铰珩工艺在汽车转向器阀套中的应用研究.pdf

机械制造 刘晓石 铰 珩工 艺在汽 车转 向器阀套 中的应用研 究 铰 珩工艺在汽 车转 向器 阀套 中的应用研究 刘 晓石 南京大全 实业有限责任公司 ，江苏 南京 2 1 0 0 3 7 摘要 针对传统珩磨工艺在汽车转向器阀套加工中存在的精度不足和效率不高问题， 引入一 种单冲程超硬磨料 珩磨 孔加工技术 ， 即铰 珩工 艺。根据 阀套 的加 工特点 ， 设计相应 的夹具和 刀 具方案， 并通过正交试验法研究铰珩工艺参数对加工性能的影响。参数经过优化的铰珩工艺， 有效解决 了阀套 内孔加 工的精度 问题 ， 取 消 了配磨工序 ， 提 高了加工效 率。 关键 词 铰珩 工艺 ； 孔加 工； 正 交试验 ； 参数优化 中图分 类号 T H1 6 2 文献标 志码 B 文章编号 l 6 7 1 ． 5 2 7 6 2 0 1 2 0 4 - 0 0 5 3 - 0 3 App l i c a t i o n o f Re a mi ng Ho n i ng Te c h no l o g y i n Va l v e S l e e v e o f Aut o mo bi l e S t e e r i ng Ge a r LI U Xi a o ． s hi Na n j i n g D a q u a n I n d u s t r y L i mit e d L i a b i l it y Co mp a n y ，N a n j in g 2 1 0 0 3 7， C h i n a Abs t r a c tA s i n glep a s s h o nin g t e c h n olog y wi t h s u p er h ar d a br a siv e，n ame d r e a ming h o n i n g t e ch n o l o g y，is u s e d t o s olv e t h e l o w a c c ur a c y a n d e fficien c y c a us ed b y t he t r a dit ion a l h on i n g t e ch n o l o g y wh ic h i s u s e d t o mac h i n e t h e v alv e s lee v e o f a u t o mo bil e s t e er i n g g ea r ．Th e f ix t u r e a n d cu e r p r op o s al i s giv en a c c o r d i n g t o t h e mac h i n i n g c h ar a c t er s o f t h e v a lv e s lee v e，a n d t h e ofl h og o n al t e s t is u s e d t o i n v e s t ig a t e t h e e ffe c t s of t h e r e ami n g h o nin g p arame t er s o n t h e ma c hin i n g p erf or man c e．Th e r e a min g h on i n g t ec h n o l o g y wi t h t h e op t i miz e d p aramet er s p r ov e s it s e lf t o s olv e t h e a c c urac y p r ob l e m i n t he ma c h i n i n g o f v alv e s lee v e e ffe c t iv e l y，a s a r e s u l t t h e mat c h gr i n d i n g proc es sin g is c a n c ell e d an d t he mac h i n i n g e ffic i e n c y i s imp rov e d． Ke y wo r dsr ea mi n g h o nin g t e c h no l o g y；h ole ma c h i n i n g；oah o g on a l t e s t ；p ar a me t er o p t imiz a t ion 0 引言 转 向器是 汽车转 向系统 的核心部件 ， 无论是齿 轮齿 条 式转向器还是循环球式转向器， 分配阀都是液压动力转向 器中液压伺服系统的控制元件， 是转 向器 的精密核心部 件⋯。阀套与阀芯的精密配合 成就 了控制阀的分配作 用 ， 它们 的配合间 隙在 0 ． 0 1 0～0 ． 0 1 4 m i l l 之 间 ， 这 就要求 阀芯外 圆和 阀套 内孑 L 必须 有高的尺寸精度 、 几何精度和粗 糙度 。 目前国 内市场上绝大 多数 阀套 的加工工 艺流程为 下 料一调质一机加T 车 一内孔高频淬火一磨内孔一磨外 圆一珩磨内孑 L 一装配。这种工艺对磨内孔要求较高， 目前 能达到 的状 态是 圆度 基 本在 2～3 Ix m， 尺 寸公 差 在 5～ 1 0 m。在珩磨之 前热 处理 之 后 ， 必 须进 行 内、 外 圆磨 加 工 ， 或先使用珩磨机 粗珩内孔 ， 再穿 芯棒磨外 圆， 去除过多 的余量 ， 缩小尺 寸公 差 ， 保证 内外 圆位置精度 。 国内目前大多数生产厂采用传统珩磨作为转 向器阀 套内孑 L 的最终加工_T序 J ， 由于加工精度不能满足阀芯 和阀套配合间隙的要求， 从而需要分组选配， 加工成本高、 品质不稳定 、 效率低 。