一种汽车转向系统蜗轮磨合设备

技术领域

本发明涉及蜗轮磨合设备技术领域，尤其涉及一种汽车转向系统蜗轮磨合设备。

背景技术

汽车转向器又名转向机、方向机，它是汽车转向系中最重要的部件。它的作用是:增大转向盘传到转向传动机构的力和改变力的传递方向。

目前，汽车转向器在出厂前，都需要经过专用的测试机测试，来测试汽车转向器的性能及一些参数；工作原理如下：通过专用的汽车转向器测试机模拟转向器在实际的工况下工作，测试机实时检测转向器的各种参数，由于目前转向器里面的减速蜗轮是注塑件，表面很光滑(没有储备油脂功能)导致转向器在工作时有异响，导致总成的不合格的现象。

由上所述，为此我们设计出了一种汽车转向系统蜗轮磨合设备来解决以上问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种汽车转向系统蜗轮磨合设备。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种汽车转向系统蜗轮磨合设备，包括设备本体，所述设备本体包括左滑台进给机构、定位机构、蜗杆测量加力小滑台、右滑台进给机构、检测机构和液压系统，

所述定位机构包括壳体、液压夹紧芯轴、转动主轴、夹紧油缸，所述液压夹紧芯轴固定在转动主轴上，所述液压夹紧芯轴设置有内圆夹紧结构，所述液压夹紧芯轴通过内圆夹紧结构夹紧安装有蜗轮，所述夹紧油缸的输出端与转动主轴之间连接有顶杆，所述顶杆的上方外侧安装有碟形弹簧；

所述检测机构包括驱动侧和制动侧，所述驱动侧和制动侧分别安装在右滑台进给机构和左滑台进给机构上，所述驱动侧包括伺服电机、扭矩传感器、驱动蜗杆刀具主轴、快速换刀机构一、刀具自动夹紧机构一；所述制动侧包括刀具自动夹紧机构二、快速换刀机构二、制动侧刀具蜗杆、对刀用伺服电机、原点传感器、编码器、磁粉制动器、电磁离合器、驱动轴；所述蜗杆刀具主轴由伺服电机通过联轴器直接驱动连接，所述扭矩传感器设置在伺服电机和蜗杆刀具主轴中间，所述驱动蜗杆刀具主轴的另一侧依次与快速换刀机构一与刀具自动夹紧机构一安装，所述原点传感器与编码器依次安装在驱动轴上，所述驱动轴的另一侧与制动侧刀具蜗杆固定连接，所述对刀用伺服电机和驱动轴通过同步带连接。

优选的，所述液压夹紧芯轴通过碟形弹簧对蜗轮进行夹紧，所述液压夹紧芯轴对蜗轮进行松开时，夹紧油缸通过液压系统供油带动顶杆向上单向移动。

优选的，设备本体上还安装有对左滑台进给机构和右滑台进给机构固定的定位销。

优选的，所述定位机构安装在驱动侧和制动侧之间，并与驱动蜗杆刀具主轴和制动侧刀具蜗杆啮合连接。

优选的，所述设备本体还设置有与定位机构连接有前后滑动结构，所述前后滑动结构包括驱动气缸。

优选的，所述磁粉制动器直接连接在制动侧的驱动轴上。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、液压夹紧芯轴202设置有内圆夹紧结构，液压夹紧芯轴202通过内圆夹紧结构夹紧安装有蜗轮6，夹紧油缸204的输出端与转动主轴203之间连接有顶杆205，顶杆205的上方外侧安装有碟形弹簧206的设计，能后在使用时，通过内圆夹紧结构对蜗轮的自动夹紧限位；

2、通过制动侧采用磁粉制动器给与蜗轮上施加阻尼，使蜗轮在磨合加工时有一定的阻力，达到更理想的磨合效果；

3、通过改善蜗轮表面，让蜗轮通过磨合之后表面增加一定的纹路，有一定的储备油脂的功能，可以大大的降低或者不存在异响；提升汽车转向器的质量。

附图说明

图1为本发明提出的一种汽车转向系统蜗轮磨合设备的结构示意图；

图2为本发明提出的一种汽车转向系统蜗轮磨合设备的A处放大图；

图3为本发明提出的一种汽车转向系统蜗轮磨合设备的定位机构的结构示意图；

图4为本发明提出的一种汽车转向系统蜗轮磨合设备的定位机构的立体图；

图5为本发明提出的一种汽车转向系统蜗轮磨合设备的驱动侧的结构示意图；

图6为本发明提出的一种汽车转向系统蜗轮磨合设备的制动侧的结构示意图；

图7为本发明提出的一种汽车转向系统蜗轮磨合设备的右滑台进给机构的结构示意图；

图8为本发明提出的一种汽车转向系统蜗轮磨合设备的涡流管的结构示意图。

图中：1设备本体、2左滑台进给机构、201壳体、202液压夹紧芯轴、203转动主轴、204夹紧油缸、205顶杆、206碟形弹簧、3定位机构、4右滑台进给机构、5检测机构、6蜗轮、7驱动侧、701伺服电机、702扭矩传感器、703驱动蜗杆刀具主轴、704快速换刀机构一、705刀具自动夹紧机构一、8制动侧、801刀具自动夹紧机构二、802快速换刀机构二、803制动侧刀具蜗杆、804对刀用伺服电机、805原点传感器、806编码器、807磁粉制动器、808电磁离合器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例一

