CN103042154B - 转向节组件及其加工方法、包含该转向节组件的车辆 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种转向节组件及其加工方法、包含该转向节组件的车辆。该转向节组件的加工方法包括：将指轴（10）与轴端法兰（20）一体加工成型；加工第一耳板（30）和直拉杆臂（40），并将第一耳板（30）和直拉杆臂（40）固定连接在轴端法兰（20）上；加工第二耳板（50）和横拉杆臂（60），并将第二耳板（50）和横拉杆臂（60）固定连接在轴端法兰（20）上。根据本发明的转向节组件的加工方法加工的转向节组件，结构简单，加工方便，有效提高工作效率。

Description

转向节组件及其加工方法、包含该转向节组件的车辆

技术领域

本发明涉及车辆转向技术领域，具体而言，涉及一种转向节组件及其加工方法、包含该转向节组件的车辆。

背景技术

目前，在现有的汽车设计过程中，汽车转向节是整体锻造成型，经过加热、预锻、模压、劈叉、成型、校形、切边等多种工序后，才能完成制坯，然后再机加工而成。转向节的上下耳端、法兰、指轴为一整体结构。汽车的转向横、直拉杆臂由锻压、机加工后再与转向节通过紧固螺栓连接。

如图1所示，汽车转向节组件包括转向节和连接在转向节上的直拉杆臂40’和横拉杆臂60’。其中转向节由指轴10’、法兰20’、上耳端30’、下耳端50’经整体锻造而成，主销孔直接在转向节的上下耳端上钻孔扩铰而成。直拉杆臂40’为先锻造成形，然后再机加工，最后通过两个节臂螺栓及螺母与转向节的上耳端30’紧固连接（转向节上耳端30’预先钻出装配该螺栓的螺丝孔）。横拉杆臂60’为先锻造成形，然后再机加工，最后通过两个节臂螺栓及螺母与转向节的下耳端50’紧固连接（转向节下耳端50’预先钻出装配该螺栓的螺丝孔）。

由于转向节为整体式，结构复杂，工序长且需大型锻制设备。制坏后，由于需加工多个精度较高的装配面，粗、精加工、热处理工序同样较长而复杂。

发明内容

本发明旨在提供一种转向节组件及其加工方法、包含该转向节组件的车辆，结构简单，加工方便，有效提高工作效率。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种转向节组件的加工方法，包括：将指轴与轴端法兰一体加工成型；加工第一耳板和直拉杆臂，并将第一耳板和直拉杆臂固定连接在轴端法兰上；加工第二耳板和横拉杆臂，并将第二耳板和横拉杆臂固定连接在轴端法兰上。

进一步地，将指轴与轴端法兰一体加工成型的步骤包括：对一体成型的指轴与轴端法兰进行加热；对指轴和轴端法兰进行摆碾加工。

进一步地，加工第一耳板和直拉杆臂的步骤包括：对第一耳板和直拉杆臂一体锻造成型；使第一耳板与轴端法兰相连接的部分锻造成型为第一连接法兰，在第一连接法兰上加工出平面及多个连接孔。

进一步地，加工第二耳板和横拉杆臂的步骤包括：对第二耳板和横拉杆臂一体锻造成型；使第二耳板的与轴端法兰相连接的部分锻造成型为第二连接法兰；在第二连接法兰上加工出平面及多个连接孔。

进一步地，在将第一耳板和直拉杆臂、第二耳板和横拉杆臂固定连接在轴端法兰上的步骤之后还包括：对第一耳板和第二耳板进行钻孔扩铰处理；对指轴进行精磨修正。

进一步地，在对指轴和轴端法兰进行摆碾加工的步骤之后还包括：对摆碾加工完成的指轴和轴端法兰进行调质处理。

根据本发明的另一方面，提供了一种转向节组件，包括指轴、轴端法兰、第一耳板、直拉杆臂、第二耳板以及横拉杆臂，指轴和轴端法兰一体成型，第一耳板、直拉杆臂、第二耳板和横拉杆臂固定连接在轴端法兰上。

进一步地，直拉杆臂与第一耳板一体成型，第一耳板与轴端法兰连接的部分具有第一连接法兰，第一耳板通过第一连接法兰经由多个螺栓固定连接在轴端法兰上。

进一步地，横拉杆臂与第二耳板一体成型，第二耳板与轴端法兰连接的部分具有第二连接法兰，第二耳板通过第二连接法兰经由多个螺栓固定连接在轴端法兰上。

进一步地，指轴和轴端法兰之间的连接位置具有过渡圆弧。

根据本发明的再一方面，提供了一种车辆，包括转向节组件，该转向节组件为上述的转向节组件。

应用本发明的技术方案，转向节组件将指轴与轴端法兰一体加工成型，而将与轴端法兰相连的第一耳板、第二耳板与轴端法兰分开加工，使得转向节成为分体式加工，且使得锻造结构简单化，锻造及加工工序得以分散，转向节的加工结构更加简单，加工精度更容易保证，有效提高工作效率。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了现有技术中的转向节组件的结构示意图；以及

