CN104708290A - 一种电动转向机齿条的加工方法 - Google Patents

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Abstract

一种电动转向机齿条的加工方法，是采用去应力回火、自然时效、一次装夹和组合磨削工艺，实现主动齿和从动齿两齿面公差±5′，主动齿和从动齿各自整齿齿形OPD变差为0.04mm、直线度为0.05、粗糙度为Ra0.8的要求，并保证了Max0.04的高精度公差要求。采用本发明的方法，从而提高了加工效率、保证了产品精度。

Description

一种电动转向机齿条的加工方法
技术领域
本发明涉及汽车零配件加工工艺，具体涉及一种电动转向器齿条的加工方法。
背景技术
如今人们生活水平日益发达的今天，人们对汽车的要求不仅仅是代步了，目前市场传出一种高端、舒适、安全、自动化程度高的呼声。面对这种实况，汽车转向机作为一个关键模块显得创新、改进的必要性更紧迫了，目前转向机采用主动轮伺服驱动开始取占市场，然而这种齿条的加工目前还处于低水平阶段；例如两齿面夹角，保证加减5′的公差，并且整齿OPD的高精度变差很难满足。因为材料本身存在应力变形，上面两个问题又是相互影响和制约的。
目前此种齿条的加工方法，是先使用一台设备铣削主动端齿，然后用固定的角度夹具定位，再用一台设备铣削从动端齿。这样两次装夹，当主动端齿加工完毕后，松开夹紧模具；势必造成材料组织应力及铣削应力释放，理论上的各齿面是平行的，实际会发生扭曲；这样再去铣削从动端齿面时，本身基准面就扭曲了，所以很难保证±5′的公差了。从目前实际来看基本上在±30′的范围，再者整齿OPD趋势也不能满足趋势要求。
面对这种情况，材料应力释放变形与高精度的公差要求，两者要想兼得，必须对现有的加工工艺及方法进行创造性的调整。
发明内容
本发明的目的就是为了解决上述现有技术存在的问题，提供一种电动转向器齿条的加工方法，解决因材料应力释放变形导致的齿面夹角和OPD的精度问题。
为了达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种电动转向机齿条的加工方法，所述齿条包括主动端和从动端，主动端设有主动齿，从动端设有从动齿，要求主动齿和从动齿两齿面公差±5′，主动齿和从动齿各自整齿齿形OPD变差为0.04mm、直线度为0.05、粗糙度为Ra0.8；其特点是：采用去应力回火、自然时效、一次装夹和组合磨削工艺，实现上述要求，并保证了Max0.04的高精度公差要求。
上述电动转向机齿条的加工方法，具体包括以下步骤：
A、先粗铣齿条两端的主动齿和从动齿，为组合磨削留好余量及变形量；
B、粗铣结束后，进行860℃淬火+180℃回火，然后置于箱式炉中进行560℃去应力回火，保温4小时，然后空冷，多点自动校直，保证直线度0.05，自然时效4天，使原材料组织内应力及切屑应力释放，为组合磨削作准备；
C、把自然时效4天后的齿条装夹在组合磨床上；进行主动齿和从动齿的组合磨削，达到所述要求。
所述组合磨削的具体作法是，将齿条用伺服旋转端面定位夹具夹紧，并用主动端强磁吸紧夹具吸紧齿条的主动端，用从动端强磁吸紧夹具吸紧齿条的从动端；先用主动端成型砂轮粗精磨主动齿，使其达到所述要求；主动齿磨削结束后，用主动端齿面探测器探测齿面作为基准面，让主动端强磁吸紧夹具和从动端强磁吸紧夹具退磁，齿条在伺服旋转端面定位夹具的带动下以此为基准面旋转一个目标角度；然后让主动端强磁吸紧夹具和从动端强磁吸紧夹具加磁，再用从动端成型砂轮粗精磨从动齿，使其达到所述要求；最后用主动端齿面探测器和从动端齿面探测器各自探测两端的齿面及检测OPD值，系统自动计算实际夹角尺寸及OPD曲线，进行在线100％检测，完成主动齿和从动齿的组合磨削。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、遵循了机加工原理，粗精加工分开，减小了切削应力；
2、预处理时应用了去应力回火技术以及自然时效处理，使材料应力释放充分，齿条综合性能提高了；这种技术在转向机齿条加工工艺，接近国际先进水平、国内领先。
3、磨齿技术用到了转向器齿条中去，保证了整齿齿面粗糙Ra0.8要求；
4、应用了在线自动检测，能保证100％合格的要求；
5、减少了工件装夹次数，保证了两端各自中心齿的中心距；
6、提高了产品合格率、提高了效率、降低了成本；
7、更能满足转向器的舒适、安全、寿命长的要求。
附图说明
图1至图4是本发明电动转向机齿条的加工方法的组合磨削过程示意图。
具体实施方式
配合参见图1至图4，本发明电动转向机齿条的加工方法是，先粗铣齿条两端的主动齿和从动齿，为组合磨削留好余量及变形量；粗铣结束后，进行860℃淬火+180℃回火，然后置于箱式炉中进行560℃去应力回火，保温4小时，然后空冷，多点自动校直，保证直线度0.05，自然时效4天，使原材料组织内应力及切屑应力释放，为组合磨削作准备；然后把自然时效4天后的齿条装夹在组合磨床上；进行主动齿和从动齿的组合磨削，达到所述要求。
组合磨削的具体作法配合图1至图4说明如下：
先将齿条1用伺服旋转端面定位夹具2夹紧，并用主动端强磁吸紧夹具3吸紧齿条的主动端，用从动端强磁吸紧夹具4吸紧齿条的从动端；先用主动端成型砂轮5粗精磨主动齿，使其达到所述要求，如图1所示。
主动齿磨削结束后，用主动端齿面探测器6探测齿面作为基准面，让主动端强磁吸紧夹具3和从动端强磁吸紧夹具4退磁，齿条1在伺服旋转端面定位夹具2的带动下以此为基准面旋转一个目标角度，如图2、图3所示。
然后让主动端强磁吸紧夹具3从动端强磁吸紧夹具4加磁，再用从动端成型砂轮7粗精磨从动齿，使其达到所述要求，如图3所示。
最后用主动端齿面探测器6和从动端齿面探测器8各自探测两端的齿面及检测OPD值，系统自动计算实际夹角尺寸及OPD曲线，进行在线100％检测，完成主动齿和从动齿的组合磨削，如图4所示。

