CN101347887B - 汽车动力转向器的转向臂轴上轮齿的制造方法 - Google Patents
汽车动力转向器的转向臂轴上轮齿的制造方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及汽车动力转向器的转向臂轴，特别涉及汽车动力转向器的转向臂轴上轮齿的制造方法。其包括锻模，所述方法包括以下步骤：将金属坯料加热至1150℃-1200℃放入锻模的制坯模中，通过锻造合理分配坯料的体积得到转向臂轴锻件坯；取出转向臂轴锻件坯重新加热至850℃-900℃；取出加热后的转向臂轴锻件坯放入锻模的模膛中进行模样锻造，得到轴身上具有轮齿的成型的转向臂轴，锻造结束后轮齿上预留有供机加工的切削量；采用正火方式对成型的转向臂轴进行热处理；对轮齿上预留的切削量进行切削加工，切削加工后作表面处理。本发明的制造方法可以减少切削加工量，缩短切削加工时间，并能提高轮齿的强度，降低制造成本。
Description
技术领域
本发明涉及汽车动力转向器的转向臂轴，特别涉及汽车动力转向器的转向臂轴上轮齿的制造方法。
背景技术
近年来随着汽车工业的迅猛发展，作为汽车的重要安全件之一的汽车转向器的技术水平有了很大提高。在汽车转向行业里，上世纪70年代推广了循环球转向器，80年代开发和推广了循环球变传动比转向器，对提高汽车转向轻便性起了很大的推动作用；到了90年代，驾驶员对汽车转向性能的要求有了进一步的提高，要求转向更轻便、操纵更灵敏。
转向臂轴是动力转向器中的重要部件之一。为了使转向臂轴能与其它转向齿轮进行啮合，在转向臂轴上需要设置轮齿。出于空间因素的考虑，多数转向臂轴上的轮齿不是通过附加固定一个齿轮得到，而是在转向臂轴的轴身上通过一系列的加工所形成。目前转向臂轴上的轮齿的成型过程为：首先通过锻造方式得到不带轮齿的转向臂轴，再通过切削加工方式在转向臂轴的轴身进行机加工得到轮齿(见图3及图4)。这种工艺过程有如下缺点：
第一，由于锻造时在转向臂轴11的轴身没有锻出轮齿，不但使得机加工时切削量大，加工时间长；并且大部分金属流线层13被切削掉，导致所得轮齿12的强度低。
第二，经过锻造后往往采用淬火的方式对转向臂轴进行热处理，这种方法不但成本高，降低了产品机加工性能，导致机加工效率低。
第三，通过锻造得到的转向臂轴，虽然其表面硬度高，但从轴的表面至轴的中心其硬度会逐步降低，由于切削余量大以及金属的硬度分布不均匀，在进行切削加工时，容易引起粘刀，不但影响切削效率，还造成切削质量降低。
发明内容
针对上述技术问题，本发明的目的提供一种汽车动力转向器的转向臂轴上轮齿的制造方法，它可以减少切削加工量，缩短切削加工时间，并能提高轮齿的强度，降低制造成本。
本发明的目的是这样实现的：汽车动力转向器的转向臂轴上轮齿的制造方法，包括锻模，所述方法包括以下步骤：
将金属坯料加热至1150℃-1200℃放入锻模的制坯模中，通过锻造合理分配坯料的体积得到转向臂轴锻件坯；
取出转向臂轴锻件坯重新加热至850℃-900℃；
取出加热后的转向臂轴锻件坯放入锻模的模膛中进行模样锻造，得到轴身上具有轮齿的成型的转向臂轴，锻造结束后轮齿上预留有供机加工的切削量；
采用正火方式对成型的转向臂轴进行热处理；
对轮齿上预留的切削量进行切削加工以及表面处理。
所述轮齿上预留的切削量的厚度为1.5-3mm。
所述正火后转向臂轴的表面硬度为156HB-207HB。