图2示出了根据本发明的实施例的转向节组件的结构示意图。

具体实施方式

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

如图2所示，根据本发明的实施例，转向节组件包括转向节及连接在转向节上的直拉杆臂40和横拉杆臂60。转向节包括指轴10、轴端法兰20、第一耳板30和第二耳板50，其中指轴10与轴端法兰20为一体成型，第一耳板30和第二耳板50在加工完成后固定连接至轴端法兰20上，直拉杆臂40和横拉杆臂60加工完成后固定连接在转向节上。

将转向节中的指轴10和轴端法兰20一起一体成型，而将第一耳板30和第二耳板50分别加工成型，改变了原来将整个转向节一体加工成型的加工方式，使得锻造结构简单化，锻造及加工工序得以分散，转向节的加工工艺分配更加合理，加工结构更加简单，加工精度也更加容易保证，且无需大型锻压设备即可完成加工，因此加工效率可以有效提高，成本也可有效降低。

直拉杆臂40和横拉杆臂60可直接固定连接在轴端法兰20上，也可通过第一耳板30和第二耳板50固定连接在轴端法兰20上。在本实施例中，直拉杆臂40通过第一耳板30固定连接在轴端法兰20上，横拉杆臂60通过第二耳板50固定连接在轴端法兰20上。优选地，直拉杆臂40与第一耳板30为一体锻造成型，第一耳板30与轴端法兰20连接的部分具有第一连接法兰70，第一耳板30通过第一连接法兰70固定连接在轴端法兰20上。在第一连接法兰70上沿其周向均匀间隔设置有多个螺栓孔，第一连接法兰70与轴端法兰20之间通过螺栓固定连接。

横拉杆臂60与第二耳板50为一体锻造成型，第二耳板50与轴端法兰20连接的部分具有第二连接法兰80，该第二连接法兰80上沿其周向均匀间隔设置有多个螺栓孔，第二耳板50通过第二连接法兰80与轴端法兰20之间螺栓固定连接。

由于直拉杆臂40与第一耳板30为一体锻造加工成型，无需再加工设置直拉杆臂40的连接结构，而直接通过第一耳板30将直拉杆臂40固定连接在转向节上，因而减轻了直拉杆臂40的重量。同理，横拉杆臂60与第二耳板50也为一体锻造加工成型，无需再加工设置横拉杆臂60的连接结构，而直接通过第二耳板50将横拉杆臂60固定连接在转向节上，因而减轻了横拉杆臂60的重量。

在其它的实施例当中，直拉杆臂40可以加工完成后固定连接在第一耳板30上，横拉杆臂60可以加工完成后固定连接在第二耳板50上。

指轴10和轴端法兰20的一体成型结构，在指轴10与轴端法兰20的连接位置处的过渡圆弧为摆碾设备摆碾加工而成，可以加强此处的过渡圆弧结构强度，提高该过渡圆弧的疲劳强度，且不会破坏材料本身的结构，因此能够具有较好的加工结构。

上述的直拉杆臂40与第一耳板30的一体成型结构、横拉杆臂60与第二耳板50的一体成型结构在固定连接至轴端法兰20上之前，需分别对直拉杆臂40与第一耳板30的一体成型结构、横拉杆臂60与第二耳板50的一体成型结构以及轴端法兰20与指轴10的一体成型结构进行热处理调质，由于结构简单，热处理后上述零件组织均匀，无晶相异常，结构强度更好。

上述的第一连接法兰70、第一耳板30与直拉杆臂40之间也可以为焊接成型；第二连接法兰80、第二耳板50与横拉杆臂60之间也可以为焊接成型。

在加工上述的转向节组件时，需要首先将指轴10与轴端法兰20一体加工成型为粗坯，然后对一体成型的指轴10与轴端法兰20进行加热，在加热到合适温度后，通过摆碾设备对指轴10和轴端法兰20的相应部位例如端部等进行摆碾加工，使轴端法兰20碾成所需大小，并使指轴10与轴端法兰20连接位置处的过渡圆弧的结构加强。由于碾制工艺不破坏材料本身的“纤维”走向，因此不会对指轴10和轴端法兰20的本身结构造成损坏，且能够提高指轴10与轴端法兰20的疲劳强度。

在对指轴10与轴端法兰20摆碾处理过后，对指轴10与轴端法兰20进行热处理调质，并在轴端法兰20上加工出平面及多个连接孔。

在对指轴10与轴端法兰20一体加工成型完成后，将一坯件直接锻制成型为第一耳板30以及与该第一耳板30一体连接的直拉杆臂40，并在第一耳板30的与轴端法兰20相连接的部分锻造成型为第一连接法兰70，然后对该锻造成型后的第一耳板30与直拉杆臂40的一体连接结构进行热处理调质，之后在第一连接法兰70上对应轴端法兰20上的连接孔沿第一连接法兰70的圆周方向成型加工出平面及多个螺纹孔，并将第一耳板30通过第一连接法兰70固定连接在轴端法兰20上。该连接孔例如为螺纹连接孔。