Claims (3)

1.一种电动转向机齿条的加工方法，所述齿条包括主动端和从动端，主动端设有主动齿，从动端设有从动齿，要求主动齿和从动齿两齿面公差±5′，主动齿和从动齿各自整齿齿形OPD变差为0.04mm、直线度为0.05、粗糙度为Ra0.8；其特征在于：采用去应力回火、自然时效、一次装夹和组合磨削工艺，实现上述要求，并保证了Max0.04的高精度公差要求。
2.根据权利要求1所述的电动转向机齿条的加工方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
A、先粗铣齿条两端的主动齿和从动齿，为组合磨削留好余量及变形量；
B、粗铣结束后，进行860℃淬火+180℃回火，然后置于箱式炉中进行560℃去应力回火，保温4小时，然后空冷，多点自动校直，保证直线度0.05，自然时效4天，使原材料组织内应力及切屑应力释放，为组合磨削作准备；
C、把自然时效4天后的齿条装夹在组合磨床上；进行主动齿和从动齿的组合磨削，达到所述要求。
3.根据权利要求2所述的电动转向机齿条的加工方法，其特征在于：所述组合磨削的具体作法是，将齿条用伺服旋转端面定位夹具夹紧，并用主动端强磁吸紧夹具吸紧齿条的主动端，用从动端强磁吸紧夹具吸紧齿条的从动端；先用主动端成型砂轮粗精磨主动齿，使其达到所述要求；主动齿磨削结束后，用主动端齿面探测器探测齿面作为基准面，让主动端强磁吸紧夹具和从动端强磁吸紧夹具退磁，齿条在伺服旋转端面定位夹具的带动下以此为基准面旋转一个目标角度；然后让主动端强磁吸紧夹具和从动端强磁吸紧夹具加磁，再用从动端成型砂轮粗精磨从动齿，使其达到所述要求；最后用主动端齿面探测器和从动端齿面探测器各自探测两端的齿面及检测OPD值，系统自动计算实际夹角尺寸及OPD曲线，进行在线100％检测，完成主动齿和从动齿的组合磨削。
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