【文章內(nèi)容簡介】 小批裝車5萬3江淮A0轎車道路試驗完成8～10萬4五菱V1電動轎車道路試驗完成5萬5海馬M1電動轎車道路試驗完成5萬6奇瑞達(dá)成合作意向13萬7哈飛路寶達(dá)成合作意向3萬8雙環(huán)小貴族批量配套4 生產(chǎn)綱領(lǐng)和生產(chǎn)協(xié)作 生產(chǎn)綱領(lǐng)項目建成投產(chǎn)后年產(chǎn)汽車電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)20萬套，年銷售收入達(dá)到35000萬元。，2010年達(dá)產(chǎn)。生產(chǎn)綱領(lǐng)詳見表41：表41 生 產(chǎn) 綱 領(lǐng) 表序號產(chǎn)品名稱型號及主要規(guī)格年產(chǎn)量(輛)產(chǎn)值(萬元)備注單價總價1電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)ES3A100000175002電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)ES2A5000085003電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)ES3C500009000合計35000 產(chǎn)品主要特點（1）EPS的結(jié)構(gòu)及工作原理電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在不同車上的結(jié)構(gòu)部件盡管不盡一樣，但是基本原理是一致的。它一般是由扭矩（轉(zhuǎn)向）傳感器、電子控制單元ECU,電動機、電磁離合器以及減速機構(gòu)構(gòu)成，其機構(gòu)示意如圖1所示。 圖1 EPS結(jié)構(gòu)示意圖其基本工作原理是：當(dāng)轉(zhuǎn)向軸轉(zhuǎn)動時，扭矩傳感器將檢測到的轉(zhuǎn)矩信號轉(zhuǎn)化為電信號送至電子控制單元ECU，ECU再根據(jù)扭矩信號、車速信號、發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號等進(jìn)行計算，得出助力電動機的轉(zhuǎn)向和助力電流的大小，完成轉(zhuǎn)向助力控制，EPS系統(tǒng)控制框圖如圖2所示。 圖2 EPS系統(tǒng)控制框圖（2）EPS的電流控制技術(shù) 助力控制是在轉(zhuǎn)向過程（轉(zhuǎn)向角增大）中為減輕轉(zhuǎn)向盤的操縱力，通過減速機構(gòu)把電機轉(zhuǎn)矩作用到齒輪齒條轉(zhuǎn)向器上的一種基本控制模式。步驟如下： 輸入由車速傳感器測得的車速信號；輸人由轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)矩傳感器測得的轉(zhuǎn)向盤力矩大小和方向；根據(jù)車速和轉(zhuǎn)向盤力矩，由助力特性得到電動機目標(biāo)電流；通過電動機電流控制器控制電動機輸出力矩。在這一基本控制過程中，助力特性曲線確定系統(tǒng)的控制目標(biāo)，決定著EPS系統(tǒng)的性能。EPS的助力特性曲線屬于車速感應(yīng)型，輸入相同轉(zhuǎn)向盤力矩值，對應(yīng)的電機目標(biāo)電流隨車速的增加而降低，能較好地兼顧原地轉(zhuǎn)向輕便性與高速路感的要求。 （3）回正控制技術(shù)當(dāng)汽車以一定速度行駛時，由于轉(zhuǎn)向輪主銷后傾角和主銷內(nèi)傾角的存在，使得轉(zhuǎn)向輪具有自動回正的作用。隨著車速的提高，回正轉(zhuǎn)矩增大，而輪胎與地面的側(cè)向附著系數(shù)卻減小，二者綜合作用使得回正性能提高。駕駛員松開轉(zhuǎn)向盤后，隨著作用在轉(zhuǎn)向盤上的力的減小，轉(zhuǎn)向盤將在回正力矩的作用下回正。在轉(zhuǎn)向盤回正過程中，有兩種情況需要考慮：，引起轉(zhuǎn)向盤位置超調(diào)；，轉(zhuǎn)向盤不能回到中間位置。對前一種情況，可以利用電動機的阻尼來防止出現(xiàn)超調(diào)。后一種情況需要對助力進(jìn)行補償，以適當(dāng)增加回正能力。 根據(jù)轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)動的方向可以判斷轉(zhuǎn)向盤是否處于回正狀態(tài)?