然后将一坯件直接锻制成型为第二耳板50以及与该第二耳板50一体连接的横拉杆臂60，并在该第二耳板50的与轴端法兰20相连接的部分锻造成型为第二连接法兰80，然后对该锻造成型的第二耳板50与横拉杆臂80的一体成型结构进行热处理调质，之后在第二连接法兰80上对应轴端法兰20上的连接孔沿第二连接法兰80的圆周方向成型加工出平面及多个螺纹孔，并将第二耳板80通过第二连接法兰80固定连接在轴端法兰20上。

在将第一耳板30、直拉杆臂40、第二耳板50和横拉杆臂60固定连接在轴端法兰20上之后，转向节组件成为一个整体，然后对转向节组件进行扩孔钻铰处理，以保证主销孔的加工精度和位置。由于将整个转向节组件作为一个整体来进行扩孔钻铰加工，因此其加工精度更易保证。

当上述加工处理完成之后，还需对指轴10进行精磨修正，以保证指轴10的加工精度。

上述各部分一体成型结构的加工顺序并无先后，可根据实际情况选择加工顺序，无论选择哪种加工顺序，对于本发明的加工方法并无影响。

根据本发明的实施例，车辆包括转向节组件，该转向节组件为上述的转向节组件。从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：

1、转向节组件为三件套，将原本复杂的整体式锻造结构简单化，锻造及加工工序得以分解，工效提高，且无需大型锻压设备。

2、转向节组件的指轴与轴端法兰的根部采用摆碾工艺，指轴与轴端法兰过渡部分无需表面高频淬火，其疲劳强度提高。

3、转向节组件中的三部分零件分别热处理调质，零件结构简单，调质组织均匀，无晶相异常，且不需大型热处理设备。

4、转向节组件中，指轴与轴端法兰的一体成型结构与另两件一体成型结构的连接方式采用多个螺栓连接，其连接的刚度和稳定性高于两个螺栓连接，安全系数提高。

5、重量适当减小，汽车簧下质量减轻，节能。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种转向节组件的加工方法，其特征在于，包括：

将指轴(10)与轴端法兰(20)一体加工成型；

加工第一耳板(30)和直拉杆臂(40)，并将第一耳板(30)和直拉杆臂(40)固定连接在轴端法兰(20)上；

加工第二耳板(50)和横拉杆臂(60)，并将第二耳板(50)和横拉杆臂(60)固定连接在轴端法兰(20)上；

其中，所述将指轴(10)与轴端法兰(20)一体加工成型的步骤包括：

对一体成型的指轴(10)与轴端法兰(20)进行加热；

对指轴(10)和轴端法兰(20)的连接位置处进行摆碾加工，以形成过渡圆弧。

2.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述加工第一耳板(30)和直拉杆臂(40)的步骤包括：

对第一耳板(30)和直拉杆臂(40)一体锻造成型；

使第一耳板(30)与轴端法兰(20)相连接的部分锻造成型为第一连接法兰(70)，

在第一连接法兰(70)上加工出平面及多个连接孔。

3.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述加工第二耳板(50)和横拉杆臂(60)的步骤包括：

对第二耳板(50)和横拉杆臂(60)一体锻造成型；

使第二耳板(50)的与轴端法兰(20)相连接的部分锻造成型为第二连接法兰(80)；

在第二连接法兰(80)上加工出平面及多个连接孔。

4.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，在将第一耳板(30)和直拉杆臂(40)、第二耳板(50)和横拉杆臂(60)固定连接在轴端法兰(20)上的步骤之后还包括：

对第一耳板(30)和第二耳板(50)进行钻孔扩铰处理；

对指轴(10)进行精磨修正。

5.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，在对指轴(10)和轴端法兰(20)的连接位置处进行摆碾加工的步骤之后还包括：对摆碾加工完成的指轴(10)和轴端法兰(20)进行调质处理。

6.一种转向节组件，其特征在于，包括指轴(10)、轴端法兰(20)、第一耳板(30)、直拉杆臂(40)、第二耳板(50)以及横拉杆臂(60)，所述指轴(10)和所述轴端法兰(20)一体成型，所述第一耳板(30)、所述直拉杆臂(40)、所述第二耳板(50)和所述横拉杆臂(60)固定连接在所述轴端法兰(20)上；其中，所述指轴(10)和所述轴端法兰(20)之间的连接位置具有通过加热和摆碾加工形成的过渡圆弧。

7.根据权利要求6所述的转向节组件，其特征在于，所述直拉杆臂(40)与所述第一耳板(30)一体成型，所述第一耳板(30)与所述轴端法兰(20)连接的部分具有第一连接法兰(70)，所述第一耳板(30)通过所述第一连接法兰(70)经由多个螺栓固定连接在所述轴端法兰(20)上。

8.根据权利要求6所述的转向节组件，其特征在于，所述横拉杆臂(60)与所述第二耳板(50)一体成型，所述第二耳板(50)与所述轴端法兰(20)连接的部分具有第二连接法兰(80)，所述第二耳板(50)通过所述第二连接法兰(80)经由多个螺栓固定连接在所述轴端法兰(20)上。

9.一种车辆，包括转向节组件，其特征在于，所述转向节组件为权利要求6至8中任一项所述的转向节组件。