking the remaining spring stroke as evaluation indicators.By studying the riveting process and the riveting system,it has been determined that when using multiple screwed riveting methods,the fluctuation of the remaining spring stroke is relatively low,and the sliding force fluct
5、uation during the steering testing procedure is also relatively less affected.Finally,an optimal threaded ring assembly riveting system with three-point double riveting distribution obtained on the threaded rings outer circle,and 35 40 kN riveting pressure has been obtained.Keywords:steering with th
6、e drive parallel to the axis;threaded ring;leading screw;riveting循环球式电助力转向机目前广泛应用于中高端家用车和商用车,主要零部件包括滚珠丝杠、电机、传感器和连接件系统1。滚珠丝杠是一种将旋转运动转化为直线运动的零部件,在转向机中具有助力传动的功能。移动力的大小和波动是评判转向机性能的指标之一。滚珠丝杠的转向螺母小总成中螺圈铆压的变形量,不仅会引起转向机移动力的波动变大,而且严重情况下将导致转向异响并发生无助力情况。因此,设计一种可靠的铆压过程和机械结构来评估其形变量稳定性的测量系统至关重要。常见的滚珠丝杠副按其钢珠循环方式可以
7、分为内循环、插管式外循环和端盖式外循环 3 种类型2。文章重点研究的是内循环式滚珠丝杠副。高延翔采用赫兹点接触理论建立了螺母组件的力学模型,讨论了滚珠在轴向载荷下的弹性变形3。曾石蔷在考虑滚动体精度和滚道误差的情况下提出了滚珠载荷分布模型,并完成了丝杠螺母滚刀参数的自动化检测方案4。郑红通过分析滚珠丝杠的支撑结构,给出了机床进给系统中滚珠丝杠副的选用方法5。这些学者的立意主要是从滚珠丝杠安装后分析滚珠螺母与滚珠齿条的刚性和弹性变形情况,从而提升滚珠丝杠运行精度。文章研究的内容为滚珠丝杠本身,即转向螺母装配过程中螺圈的铆压工艺过程,通过设计铆压过程和设定铆点位置与深度参数,达到提升转向机稳定性的
8、 目的。本研究采用多次铆压的方式对螺圈进行紧固,满足装配过程中对节拍与成本控制的要求。通过对铆点深度、铆点高度和铆点位置的控制,在螺圈拧紧后多次测量铆点深度,并以测试剩余弹簧行程为测量手段,最终通过以转向机移动力大小和波动为评价指标,得到 3 种变量的最优参数。最优铆压方式,即先旋紧进行铆三点,再打开一定角度铆三点,控制铆头形状与气缸位移,使用 35 40 kN 气缸力,得到剩余弹簧行程稳定且转向机移动力与波动都较小的方式。1循环球式电动转向机1.1循环球式转向机结构常见的电助力转向机按结构可以划分为双小齿轮式转向机、循环球式转向机和线控转向机。循环球式现 代 制 造 技 术 与 装 备222
9、023 年第 9 期总第 322 期转向机结构如图 1 所示,由壳体、端盖、阻尼环、滚珠丝杠、电机、皮带、传感器、压块、调整螺母、横拉杆、防尘罩以及球头等零件组成。当驾驶员施加一个力在方向盘上时,转向机输入轴端通过监控输入轴处的扭矩,并提供给电机电信号,电机小带轮旋转带动滚珠丝杠上螺母旋转,使齿条在轴线方向上运动,最终达到助力的效果。相较于双小齿轮式转向机,循环球式转向机具有助力大、噪声低、稳定性高等优点。图 1循环球式转向机1.2转向机内滚珠丝杠机构内循环式滚珠丝杠作为转向机内部重要的传动机构,实现将旋转运动转化为直线运动的功能。低成本、过程能力稳定的滚珠丝杠自动化装配流程,已成为各转向系统
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