CN106481812B - 汽车旋入式换挡限位器及其换挡限位器推杆的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种汽车旋入式换挡限位器，包括换挡限位器壳体、换挡限位器壳体旋入式外套和换挡限位器推杆，换挡限位器壳体是中空的筒体结构，换挡限位器推杆包括推杆承力端和推杆连接端，推杆承力端的端面上开有圆弧面凹槽，圆弧面凹槽内设有承力钢珠，推杆连接端的端面上开有柱状凹槽，柱状凹槽内设有回位弹簧。本发明还包括一种换挡限位器推杆的制造方法，包括冲圆弧面孔、车基准孔、车头部外圆、车尾部外圆、车倒角、冲凹槽、车内孔、磨床头外圆和圆弧成型等步骤。本发明汽车旋入式换挡限位器及其换挡限位器推杆的制造方法采用推杆与换挡限位器壳体形成弹性连接，大幅延长了汽车换挡限位器的有效工作行程，具有结构简单可靠，使用范围广的特点。

Description

汽车旋入式换挡限位器及其换挡限位器推杆的制造方法

技术领域

本发明涉及一种汽车换挡限位装置及其推杆部件的制造方法，特别涉及一种与汽车换挡机构拨叉传动接触的换挡限位器及其推杆部件的制造方法，属于汽车传动部件领域。

背景技术

汽车换挡限位器是用来实现汽车变速箱换挡变速操作，稳定变速箱拨叉位置的装置。说明书附图中的图1示出了现有汽车换挡限位器的具体结构，这种汽车换挡限位器包括换挡限位器壳体和换挡限位器推块，换挡限位器壳体是两端开口的筒结构，换挡限位器推块包括推块本体和嵌设在推块本体头部上的钢珠，推块本体设在换挡限位器壳体一端开口内，推块本体与换挡限位器壳体另一端内底面通过弹簧弹性连接，弹簧的推力使得推块本体头部上钢珠的一部分露出上述换挡限位器壳体一端开口。当汽车换挡机构的拨叉进行换挡操作时，钢珠与拨叉产生滑动推移，从而使得换挡限位器推块弹进或弹出换挡限位器壳体一端开口，实现对汽车摆杆限位操作的目的。但是限于钢珠的内径尺寸，这种换挡限位总成的有效工作行程短，而且弹簧与推块本体间没有有效的固定措施，在弹簧老化后，容易脱离推块本体，从而导致弹性连接失效。

发明内容

本发明汽车旋入式换挡限位器及其换挡限位器推杆的制造方法公开了新的方案，采用推杆与换挡限位器壳体形成弹性连接，解决了现有换挡限位总成有效工作行程短的问题。

本发明汽车旋入式换挡限位器包括换挡限位器壳体、换挡限位器壳体旋入式外套400和换挡限位器推杆，换挡限位器壳体是中空的筒体结构，换挡限位器壳体轴向弹性套接在换挡限位器推杆上，换挡限位器壳体旋入式外套400外侧面上设有旋入螺纹，换挡限位器壳体旋入式外套400固定套接在换挡限位器壳体上，换挡限位器推杆包括推杆承力端和推杆连接端，推杆承力端的端面上开有圆弧面凹槽，圆弧面凹槽内设有承力钢珠211，推杆连接端的端面上开有柱状凹槽，柱状凹槽内设有回位弹簧221，换挡限位器推杆通过回位弹簧221与换挡限位器壳体内底面形成弹性连接。

本发明还包括上述汽车旋入式换挡限位器的换挡限位器推杆部件应用例的制造方法，包括步骤：(1)在坯料棒一端面上冲压圆弧面凹槽，在坯料棒另一端上锻压加工防磨衬套限位檐；(2)在坯料棒加工防磨衬套限位檐一端的端面上加工柱状凹槽的基准孔；(3)车削加工坯料棒加工圆弧面凹槽一端的外侧圆柱面；(4)车削加工坯料棒加工防磨衬套限位檐一端的台体外侧圆柱面；(5)车削加工圆弧面凹槽开口部的内倒角；(6)在坯料棒加工防磨衬套限位檐一端的外侧圆柱面上沿轴向铣削加工若干防磨钢珠滑槽；(7)在坯料棒加工防磨衬套限位檐一端的端面上根据已加工的柱状凹槽基准孔位置车削加工柱状凹槽；(8)车削加工柱状凹槽开口部内侧的防卡碰倒角；(9)车削加工坯料棒整体的外侧圆柱面，加工圆弧面凹槽开口部外侧的圆弧倒角。