采用了上述方案，通过锻造合理分配坯料的体积得到转向臂轴锻件坯，在终锻过程中可有效避免锻件坯出现塌角、折叠等锻造缺陷。取出加热后的转向臂轴锻件坯放入锻模的模膛中进行模样锻造，得到轴身上具有轮齿的成型的转向臂轴，锻造结束后轮齿上预留有供机加工的切削量。这样首先使得机加工的余量减少，加工时间缩短60％-70％，提高了加工效率，降低了加工成本。其次通过本发明的方法在轴身上锻出了轮齿，轮齿表面的金属流线层沿着轮齿的形状呈均匀分布，并由于轮齿的齿顶部位、齿廓部位、齿根部位以及齿槽部位的金属流线层的厚度基本相等，将轮齿上预留的切削量机加工时，由于加工余量少，不但不容易粘刀，而且使得轮齿部位的金属流线层能基本完整的予以保留，加工后轮齿的齿顶和齿根部位具有相同的强度，可以提高轮齿的强度。再次，齿形的锻出，可以节约材料，降低了产品的重量，同时也降低了产品的成本。采用正火方式对成型的转向臂轴进行热处理，与现有采用的不完全淬火或者调质处理相比，大大降低了热处理生产成本，平均每吨锻件能节约700元。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。
附图说明
图1为本发明的转向臂轴的锻造后未作切削加工的结构示意图；
图2为沿图1中的A-A向剖面图；
图3为现有技术中的转向臂轴的结构示意图；
图4为沿图3中的B-B向剖面图；
具体实施方式
参照图1及图2，本发明的汽车动力转向器的转向臂轴上轮齿的制造方法，锻模包括用于制坯的始锻锻模和终锻锻模，始锻锻模根据转向臂轴锻件坯的结构设计；终锻锻模根据转向臂轴成品的结构设计。采用锻模通过以下工序在转向臂轴的轴身成型轮齿。
金属坯料加热及始锻：将金属坯料加热至1200℃放入锻模的制坯模中，通过锻造合理分配坯料的体积(使坯料沿轴线的截面面积与锻件大致相适应)得到转向臂轴锻件坯。
转向臂轴锻件坯加热及终锻：取出转向臂轴锻件坯重新加热至850℃；取出加热后的转向臂轴锻件坯放入锻模的模膛中进行模样锻造，得到轴身上具有轮齿2的成型的转向臂轴1。锻造结束后轮齿上预留有供机加工的切削量，该轮齿上预留的切削量的厚度H为2mm。切削量在轮齿表面形成金属流线层3沿着轮齿的形状呈均匀分布，即在轮齿的齿顶部位、齿廓部位、齿根部位以及齿槽部位的金属流线层的厚度基本相等。
热处理：采用正火方式对成型的转向臂轴进行热处理，正火后转向臂轴的表面硬度为200HB。
切削加工及表面处理：对轮齿上预留的切削量进行切削加工以及表面处理。将轮齿上预留的切削量机加工时，由于加工余量少，不但不容易粘刀，而且使得轮齿部位的金属流线层能基本完整的予以保留，加工后轮齿的齿顶和齿根部位具有相同的强度。
Claims (3)
1.一种汽车动力转向器的转向臂轴上轮齿的制造方法，其特征在于，包括锻模，所述方法包括以下步骤：
将金属坯料加热至1150℃-1200℃放入锻模的制坯模中，通过锻造合理分配坯料的体积得到转向臂轴锻件坯；
取出转向臂轴锻件坯重新加热至850℃-900℃；
取出加热后的转向臂轴锻件坯放入锻模的模膛中进行模样锻造，得到轴身上具有轮齿的成型的转向臂轴，锻造结束后轮齿上预留有供机加工的切削量；
采用正火方式对成型的转向臂轴进行热处理；
对轮齿上预留的切削量进行切削加工，切削加工后作表面处理。
2.根据权利要求1所述的汽车动力转向器的转向臂轴上轮齿的制造方法，其特征在于：所述轮齿上预留的切削量的厚度为1.5-3mm。
3.根据权利要求1所述的汽车动力转向器的转向臂轴上轮齿的制造方法，其特征在于：所述正火后转向臂轴的表面硬度为156HB-207HB。
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