CN104819206A - 一种新型关节胶芯及其制造工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种新型关节胶芯及其制造工艺，包括关节球铰，所述关节球铰包括一球体和设置在球体相对两侧的凸轴，所示球体表面注塑有尼龙内层，所示尼龙内层外套设有固定钢套，所述固定钢套外套设有减震弹性体，所述减震弹性体的两端均设置有用于固定减震弹性体的固定端盖，所述固定端盖的中部设置有让凸轴穿过的通孔。本装置提供了一种使用减震性能好、抗冲击强度大的关节胶芯。
Description
技术领域
本发明涉及一种新型关节胶芯及其制造工艺。
背景技术
关节胶芯通常由PU胶作为主要的减震材料，如图1所示，现有技术的V杆关节胶芯总成主要工艺为两端固定端盖（一般采用Ｑ２３５Ａ冲件直接成型）与关节套中轴总成，分别固定在模具内形成空腔，利用聚氨酯硫化粘合工艺再此空腔内形成减震弹性体并使固定端盖与关节套中轴总成间接结合，关节套中轴总成主要由：中轴（锻打毛坯机加工成型）和耐磨刚性关节套（锻打毛坯机加工成型），通过热处理后精密加工配合。
现有技术方案的主要问题是：
1、常规关节胶芯所用减震弹性体3都为PU胶，虽然PU胶的制作工艺相对简单但减震弹性体的缓冲性能较差，特别是对来自路面颠簸所造成的频率较高的震动。PU胶本身的散热性较差，关节球铰与关节钢套相互摩擦会产生热量，PU胶材质热改性系数较大影响胶的实际使用寿命，容易造成脱胶（铁件与胶粘结失效剥离脱落）、死胶（完全失效）及变形等现象
2、关节胶芯的中轴及刚性关节套2配合加工难度过大。因为中轴及刚性关节套都需要较高的力学性能并且需要精度较高的加工配合才能达到理想的使用效果，包括相互之间的摩擦系数、磨耗量、冲击变形量等。实际的生产需要大概经过：制坯、粗加工、整体调质、精加工、硬化处理、研磨加工、表面防锈等多道复杂工序生产过程中质量控制较难，成本较高。制造工艺也相对比较落后。中轴材质采用可加工性较好的40Cr，并通过热处理达到所需强度要求，特别是中间球部与关节套接触部分为达到所需耐磨性能还要经过表面硬化等复杂的工序。
3、关节胶芯在生产过程中极易出现质量问题，由于工序繁多生产周期也相对较长，同时需要耗费大量的人力物力，生产成本也相对较高。因为原材料及所需强度性能的关系保守成本的可收缩性也较小，加上关节胶芯部件相对较多涉及的原材料包括钢铁类及化工类。这些部件从原材料加工到表面处理再到最后的半成品及成品，不管是在本厂还是外协都需要相当大的物流成本。
4、刚性关节套在关节胶芯当中主要与球铰中轴球面配合，使中轴可以在一定范围内进行转动。但由于两者都是单独加工需要一定的间隙配合,本身存在一定的加工误差。使用GCr15的刚性关节套在抗震和消震性能上相对较差，在实际使用的过程中球铰为主要震源，并激励关节套震动对其产生一定的硬性冲击。由于关节套韧性相对较差，刚性回弹不足。很容易导致关节套崩坏、变形等。
发明内容
本发明针对上述现有技术存在的问题做出改进，即本发明所要解决的技术问题是提供一种新型关节胶芯及其制造工艺，使用减震性能好、抗冲击强度大。
为了解决上述技术问题，本发明的一种技术方案是：一种新型关节胶芯，包括关节球铰，所述关节球铰包括一球体和设置在球体相对两侧的凸轴，所示球体表面注塑有尼龙内层，所示尼龙内层外套设有固定钢套，所述固定钢套外套设有减震弹性体，所述减震弹性体的两端均设置有用于固定减震弹性体的固定端盖，所述固定端盖的中部设置有让凸轴穿过的通孔。
进一步的，所述尼龙内层由高强度耐磨尼龙制成。