；卣刂频膬?nèi)容有：低速行駛轉(zhuǎn)向回正過程中，EPS系統(tǒng)H橋?qū)嵭袛嗦房刂?，保持機械系統(tǒng)原有的回正特性；高速行駛轉(zhuǎn)向回正時，為防止回正超調(diào)，采用阻尼控制。（4）阻尼控制技術(shù)阻尼控制是針對汽車高速直線行駛穩(wěn)定性和快速轉(zhuǎn)向收斂性提出的。汽車高速直線行駛時，如果轉(zhuǎn)向過于靈敏、“輕便”，駕駛員就會有通常說的 “飄”的感覺，這給駕駛帶來很大的危險。為提高高速行駛時駕駛的穩(wěn)定性，提出在死區(qū)范圍內(nèi)進(jìn)行阻尼控制，適當(dāng)加重轉(zhuǎn)向盤的阻力，最終體現(xiàn)在高速行駛時手感的“穩(wěn)重”。汽車高速行駛時，由于路面偶然因素的干擾引起的側(cè)向加速度較大，傳到方向盤的力矩比低速行駛時要大，為了抑制這種橫擺振動，必須采用阻尼控制；此外，轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)向后回到中間位置時，由于電機的慣性存在，在不加其他控制情況下，助力系統(tǒng)的慣性比機械式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的慣性大，轉(zhuǎn)向回正時不容易收斂，此時，也需采用阻尼控制。采用阻尼控制時，只需將電機輸出為制動狀態(tài)，就可使電動機產(chǎn)生阻尼效果。（5）關(guān)鍵部件技術(shù)特點 產(chǎn)品總體要求是可靠性高、重量輕、各部件綜合匹配性能好，各部件主要特點如下：扭矩傳感器：靈敏度高，系統(tǒng)匹配要求高；電控單元（ECU）：多參數(shù)、智能化、可靠性高、抗電磁干擾能力強；助力電機：低轉(zhuǎn)速、大扭矩、小慣量、微型化；電磁離合器：轉(zhuǎn)力大、抗磨損、微型化、響應(yīng)快；減速機構(gòu)：傳動比大、傳動精度高、雙向受力、體積小、耐磨損；齒輪齒條轉(zhuǎn)向器：傳動精度高、抗磨損；安全吸能管柱：具有吸收因意外事故產(chǎn)生的沖擊能量，保護駕駛員的安全。 主要參數(shù)電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)主要由ECU控制器、轉(zhuǎn)向管柱、齒輪齒條轉(zhuǎn)向器、扭矩傳感器、直流電機、中間軸組成。主要參數(shù)如下：表42 EPS系統(tǒng)計數(shù)參數(shù)表（基本型）部件名稱參數(shù)類別參數(shù)EPS系統(tǒng)助力電流特性曲線對稱度≥90%遲滯(Nm)≤沖擊試驗(性能)電流響應(yīng)時間（ms）≤10ms方向盤轉(zhuǎn)角≤3176。正逆轉(zhuǎn)試驗空載力矩(Nm)≤波動量(Nm)≤直流電機類型永磁型額定電壓(V)DC12額定扭矩()16 額定電流(A)30額定轉(zhuǎn)速（rpm）1050噪聲(dB)≤68非工作狀態(tài)（Nm）空載轉(zhuǎn)矩≤2波動量≤輸入、輸出扭矩特性曲線對稱度≥98%電磁兼容等級A級ECU控制器控制方式單片機額定電壓(V)DC12工作電壓范圍(V)9～16過載保護電壓（V）16輸出控制信號對稱度≥95%自檢、報警功能過流、過溫、過壓、欠壓及各部件輸入信號異常等故障代碼存儲形式EEPROM電流反饋響應(yīng)時間（ms）≤3ms電磁兼容等級≥Ⅱ級齒輪齒條轉(zhuǎn)向器行程mm傳動比模數(shù)mm管柱減速機構(gòu)模數(shù)mm2速比：1蝸桿頭數(shù)2壓力角14176。30′ 物料需求與供應(yīng)本項目所需原材料與外購件如表43所示：表43 主要原材料及外購件表序號名 稱單位數(shù)量主要供應(yīng)單位備注1鋼材噸寶鋼、大冶2電機萬件20樂清吳林電器有限公司3扭矩傳感器萬件20福州世新電子有限公司4下傳動軸萬件 20無錫格爾頓傳動軸有限公司5殼體萬件20荊門航特有色金屬鑄造有限公司6齒條萬件20上海北特汽車零部件有限公司7中部球頭節(jié)組件萬件40索密克汽車配件有限公司8外部球頭節(jié)組件萬件40索密克汽車配件有限公司9密封件萬個140安徽中鼎密封件股份有限公司5 項目內(nèi)容和建設(shè)方案 項目組成和主要內(nèi)容本項目主要建設(shè)汽車電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)生產(chǎn)線，建設(shè)內(nèi)容包括新建7200㎡的鋼結(jié)構(gòu)廠房作為EPS項目廠房；購置國內(nèi)外先進(jìn)生產(chǎn)設(shè)備、檢測和試驗儀器274臺/套。 