本发明汽车旋入式换挡限位器及其换挡限位器推杆的制造方法采用推杆与换挡限位器壳体形成弹性连接，大幅延长了汽车换挡限位器的有效工作行程，具有结构简单可靠，应用范围广的特点。

附图说明

图1是背景技术中现有汽车换挡限位器剖面示意图。

图2是本发明汽车旋入式换挡限位器剖面示意图。

图3是改进的汽车旋入式换挡限位器剖面示意图。

图4是换挡限位器壳体之一剖面示意图。

图5是换挡限位器壳体之二剖面示意图。

图6是防磨衬套剖面示意图。

图7是与图6中防磨衬套配合的换挡限位器推杆剖面示意图。

图8是改进的防磨衬套剖面示意图。

图9是与图8改进防磨衬套配合的换挡限位器推杆剖面示意图。

图10是换挡限位器推杆应用例剖面示意图。

图10-1-1是图10中部件制造方法步骤(1)产物剖面示意图。

图10-1-2是图10中部件制造方法步骤(2)产物剖面示意图。

图10-1-3是图10中部件制造方法步骤(3)产物剖面示意图。

图10-1-4是图10中部件制造方法步骤(4)产物剖面示意图。

图10-1-5是图10中部件制造方法步骤(5)产物剖面示意图。

图10-1-6是图10中部件制造方法步骤(6)产物剖面示意图。

图10-1-7是图10中部件制造方法步骤(7)产物剖面示意图。

图10-1-8是图10中部件制造方法步骤(8)产物剖面示意图。

图10-1-9是图10中部件制造方法步骤(9)产物剖面示意图。

图10-2-1是图10中部件改进制造方法步骤(1)产物剖面示意图。

图10-2-2是图10中部件改进制造方法步骤(2)产物剖面示意图。

图10-2-3是图10中部件改进制造方法步骤(3)产物剖面示意图。

图1～9中，111是防磨衬套挡圈，211是承力钢珠，212是耐磨钢珠，221是回位弹簧，222是防磨衬套限位檐，223是防磨钢珠滑槽组，224是防卡碰倒角，310是防磨钢珠组，320是弹簧组，400是换挡限位器壳体旋入式外套。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明作进一步说明。

如图2所示，本发明汽车旋入式换挡限位器示意图。汽车旋入式换挡限位器包括换挡限位器壳体、换挡限位器壳体旋入式外套400和换挡限位器推杆，换挡限位器壳体是中空的筒体结构，换挡限位器壳体轴向弹性套接在换挡限位器推杆上，换挡限位器壳体旋入式外套400外侧面上设有旋入螺纹，换挡限位器壳体旋入式外套400固定套接在换挡限位器壳体上。图1示出了现有换挡限位器的具体结构，弹性套接是通过设在换挡限位器壳体内的弹簧与限位块一端缠绕实现接触连接的，限位块前端的钢珠被卡在换挡限位器壳体一端开口处，以便防止限位块脱出，但是这种设计方式限制了换挡限位器的工作行程，而且弹簧与限位块的连接方式也不牢固。图2示出了本方案针对上述问题作出的改进方案，即换挡限位器推杆包括推杆承力端和推杆连接端，推杆承力端的端面上开有圆弧面凹槽，圆弧面凹槽内设有承力钢珠211，承力钢珠与变速箱拨叉间产生滑动摩擦，同时与上述圆弧面凹槽内表面也会产生摩擦，为了减小这种结构内部的摩擦，本方案在推杆承力端端面上的圆弧面凹槽内还设有一组耐磨钢珠212，耐磨钢珠212直径小于承力钢珠211直径，承力钢珠211通过上述一组耐磨钢珠212与圆弧面凹槽的内底面形成滑动连接，还可以在承力钢珠与耐磨钢珠间加入润滑剂以进一步降低部件间的磨损。推杆连接端的端面上开有柱状凹槽，柱状凹槽内设有回位弹簧221，换挡限位器推杆通过回位弹簧221与换挡限位器壳体内底面形成弹性连接。上述方案在实际应用中发现回位弹簧在伸缩变形过程中容易与推杆连接端端面上柱状凹槽开口发生摩擦刮碰，为了解决这个问题，本方案在换挡限位器推杆的推杆连接端端面上柱状凹槽开口部内缘设有防卡碰倒角224，防卡碰倒角224防止回位弹簧221在发生形变时与上述柱状凹槽开口部内缘产生摩擦刮碰。上述改进的方案有效延长了换挡限位器的工作行程，预防回位弹簧老化脱离。