进一步的，所述固定钢套由两个半圆弧套拼接而成，所述两个半圆弧套之间用工业粘合剂粘结，该工业粘合剂粘结同时填充固定钢套和球体之间的间隙。
进一步的，所述减震弹性体为复合橡胶制作。
进一步的，所述固定端盖和固定钢套均为Q235钢制作。
进一步的，所述关节球铰为40Cr钢制作。
进一步的，所述关节球铰的凸轴上设置有贯穿孔。
为了解决上述技术问题，本发明的另一种技术方案是：一种新型关节胶芯的制造工艺，按以下步骤进行：（1）首先通过热模锻制关节球铰粗坯，然后对粗坯进行调质处理以增加整体刚性和消除内应力，所述关节球铰包括一球体和设置在球体相对两侧的凸轴；
（2）对关节球铰粗坯进行粗、精加工后得到所需的尺寸及光洁度，再对关节球铰表面进行高频渗碳硬化处理以达到所需的耐磨性；
（3）对关节球铰球体表面注塑尼龙内层，将球体裹覆，以使两者冷却后形成不会分离，并能够在15°锥度角以内进行相对转动的球铰总成；
（4）在尼龙内层外套设固定钢套，所述固定钢套由两个半圆弧套拼接而成，两个半圆弧套之间用工业粘合剂粘结，该工业粘合剂粘结同时填充固定钢套和球体之间的间隙；
（5）对固定钢套表面进行清洁，然后在清洁后的固定钢套表面涂抹化学硫化用粘合剂，将涂抹好化学硫化用粘合剂的固定钢套放入模具中并固定定位，再通过硫化工艺将复合橡胶注入模具与固定钢套形成的空腔内，并使复合橡胶和固定钢套粘合及冷却后形成减震弹性体；
（6）在减震弹性体的两端设置用于固定减震弹性体的固定端盖，所述固定端盖的中部设置有让凸轴穿过的通孔，最后对所有部件进行防锈处理后得到所需产品。
进一步的，所述尼龙内层由高强度耐磨尼龙制成，所述减震弹性体为复合橡胶制作，所述固定端盖和固定钢套均为Q235钢制作，所述关节球铰为40Cr钢制作。
进一步的，所述关节球铰的凸轴上设置有贯穿孔。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、提高了部件的抗冲击、抗变形性能；
2、提高了部件的减震性能，提供更好的缓冲、消震和稳定性；
3、延长了部件的整体使用寿命,经试验（环境模拟）后数据表明在一般的车载环境下本发明使用寿命提高30%-40%；
4、减少实际生产工序，有效缩短生产周期，提高产品的生产效率；
5、产品正常使用达到寿命极限后，部件在一定条件下可以进行回收再利用。
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
附图说明
图1为原有关节球铰的构造示意图。
图2为本发明实施例的构造示意图。
图中：1-关节球铰，2-关节套，3-减震弹性体，4-固定端盖，5-尼龙内层，6-固定钢套，7-新型减震弹性体。
具体实施方式
实施例一：如图2所示，一种新型关节胶芯，包括关节球铰1，所述关节球铰包括一球体和设置在球体相对两侧的凸轴，所示球体表面注塑有尼龙内层5，所示尼龙内层5外套设有固定钢套6，所述固定钢套6外套设有减震弹性体7，所述减震弹性体7的两端均设置有用于固定减震弹性体7的固定端盖4，所述固定端盖4的中部设置有让凸轴穿过的通孔。
本实施例中，所述尼龙内层5由高强度耐磨尼龙制成。
本实施例中，所述固定钢套6由两个半圆弧套拼接而成，所述两个半圆弧套之间用工业粘合剂粘结，该工业粘合剂粘结同时填充固定钢套和球体之间的间隙。
本实施例中，所述减震弹性体7为复合橡胶制作。
本实施例中，所述固定端盖4和固定钢套6均为Q235钢制作。
本实施例中，所述关节球铰1为40Cr钢制作。
本实施例中，所述关节球铰1的凸轴上设置有贯穿孔。
