CN105290243B - 一种转向管柱的生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种转向管柱的生产工艺，包括以下步骤：a.坯料准备，以转向管柱的小径端内径d、外径D及转向管柱的长度L为基准，加工内径为d、外径为D、长度为L的坯料管柱；b.端面加工，将坯料管柱的其中一端的内圆进行倒角加工，形成倒角C，倒角C的角度为25°‑35°，长度为坯料管柱的厚度，倒角面的粗糙度的值为0.4或0.4以下；c.磷化处理，将加工完倒角C的坯料管柱进行表面磷化处理；d.模具胀形，包括模具准备和胀形加工，其中，模具准备包括制作胀形加工用的胀形凸模和胀形凹模，胀形凸模的加工面进行表面抛光处理，抛光后加工面的粗糙度的值为0.05或0.05以下。本发明的转向管柱的生产工艺采用一次胀形成型，生产效率高。

Description

一种转向管柱的生产工艺
技术领域
本发明属于管状部件加工成型工艺，具体涉及一种转向管柱的生产工艺。
背景技术
转向管柱是用来连接方向盘和转向器的转向机构，转向管柱为一端管径较大、一端管径较小的异管径结构，转向管柱的生产加工可以采用切削加工来完成，但是切削加工的加工成本较高，强度要求难以保证，因此通常还是用无屑加工的方式来完成，如胀形，首先按照小径端的直径截取一根管柱，然后通过胀形工艺，将其一端胀形，形成大径端，从而形成异管径结构的转向管柱结构。胀形成型时，材料受到切向拉伸，其变形程度受材料的极限延伸率限制，转向管柱的材料通常采用20#钢，20#钢的许用延伸率为24％，胀形系数K＝胀形后最大直径/圆筒毛坯直径＝1.24。转向管柱的胀形系数需要达到1.59，因此，采用20#钢来生产加工转向管柱，一次胀形则几乎不可能，采用一次胀形管材容易破裂，因此需要多次胀形，才能最终成型为异管径结构的转向管柱。这样的生产加工方式，无法大批量运用于生产，导致生产效率极低。
发明内容
本发明的目的在于：针对上述现有技术的转向管柱生产加工中存在的问题，提供一种转向管柱的生产工艺，转向管柱采用一次胀形的胀形生产工艺，有效提供转向管柱的生产效率高。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种转向管柱的生产工艺，包括以下步骤：
a.坯料准备，以转向管柱的小径端内径d、外径D及转向管柱的长度L为基准，加工内径为d、外径为D、长度为L的坯料管柱；
b.端面加工，将坯料管柱的其中一端的内圆进行倒角加工，形成倒角C，倒角C的角度为25°-35°，长度为坯料管柱的厚度，倒角面的粗糙度的值为0.4以下；
c.磷化处理，将加工完倒角C的坯料管柱进行表面磷化处理；
d.模具胀形，包括模具准备和胀形加工，其中，
模具准备包括制作胀形加工用的胀形凸模和胀形凹模，胀形凸模的加工面进行表面抛光处理，抛光后加工面的粗糙度的值为0.05以下；
胀形加工包括将磷化处理后的坯料管柱放置在胀形凹模内，且加工有倒角C的一端朝向胀形凸模，胀形凸模与胀形凹模合模，坯料管柱一次胀形成型为转向管柱。
优选地，步骤d中，磷化处理后的坯料管柱在胀形加工之前，将坯料管柱的内圆倒角一端的内壁以及倒角面涂抹润滑油，然后再进行胀形加工。
优选地，步骤d中，胀形加工采用压力机完成，压力机的速度为每分钟完成3-4次分合模。
优选地，步骤b中，倒角C的角度优选为30°。
由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
本发明的一种转向管柱的生产工艺，通过在坯料管柱的端面内圆进行倒角，并且光滑程度较高，确保胀形凸模能够快速进入坯料管柱，起到引导作用，同时胀形凸模表面进行抛光处理，非常光滑，胀形凸模在进入坯料管柱后能够快速的一次成型，不需要进行退火处理，不加温，也不需要多次胀形，生产效率显著提高。
附图说明
图1是本发明的经过步骤d后加工成型的转向管柱成品主视图。
图2是本发明的经过步骤a后加工成型的坯料管柱主视图。
图3是本发明的经过步骤b后加工成型的坯料管柱主视图。
图4是本发明的步骤d中，胀形加工的模具加工状态图。
图中标记：1-胀形凸模，2-胀形凹模，3-坯料管柱，4-转向管柱，5-顶杆。
具体实施方式
参照图1-4，本发明的一种转向管柱的生产工艺，包括以下步骤：
a.坯料准备，以转向管柱4的小径端内径d、外径D及转向管柱4的长度L为基准，加工内径为d、外径为D、长度为L的坯料管柱3。如需要生产的转向管柱4的小径端内径d为34mm，外径D为38mm，长度L为219mm，则首先按照该尺寸，加工出内径为34mm，外径为38mm，长度为219mm的坯料管柱3，原材料可采用20#钢的钢管来截取坯料管柱3。
b.端面加工，将坯料管柱3的其中一端的内圆进行倒角加工，形成倒角C，倒角C的角度为25°-35°，优选为30°；倒角C的长度为坯料管柱3的厚度，根据步骤a中选取的坯料管柱3参数，则坯料管柱3的厚度为2mm，则倒角C的长度为2mm，倒角面的粗糙度的值为0.4以下。
c.磷化处理，将加工完倒角C的坯料管柱3进行表面磷化处理，每批次可加工2000-3000件。
d.模具胀形，包括模具准备和胀形加工，其中，模具准备包括制作胀形加工用的胀形凸模1和胀形凹模2，胀形凸模1的加工面进行表面抛光处理，抛光后加工面的粗糙度的值为0.05以下。
参照图4，胀形加工包括将磷化处理后的坯料管柱3放置在胀形凹模2内，且加工有倒角C的一端朝向胀形凸模1，胀形凸模1与胀形凹模2合模，坯料管柱3一次胀形成型为转向管柱4。通过胀形凸模1插入胀形凹模2中，胀形凸模1的光滑表面以及坯料管柱3的光滑倒角，使得胀形凸模1能够快速插入到坯料管柱3中，一次成型即可形成转向管柱4，最后通过顶杆将转向管柱4顶出，收集成品，完成胀形工艺。
通过本发明的一次胀形生产工艺，生产的转向管柱4大径段的内径为54mm，转向管柱4的大径段的内径从34mm一次胀形到54mm，胀形系数K＝54/34＝1.59；并且转向管柱4的大径段的长度达87.5mm，大径段到小径段之间的锥形过渡段长度达30.5mm，大径段和过渡段均通过转向管柱4的一次胀形而成，现有的技术则需要多次胀形才能达到。
为了使得胀形凸模1和胀形凹模2在合模时，胀形凸模1能够快速插入到坯料管柱3中，步骤d中，磷化处理后的坯料管柱3在胀形加工之前，将坯料管柱3的内圆倒角一端的内壁以及倒角面涂抹润滑油，根据步骤a中选取的转向管柱4的尺寸，涂抹润滑油的距离从坯料管柱3的倒角端面起，往内延伸约100mm的长度均涂抹润滑油，然后再进行胀形加工，润滑油优选机油。
胀形加工采用压力机完成，压力机速度调低，以确保每分钟完成3-4次分合模即可，即每分钟可加工3-4个转向管柱4。