铰珩工 艺是 一种利用铰孔定 尺寸 加 工特点、 在传统珩磨基础上发展起来 的新技术 ， 本文将研 究如何利用该技术 高效稳定地加工 阀套 内孔 。 1 铰珩m T原理 铰珩工 艺是一种单 冲程超硬磨料珩磨孑 L 加工 技术 ， 通 过珩具、 机床和夹具本身的先进性以及它们的有效组合具 备了实现孑 L 高精度加工的基本条件。它集铰和珩于一身， 开辟了高效率和高精度加T的新领域， 是引领孑 L 加工的新 技 术 。 铰珩加工时 ， 珩具进 人加． [ 孔 ， 通过金 刚石 微小 的切 削刃进 行切削。珩具沿长 度范 围内的 圆周 上均 匀地分 布 着 无数 个切 削微刃 ， 在微量切 削 的条 件下 ， 珩具 的径 向力 基本趋 于平衡 ， 因而 尺寸 、 几何精度基本一致 ， 同时由于加 工 时间短 ， 产生 的加工应 力 和热 变形 小 ， 保 证 了对孑 L 尺 寸 的精确控制 。 铰珩 刀具的切削过程是 微粒切 削和摩 擦抛 光作用 相 结合 的过程 ， 除 了运 动形式不 同外 ， 铰珩 的切削机 理与 珩 磨加工 十分相似 ， 切 削时 ， 金 刚石微 刃颗粒 与孑 L 壁 重叠接 触相互 干涉 ， 金刚石微 刃颗粒将 孑 L 壁上 的干涉 点切 去 ， 微 刃的微切削作用和等高切削作用使加工表面的残留高度 极小 。同时微刃 的挤压 、 滑擦 、 摩擦 、 抛光作用又将工件表 面的凸峰碾平 ， 因而加工零件可获得很高的表面品质和几 何精度 。 因此， 铰珩适合加工类似阀套的间断长孑 L ， 所加工孑 L 的尺寸精度可达到 0 ． 8 0 1 m m_ 4 J ， 大 多数 工件材 料 的孔表 面粗糙度可优 于 R a O ． 1 u m， 稳定 的加工 结果 可使 工序 能 作者简介 刘晓石 1 9 5 4一， 男 ， 江苏 南京人 ， 工程师 ， 大学学历 ， 研 究方向为机械制造及工艺专业 。 Ma c h i n e B u i ld i n g 8 Au t o m a ti o n ， 1 ． n 2 0 1 2， 4 1 4 5 3～ 5 5 5 3 ‘ 机械制造 刘晓石 铰 珩工 艺在汽 车转 向器阀套 中的应用研 究 图 3阀套铰珩夹具 拟选择的铰珩主轴转速在 3 0～8 O m ／ m i n范围内， 尽量选 择高 的主轴转 速 ， 主轴转速高切削效率高 。拟选择 的铰珩 冲程速度在 0 ． 2～ 6 m ／ mi n范围 内， 尽 量选择 较低 的冲程 速度， 以减小工具上的扭矩负载， 确保工具不会损坏。冲 程长度是依据工件长 度和珩 磨心轴在 孔两端 的超程 量计 算出来的， 冲程位置应使零件两端的超程相等。 通过 MI N I T A B试验软件进行 L q 3 田口方法正交表 试 验设计 ， 按 照表 2中的试验顺 序进行 零件 的加 工试验 。 并测量每次的试验结果， 再填入表中。通过主效应图分析 发 现 对于均值和信噪 比而 言， 1 主轴转 速对 粗糙度 的影 响较大， 而进给速度的影响较小 ， 冲程长度的影响最小。 2 主轴转速对圆度的影响较大 ， 而进给速度的影响较小， 冲程长度 的影 响最 小。3 主轴 转 速对 直线 度 的影 响较 大 ， 而冲程长度的影响较小 ， 进 给速度 的影 响最小 。 表 2正交试验结果 根 据主轴转速 、 进 给速度和冲程长度三个影 响因素对 阀套内孔粗糙度 、 圆度、 直线度的正交试验结果 ， 最显著因 子选择最好的水平， 不显著因子选择任意水平， 确定阀套 铰珩工艺参数如 表 3所示 。在善能立式 珩磨机 V S S 2 6 4 上， 采用优化后的工艺参数加工阀套内孔 3 0件， 经测量， 内孑 L 圆度和直线度可以保证在0 ． 0 0 2以内， 粗糙度满足要 求 R a 0 ． 2 ， 完全符合生产要求 。 表3阀套加 工优化 工艺参数 4 结论 本文根据铰珩加工原理和方法 ， 针对三件式阀套的加 工特点， 设计了包含机床、 刀具和夹具的铰珩加工工艺系 统 。通过正交试验法 研究 铰珩工 艺参数 对加工 性能 的影 响 ， 获得 了阀套加工 的优 化工 艺参数 ， 孑 L 的粗糙 度和 形状 Ma c h i n e B u i l d i n g 8 Au to m a t i o n ． J u n 2 0 1 2 ， 4 1 t 4 5 3～ 5 5 精度得到了很大提高， 解决了传统的珩磨工艺存在的问 题 ， 同时提高了加工品质和效率， 降低了加工成本。 参考文献 [ 1 ]陈 家 瑞．汽 车 构 造 [ M] ．北 京 人 民 交 通 出版 社 ． 2 0 0 2 ． 8 O l 3 5． [ 2 ]徐前华． 铰珩工艺在阀套加工 中的应 用 [ J ] ．新 技术新工 艺， 2 0 0 8， 9 5 2 5 3 ． [ 3]黄福荣． 一 步到位 的加工 机床 [ J ] ． 汽车 工艺与 材料．2 0 0 2 ， 1 3 2 3 3 ． [ 4 ]廉洁． 一步到位的孔加 工机床 的应用 [ J ] ． 制 造技术 与机床 ， 2 0 0 2 ， 8 ． [ 5 ]S u n n e n P r o d u c t s C o mp a n y ．S u n n e n H i g hP r o d u c t i o n H e l i x S i n g l e S t r o k e Ho n i n g To o l s ．2 0 0 9． 收稿 日期 2 0 1 2 0 30 4 5 5