关节球铰1首先通过热模锻制坯成型，粗坯调质处理增加整体的刚性同时消除部件的内应力。经过粗精加工得到所需的尺寸及光洁度后，球铰表面部分还要进行高频渗碳硬化处理以达到所需的耐磨性。对完成后的关节球铰球体表面注塑尼龙内层，将其包覆两者冷却后形成不会分离并能够在一定范围内相对转动的球铰总成（此工艺最大优点在于两者接触面贴合效果理想，加上尼龙材料本身带有自润滑效果，可持续转动性也相对较好）。固定钢套采用裁板冲件成型，其主要由两个半圆弧套拼接在球铰外围并利用钢套缺口及尼龙凸起点定位防止发生相对转动，两个半圆弧套主要使用工业粘合剂粘结同时能填补固定钢套及球铰总成的缝隙。之后在经过清洗后的固定钢套表面涂抹化学硫化用粘合剂，通过硫化工艺将复合橡胶注入模具与部件总成形成的空腔内间接粘合部件总成及冷却后形成的减震弹性体，最后经过防锈处理得到所需产品。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
Claims (10)
1.一种新型关节胶芯，其特征在于：包括关节球铰，所述关节球铰包括一球体和设置在球体相对两侧的凸轴，所示球体表面注塑有尼龙内层，所示尼龙内层外套设有固定钢套，所述固定钢套外套设有减震弹性体，所述减震弹性体的两端均设置有用于固定减震弹性体的固定端盖，所述固定端盖的中部设置有让凸轴穿过的通孔。
2.根据权利要求1所述的新型关节胶芯，其特征在于：所述尼龙内层由高强度耐磨尼龙制成。
3.根据权利要求1所述的新型关节胶芯，其特征在于：所述固定钢套由两个半圆弧套拼接而成，所述两个半圆弧套之间用工业粘合剂粘结，该工业粘合剂粘结同时填充固定钢套和球体之间的间隙。
4.根据权利要求1所述的新型关节胶芯，其特征在于：所述减震弹性体为复合橡胶制作。
5.根据权利要求1所述的新型关节胶芯，其特征在于：所述固定端盖和固定钢套均为Q235钢制作。
6.根据权利要求1所述的新型关节胶芯，其特征在于：所述关节球铰为40Cr钢制作。
7.根据权利要求1所述的新型关节胶芯，其特征在于：所述关节球铰的凸轴上设置有贯穿孔。
8.一种新型关节胶芯的制造工艺，其特征在于，按以下步骤进行：
（1）首先通过热模锻制关节球铰粗坯，然后对粗坯进行调质处理以增加整体刚性和消除内应力，所述关节球铰包括一球体和设置在球体相对两侧的凸轴；
（2）对关节球铰粗坯进行粗、精加工后得到所需的尺寸及光洁度，再对关节球铰表面进行高频渗碳硬化处理以达到所需的耐磨性；
（3）对关节球铰球体表面注塑尼龙内层，将球体裹覆，以使两者冷却后形成不会分离，并能够在15°锥度角以内进行相对转动的球铰总成；
（4）在尼龙内层外套设固定钢套，所述固定钢套由两个半圆弧套拼接而成，两个半圆弧套之间用工业粘合剂粘结，该工业粘合剂粘结同时填充固定钢套和球体之间的间隙；
（5）对固定钢套表面进行清洁，然后在清洁后的固定钢套表面涂抹化学硫化用粘合剂，将涂抹好化学硫化用粘合剂的固定钢套放入模具中并固定定位，再通过硫化工艺将复合橡胶注入模具与固定钢套形成的空腔内，并使复合橡胶和固定钢套粘合及冷却后形成减震弹性体；
（6）在减震弹性体的两端设置用于固定减震弹性体的固定端盖，所述固定端盖的中部设置有让凸轴穿过的通孔，最后对所有部件进行防锈处理后得到所需产品。
9.根据权利要求8所述的新型关节胶芯的制造工艺，其特征在于：所述尼龙内层由高强度耐磨尼龙制成，所述减震弹性体为复合橡胶制作，所述固定端盖和固定钢套均为Q235钢制作，所述关节球铰为40Cr钢制作。
10.根据权利要求8所述的新型关节胶芯的制造工艺，其特征在于：所述关节球铰的凸轴上设置有贯穿孔。
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