Claims (4)

1.一种转向管柱的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：
a.坯料准备，以转向管柱的小径端内径d、外径D及转向管柱的长度L为基准，加工内径为d、外径为D、长度为L的坯料管柱；
b.端面加工，将坯料管柱的其中一端的内圆进行倒角加工，形成倒角C，倒角C的角度为25°-35°，长度为坯料管柱的厚度，倒角面的粗糙度的值为0.4以下；
c.磷化处理，将加工完倒角C的坯料管柱进行表面磷化处理；
d.模具胀形，包括模具准备和胀形加工，其中，
模具准备包括制作胀形加工用的胀形凸模和胀形凹模，胀形凸模的加工面进行表面抛光处理，抛光后加工面的粗糙度的值为0.05以下；
胀形加工包括将磷化处理后的坯料管柱放置在胀形凹模内，且加工有倒角C的一端朝向胀形凸模，胀形凸模与胀形凹模合模，坯料管柱一次胀形成型为转向管柱。
2.根据权利要求1所述的转向管柱的生产工艺，其特征在于,步骤d中，磷化处理后的坯料管柱在胀形加工之前，将坯料管柱的内圆倒角一端的内壁以及倒角面涂抹润滑油，然后再进行胀形加工。
3.根据权利要求1所述的转向管柱的生产工艺，其特征在于，步骤d中，胀形加工采用压力机完成，压力机的速度为每分钟完成3-4次分合模。
4.根据权利要求1所述的转向管柱的生产工艺，其特征在于，步骤b中，倒角C的角度优选为30°。
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