参照图1，一种汽车转向系统蜗轮磨合设备，包括设备本体1，设备本体1包括左滑台进给机构2、定位机构3、蜗杆测量加力小滑台、右滑台进给机构4、检测机构5和液压系统；其中，左滑台进给机构2和右滑台进给机构4均滑动安装在蜗杆测量加力小滑台上；

本实例中，参照2-4，定位机构3包括壳体201、液压夹紧芯轴202、转动主轴203、夹紧油缸204，液压夹紧芯轴202固定在转动主轴203上，液压夹紧芯轴202设置有内圆夹紧结构，液压夹紧芯轴202通过内圆夹紧结构夹紧安装有蜗轮6，夹紧油缸204的输出端与转动主轴203之间连接有顶杆205，顶杆205的上方外侧安装有碟形弹簧206；更加具体的是，液压夹紧芯轴202通过碟形弹簧206对蜗轮6进行夹紧，液压夹紧芯轴202对蜗轮6进行松开时，夹紧油缸204通过液压系统供油带动顶杆205向上单向移动；

其中，在使用时，人工把蜗轮6放在定位机构3上，定位机构3自动定位夹紧蜗轮6，在放置蜗轮6的齿要始终要保持一致，通过定位机构3，在放置蜗轮6时，每次可保证蜗轮6的齿向保持一致，蜗轮6放在专用的液压夹紧芯轴202工装上，通过液压系统把蜗轮6定位夹紧完成；

更加具体的是，定位机构3采用内圆夹紧(如图3所示)液压夹紧芯轴202可自动完成工件的装载，在对蜗轮6夹紧时，内圆夹紧结构向上移动，并间接带动碟形弹簧206向上压缩施力，把蜗轮6夹紧，松开时，是通过液压系统启动把蜗轮6松开，夹紧力是通过机床的液压系统，液压系统给夹紧油缸204供油，使夹紧油缸204带动顶杆205往上移动，把液压夹紧芯轴202松开，液压系统不工作时，碟形弹簧206给与夹紧油缸204力，使夹紧油缸204复位，夹紧工件；液压夹紧芯轴202固定在转动主轴203上面，转动主轴203带有旋转功能，所以可带动液压夹紧芯轴202做旋转运动；

本实施例中，参照图5-7，检测机构5包括驱动侧7和制动侧8，驱动侧7和制动侧8分别安装在右滑台进给机构4和左滑台进给机构2上，驱动侧7包括伺服电机701、扭矩传感器702、驱动蜗杆刀具主轴703、快速换刀机构一704、刀具自动夹紧机构一705；制动侧8包括刀具自动夹紧机构二801、快速换刀机构二802、制动侧刀具蜗杆803、对刀用伺服电机804、原点传感器805、编码器806、磁粉制动器807、电磁离合器808、驱动轴；

夹紧之后通过气检，检测蜗轮6的端面是否定位准确，定位准确，其中，设备本体1还设置有与定位机构3连接有前后滑动结构，前后滑动结构包括驱动气缸，设备本体1上还安装有对左滑台进给机构2和右滑台进给机构4固定的定位销，左滑台进给机构2和右滑台进给机构4包括左侧滑台和右侧滑台，前后方向的滑台通过驱动气缸，沿着前后方向向后移动之加工位置，扫码枪开始扫描蜗轮6端面上方的二维码，如果正确，滑台到加工位置之后定位销自动把滑台锁紧(定位销采用锥销能够真确的定位滑台位置)右侧和左侧滑台同时快速的移动至快与蜗轮啮合位置，慢速的移动至和蜗轮啮合；加工侧伺服电机701继续往前移动滑台，使驱动蜗杆刀具主轴703上的蜗杆给与蜗轮6施加压力，在蜗杆施加给蜗轮6上的力在400N的时候，磁粉制动器807开始工作，磁粉制动器807的扭力通过联轴器把扭矩传递给制动侧刀具蜗杆803，制动侧刀具蜗杆803通过和蜗轮6的啮合，使蜗轮6产生一定的阻尼；

本实例中，更加具体的是，蜗杆刀具主轴703由伺服电机701通过联轴器直接驱动连接，扭矩传感器702设置在伺服电机701和蜗杆刀具主轴703中间，可实时检测主轴上的力反馈给伺服电机，自动调整电机的转速和扭力，使蜗杆刀具在给蜗轮加工时的到很理想的转速和扭矩；