工藝方案和關(guān)鍵設(shè)備 工藝原則和工藝流程（1）本生產(chǎn)車間分上下兩層，不設(shè)空中起重運輸設(shè)備。（2）在新增設(shè)備選型方面，力求先進(jìn)、高效與適用、經(jīng)濟相結(jié)合，綜合考慮工藝設(shè)備投資的實用性和經(jīng)濟性。（3）工藝流程ECU控制器裝配試驗工藝外觀檢查→燒寫分模塊測試程序→主電路板上電檢測→副電路板上電檢測→接插件電裝→總成電裝→子功能模塊性能測試→燒寫老化測試程序→高溫老化試驗→燒寫最終程序→出廠性能試驗→PCB表面涂裝→終檢→包裝電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)管柱1）EPS蝸輪加工工藝路線：數(shù)控車→清洗→蝸輪壓入→滾齒加工→數(shù)控車端面去毛刺→磨合試驗→清洗→分組試驗2）EPS輸出軸加工工藝路線：研中心孔→磨外圓→8條滾道滾齒加工→熱處理→磨外圓→滾外花鍵→滾螺紋→鏜軸套孔→鏜扭桿孔→測P點→精磨滾道→磁力探傷→清洗3）EPS殼體加工工藝路線：立加加工蝸桿腔→立加加工傳感器腔→攻絲→攻絲→攻絲→攻絲→清理內(nèi)腔→清洗4）裝配清洗→軸套壓入→蝸輪蝸桿分組→扭桿配鉆→組滑塊→對中配鉆→輸入軸注塑→安裝座注塑→后裝配→電壓調(diào)中→磨合試驗→正逆轉(zhuǎn)試驗→綜合性能試驗→噪音試驗→外觀綜合檢查→裝箱電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)齒輪齒條1）殼體兩端孔及調(diào)整孔加工→齒輪孔加工→安裝孔加工→外徑車削→交叉部拋光→清洗2）上殼體端面加工→內(nèi)徑精加工→端面精加工→安裝孔座窩加工→油孔加工→去毛刺→清洗→內(nèi)徑輥光→清洗→高壓清洗→氣密性試驗3）齒條Φ12深孔加工→一端加工→另一端加工→兩端切槽加工→Φ4孔加工→活塞槽加工→去毛刺→軸部淬火前清洗→軸部高頻淬火→軸部校直→外徑粗加工→外徑精加工→銑齒頂面→齒部加工→去毛刺→齒部淬火前清洗→齒部淬火→全部回火→齒部校直→齒背拋光→軸部精磨→磁力探傷→旋壓→砂帶拋光→清洗4）齒輪研中心孔→滾齒→去毛刺→剃齒→去毛刺→清洗→高頻淬火、回火→校直→磨外圓→拋光大端軸承外圓→大端鉆孔、車端面→鉸內(nèi)孔、鉸孔→滾絲→鉆鉸銷子孔→去毛刺→探傷→清洗5）裝配齒輪總成、上殼體組件清洗→皮碗壓入→軸承壓入→扭桿件壓入→支撐套總成組裝→齒條筒壓入→鉚壓→安裝座套壓入→殼體齒條筒組件清洗→齒條筒皮碗壓入→殼體軸承壓入→齒條涂油→齒條清洗插入→前裝配→氣密性試驗→磨合→間隙調(diào)整→耐壓試驗→正逆轉(zhuǎn)試驗→比例負(fù)荷試驗→刻字→后裝配→終檢 工藝說明和設(shè)備選用（1）車間任務(wù)：本車間負(fù)責(zé)20萬套乘用車電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的加工、檢測試驗、裝配任務(wù)。（2）工作制度和年時基數(shù)本車間生產(chǎn)采用兩班工作制，全年工作251天，每班工作8小時；工人年時基數(shù)1830h，設(shè)備年時基數(shù)3820h。（3）車間組成車間一層布置EPS管柱蝸桿線、上蓋、蝸輪線、輸出軸線、殼體線、EPS齒輪齒條上殼體線、殼體線、齒輪線、齒條、齒條套筒線、轉(zhuǎn)向軸線及齒條線等加工生產(chǎn)線；二層布置ECU裝配、檢測、試驗線、管柱裝配線、齒輪齒條裝配線、物流中心及辦公室、工具室等輔助部門。（4）其它工藝說明通過本次建設(shè)新建EPS管柱裝配、蝸輪、蝸桿、上蓋、殼體、輸出軸加工線；EPS齒輪齒條上殼體、殼體、齒輪、齒條、齒條套筒、軸套、轉(zhuǎn)向軸、對中配鉆、裝配試驗共14種零（組）件生產(chǎn)線。重點解決蝸輪、蝸桿齒部加工精度和效率；殼體兩端孔及調(diào)整孔、上殼體內(nèi)孔的尺寸精度和位置精度；齒輪齒條齒部加工精度和熱處理強度；ECU控制器的檢測、調(diào)試形成模塊化設(shè)計、配套。1）蝸桿軸的材料為40Cr，齒部精度、粗糙度要求高，漸開線花鍵為外聯(lián)接尺寸，它的加工質(zhì)量直接影響到扭矩傳感器的輸出力矩。2）蝸輪組件為尼龍齒內(nèi)塑壓45鋼套組成。對蝸輪的齒形和粗糙度有較高的要求，且塑壓為特殊工藝，不能有填充不滿和氣孔等缺陷。3）殼體類零件的材料為鑄鋁，毛坯外形結(jié)構(gòu)復(fù)雜，位置度要求高，內(nèi)孔配合緊湊，加工精度要求高。