转向器壳体多工位钻孔攻丝数控专机设计

【摘要】基于转阀式液压助力转向器在汽车领域里的近年发展，作者经过多年的实践和研究，本文针对转阀式液压助力转向器壳体加工的最新研究成果及应用现状，介绍了转阀式液压助力转向器壳体加工的关键技术及发展趋势。

【关键词】转阀式液压助力转向器；转向器壳体；加工方式

一、概述

转阀式液压助力式转向器总成，转阀的内部结构即阀芯与阀套的位置关系。当汽车直线行驶时，来自液压助力泵的液压油经阀芯与阀套间的间隙，进入转向器油缸两端，转向器油缸两端的油压相等。驾驶员转动方向盘时，阀芯与阀套的相对位置发生改变，使液压助力泵的液压油流入转向器油缸的某一端，而另一端与回油管路接通，转向器油缸促使汽车左转或右转，从而起到了转向助力的作用。当驾驶员放松转向时，阀芯回到中间位置，失去了助力作用，此时转向轮在回正力矩的作用下自动回位。一旦液压助力装置失效，该液压助力转向器即变成机械转向器。此时转动转向盘，会通过转向柱带动阀芯转动，阀芯下端边缘有弧形缺口，转动一定角度后，带动小齿轮转动，再通过齿条传给左右横拉杆，即可实现汽车转向功能。

二、转向器壳体在转向器总成中的作用：

齿轮齿条式转向器壳体（见图1），安装孔螺纹是壳体与转阀连接的安装孔，保证阀体内的齿轮与壳体内的齿条啮合，在受轴向力（前桥载荷1300Kg～1500Kg）时能够使车辆正常行驶。

三、转向器壳体的加工方式

1、原加工转向器壳体的方式：加工转向器壳体的工序为：钻孔-倒角-攻丝3个工序，钻孔、倒角使用设备是台钻，攻丝使用设备是攻丝机，刀具选用直柄麻花钻头，不同品种的壳体更换不同的壳体夹具进行加工。2、新设计转向器壳体多工位钻孔攻丝数控专机的加工方式：①合并转向器壳体加工工序、优化工艺：将转向器壳体加工的多道工序合并在同一台专机中加工。②适应多种产品、不同尺寸的转向器壳体在钻孔攻丝数控专机上加工。③采用多工位组合气动夹具设计，降低操作者劳动强度④设计专机夹具有快换功能，保证转向器壳体加工生产节拍，达到转向器壳体加工“一个流”的生产模式。⑤采用复合刀具加工保证加工精度，钻孔、倒角一次加工完成。

四、转向器壳体钻孔攻丝数控专机设计

（见图2）1.数控专机设计理念：满足上述设计转向器壳体钻孔攻丝数控专机目的五点要求外，还要满足公司的最大产量需求。的夹具底座，按多品种快换的原则，在夹具的底座固定时满足多品种夹具快换要求，夹具底座的底面用4个平键将夹具底座与专机的工作平台固定连接，工作平台上面中间键槽为夹具体定位键槽。（2）夹具设计（图3）：夹具体与底座定位连接方式：用2个平键将夹具体与底座X方向定位，在底座上端面用固定挡块在夹具体右端面做Y方向定位，再用T型螺栓穿过底座T型槽和夹具体开口，将夹具体压紧在底座上。

设计思路是利用两个动力头可分别加工5个壳体即钻10个螺纹基孔和攻10个螺纹，产能按一天按8小时计算，一台专机可加工壳体钻孔、攻丝480件/天，生产节拍为每件壳体钻孔、攻丝时间为60秒。循环加工工序：钻孔攻丝分序加工：滑台快进—X轴及Y轴快进（同时启动）--Z1轴快进—工进--快退—停止。再启动攻丝动力头Z2轴快进—工进--快退—停止，完成一个加工循环。2.专机总体布置。夹具：多工位气动夹紧； 刀具：硬质合金复合钻、直柄机用丝锥、滚珠丝杠滑台、单伺服钻削动力头、双伺服攻丝动力头等。数控系统：铣削数控装置（1主轴+4进给轴）3.夹具设计：⑴定位方式：用转向器壳体横孔和端面及油缸端外圆定位，满足六点定位原则。⑵夹紧方法：用串联方法将五个气动转角缸的压板同时夹紧五个转向器壳体的外圆。4.夹具底座及夹具体设计。（1）夹具底座设计：根据不同产品使用通用（3）夹具更换：将压在夹具底板螺母松开移出T型螺栓取下夹具后，再将所要加工产品夹具按上述安装方法进行，即可实现快速更换夹具。

五、结束语

现在企业用工难（费用）问题是困扰企业发展生存的大事，把劳动强度大、操作相对复杂的手工加工工艺逐渐变成用最简单的加工方法（如通用或专用设备）代替手工加工，能为企业解决用工创造方便条件。

参考文献

[1]机械设计手册1-5（第三版）.主编 成大先.化工工业出版社1994年4月第5篇第3—191页 第22篇第22—69页

[2]金属切削原理与刀具.主编 路剑中，孙家宁.机械工业出版社，1986年12月第七章 第170-193页

[3]机械原理.主编 张世民.中央电大出版社 1983年10月 第十章 第29-42页

[4]机床夹具设计手册.主编 王光斗，王福春.上海科技出版社，2000年11月第一章 第5-27页 第五章 第123-175页

[5]机床加工工艺装备设计手册.主编 陈心昭.机械工业出版社，1998年 第三章 第432-690页

作者简介

宫建平.辽宁省沈阳市人.工程师.主要从事工装/工艺及非标设计.