驱动蜗杆刀具主轴703的另一侧依次与快速换刀机构一704与刀具自动夹紧机构一705安装，原点传感器805与编码器806依次安装在驱动轴上，驱动轴的另一侧与制动侧刀具蜗杆803固定连接，对刀用伺服电机804和驱动轴通过同步带连接；更加具体的是，定位机构3安装在驱动侧7和制动侧8之间，并与驱动蜗杆刀具主轴703和制动侧刀具蜗杆803啮合连接；磁粉制动器807直接连接在制动侧8的驱动轴上。

其中，制动侧8的驱动轴上装有原点传感器805及编码器806(增量式)、磁粉制动器807、电磁离合器808、伺服电机804(伺服电机804和驱动轴通过同步带连接，由于蜗轮6在磨合是制动侧的电机必须和驱动轴断开，但在对刀时又需要伺服电机804带动驱动轴做旋转运动，找到正确的蜗杆和蜗轮6啮合的角度，所以在蜗杆在对刀时电磁离合器808通电(电磁离合器808吸和，驱动轴和伺服电机804连接)伺服电机804带动驱动轴做旋转运动，找到正确的啮合角度)，可使蜗轮6在每次加工时很好的和蜗轮6啮合，磁粉制动器807直接连接在制动侧8的驱动轴上，通过磁粉制动器807给制动侧8的驱动轴上增加力。制动侧刀具蜗杆803被加工时磁粉制动器807开始工作，电磁离合器808断电(使伺服电机804和驱动轴断开)磁粉制动器807所施加的阻力可直接施加在驱动轴上，驱动轴直接传递到制动侧刀具蜗杆803上，制动侧刀具蜗杆803通过和蜗轮6的啮合，给予蜗轮6一定的反向作用力，使刀具蜗杆803在啮合加工时有一定的阻尼产生，刀具蜗杆803能够很好的和蜗轮6磨合；制动侧同时设有压力传感器，可实时检测制动侧的刀具蜗杆803在制动时的压力值，通过系统处理把压力传感器检测出来的压力值转换成需要的信息，反馈给机床系统，系统可根据此信息来调整制动的伺服电机来调整制动侧的制动蜗杆施加在蜗轮上的压力，对蜗轮6表面进行磨合；

通过制动侧8采用磁粉制动器807给与蜗轮6上施加阻尼，使蜗轮6在磨合加工时有一定的阻力，能够达到更理想的磨合效果；并通过改善蜗轮6表面，让蜗轮6通过磨合之后表面增加一定的纹路，有一定的储备油脂的功能，可以大大的降低或者不存在异响；提升汽车转向器的质量。

加工侧(右侧)的伺服电机701开始工作，(伺服电机701通过联轴器把扭力传递给驱动蜗杆刀具主轴703，刀具蜗杆通过啮合，使蜗轮6和蜗杆产生磨合，在加工的过程中伺服电机701和刀具蜗杆中间设有扭矩传感器702可实时检测伺服电机701输出给予蜗杆刀具上的扭力，反馈给机场系统，实时调整伺服电机701的输出力和输出转速；此侧同时设有压力传感器，通过压力传感器的检测，可实时驱动蜗杆刀具主轴703施加在蜗杆上的压力，可通过伺服电机701调整到蜗杆刀具施加在蜗轮6上的理想压力)如果不正确，设备退出至初始位置。

更加具体的是，参照图8，设备本体1上海设置有对蜗轮6和蜗杆刀具冷却的涡流管，涡流管是一种结构非常简单的能量分离装置，它是由喷嘴、涡流室、分离孔板和冷热两端管组成。工作时压缩气体在喷嘴内膨胀加速后旋转，然后气流以1,000,000rpm的速度沿切线方向进入涡流管热端。气流在涡流管内高速旋转时，经过涡流变换后分离成总温不相等的两部分气流，处于涡流室中心部位的气流温度低，这股冷气流通过发生器中心形成超低温冷气汇集到冷气端排出。而处于涡流室外层部位的气流温度高，通过调节热端阀可调节冷热流量比例，从而可以得到满意制冷效应或制热效应。

同时，在检测的气路上设有气动位置传感器，蜗轮的端面定位工件上设有直径为1.5mm的气动，如果工件没有放平或者定位不理想，气动位置传感器报警，信息反馈给设备，工件夹紧定位不合格，如果工件夹紧定位合格，设备正常运转至蜗轮磨合、检测完成。

在蜗轮6加工完之后，蜗轮6需要检测周向的跳动，检测跳动时需要在蜗杆和蜗轮6啮合后，蜗杆施加在蜗轮6上的力在20N；

检测时左右侧的上方的小滑台上的矩形弹簧开始压缩，压缩至压力传感器到20N时，右侧蜗杆带动蜗轮6做旋转运动，位移传感器做实时监测蜗轮6在旋转时蜗杆和蜗轮6啮合点跳动并做记录，判断蜗轮是否合格。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。