安裝孔和安裝平面為外聯(lián)尺寸，也是整個殼體的加工基準(zhǔn)，它的加工質(zhì)量直接影響到其它工序的加工質(zhì)量和最終尺寸的保證；齒條孔和齒輪孔為相交空間，形位公差要求高。4）齒輪材料為42CrMo，為助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的主要受力和傳動部件，與齒條嚙合輸出轉(zhuǎn)向力，并將車輪受力信息傳導(dǎo)至ECU，齒部強度、韌性、齒面粗糙度要求高，其性能的好壞直接影響轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的可靠性。5）齒條材料為S45C，為助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的主要受力和傳動部件，與齒條嚙合輸出轉(zhuǎn)向力，并反饋車輪受力信息，齒部強度、韌性和齒面粗糙度要求高，其性能好壞直接影響到轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的可靠性；外圓粗糙度要求高，其加工精度直接影響車輛轉(zhuǎn)向的平穩(wěn)性。6）ECU控制器是電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的核心部件，所有的助力指令都從控制器發(fā)出，其性能和穩(wěn)定性直接關(guān)系到轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的助力效果和總體質(zhì)量，需要多次檢測、試驗，提前發(fā)現(xiàn)制造缺陷。（5）設(shè)備選用本項目選擇設(shè)備堅持以下原則：實用型原則，首先考慮選用的設(shè)備在生產(chǎn)過程中能否完成生產(chǎn)任務(wù)，保證產(chǎn)品質(zhì)量并且能夠在一定范圍內(nèi)應(yīng)對產(chǎn)量變化?？煽啃栽瓌t，選用設(shè)備認(rèn)真考慮三個方面：一是設(shè)備能夠穩(wěn)定工作，故障率低。二是設(shè)備性能好，精度高，能充分保證產(chǎn)品質(zhì)量的可靠。三是具有良好的售后服務(wù)?？砂l(fā)展性原則，考慮選用設(shè)備能夠有較大的升級空間，能夠在相對長的時間內(nèi)滿足新技術(shù)的應(yīng)用，不至于很快過時。經(jīng)濟性原則，選用設(shè)備時要考慮下列兩方面，一是設(shè)備本身具有良好的性價比，二是設(shè)備的能耗低，節(jié)約能源，降低成本。通過對設(shè)備的選型、比較并經(jīng)過對許多同行生產(chǎn)企業(yè)所采用的工藝設(shè)備使用情況的調(diào)研，本項目根據(jù)企業(yè)發(fā)展規(guī)劃，結(jié)合電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)生產(chǎn)線規(guī)模和電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)工藝流程，共購置國內(nèi)外先進(jìn)生產(chǎn)設(shè)備274臺（套），其中國產(chǎn)設(shè)備234臺（套），進(jìn)口設(shè)備40臺（套），設(shè)備購置明細(xì)詳見附表1。主要設(shè)備購置理由如下表：表51 主要國產(chǎn)設(shè)備購置理由表序號設(shè)備名稱型號及規(guī)格數(shù)量用于生產(chǎn)線選用理由1數(shù)控滾齒機Y3116CNC1蝸輪加工線內(nèi)齒精度、粗糙度要求高，該設(shè)備加工效率高，可以保證生產(chǎn)節(jié)拍2數(shù)控磨床MK16203502蝸桿加工線，齒面精度要求較高，3數(shù)控磨床MK16203506輸出軸線從工藝路線可知，輸出軸熱處理前需要磨外圓；、必須精磨；。為保證生產(chǎn)節(jié)拍，以上三個工位各需要2臺設(shè)備4高頻淬火機組專機1輸出軸線輸出軸需要進(jìn)行高頻淬火，根據(jù)生產(chǎn)節(jié)拍及零件尺寸選用5管嘴焊接專機1齒條筒線為保證齒條筒和管嘴的聯(lián)接強度，防止產(chǎn)生焊接裂紋6高頻淬火回機專機1齒條線因為齒條受力情況惡劣，需要進(jìn)行整體淬火，保證必要的強度，回火以提高齡間的切削加工型7齒部淬火回火機SO850H(T)1齒條線由于齒條齒部要求硬度較高，心部韌性良好，需要對齒部進(jìn)行淬火，滿足使用性能8砂