图1示出的现有汽车换挡限位器和图2示出的本方案汽车限位器都是采用挡限位器壳体与换挡限位器推块或推杆间滑动摩擦配合的方式实现弹性进退的，在部件长期摩擦或缺乏润滑剂的情况下，部件间磨损较大，摩擦阻力也较大，从而影响了装置的反应灵敏性。为了解决这个问题，本方案在换挡限位器壳体与换挡限位器推杆间设有防磨衬套，防磨衬套包括衬套体和嵌设在衬套体两端的防磨钢珠组310，防磨衬套套设在推杆连接端上，换挡限位器壳体通过防磨钢珠组310与换挡限位器推杆接触形成轴向弹性套接。图3示出了防磨衬套布置的具体实现方式，其中换挡限位器推杆的进出通过防磨衬套的介入得以实现，其产生的摩擦显著降低，图中显示的衬套体是一个筒状支撑架，筒壁上设有防磨钢珠组。但是在换挡限位器推杆做进出运动过程中，防磨衬套存在脱离套接的可能，为了避免防磨衬套脱离，本方案在推杆连接端端面上柱状凹槽开口部外缘设有防磨衬套限位檐222，换挡限位器壳体与推杆连接端形成套接的一端开口边缘处设有防磨衬套挡圈111，防磨衬套限位檐222和防磨衬套挡圈111防止防磨衬套滑脱推杆连接端。图4和5示出了防磨衬套挡圈的两种具体实现方式，其中图4中的防磨衬套挡圈是一沿换挡限位器壳体轴向延伸的，通径略小于换挡限位器壳体通径的环状结构，图5中的防磨衬套挡圈是一沿换挡限位器壳体径向延伸的内檐环结构，两者都能阻止防磨衬套滑出换挡限位器壳体。防磨衬套的引入不仅减轻了壳体与推杆间的有害摩擦，而且还利于壳体内的气体排出和进入，进一步缓解了推杆滑动的阻力，提高了部件反应的灵敏度。

本方案引入防磨衬套旨在改善换挡限位器壳体与换挡限位器推杆间的有害摩擦问题，但是这也带来了一些负面的效果，突出表现在间接缩短了换挡限位器的工作行程，图6示出了通常采用的防磨衬套，其采用有具体结构形状的套筒样式，套筒的轴向尺寸必然会影响到换挡限位器的工作行程。为了解决这个问题，本方案针对防磨衬套进行了改进，提出了一种轴向可伸缩变形的防磨衬套，如图8所示，具体是防磨衬套的衬套体中部设有弹簧组320，衬套体两端的防磨钢珠组310通过弹簧组320弹性连接。这种采用弹簧连接首尾的防磨衬套结构有效延长了其原型产品的工作行程，但是其周向稳定性不佳。为了进一步解决改进后的防磨衬套周向稳定性问题，本方案在换挡限位器推杆外侧上设置了防磨钢珠组的行程轨道结构，如图9所示，具体是推杆连接端外侧面上沿轴向设有防磨钢珠滑槽组223，防磨衬套通过嵌设在防磨钢珠滑槽组223内的防磨钢珠组310与推杆连接端形成弹性滑动套接。

本发明还公开了上述方案中的核心部件换挡限位器推杆的制造方法，图10示出了这种换挡限位器推杆的剖面示意图。这种制造方法主要包括以下步骤。

(1)在坯料棒一端面上冲压圆弧面凹槽，在坯料棒另一端上锻压加工防磨衬套限位檐。选择大小合适的圆棒形坯料，将其一端磨平后，在磨平的端面上中央处冲压加工圆弧面凹槽，将圆棒形坯料的另一端磨平后，采用锻压的方法在端面处加工一凸台结构，即防磨衬套限位檐。图10-1-1示出了经过上述步骤得到的毛坯料，图中给出了理想状态下的毛坯外侧面，是圆柱形结构，实际中还可能是凹凸不平的坑洼曲面表面。

(2)在坯料棒加工防磨衬套限位檐一端的端面上加工柱状凹槽的基准孔。为了在坯料棒加工防磨衬套限位檐一端的端面上加工柱状凹槽，本步骤做了相应的准备，即在上述端面的中央部加工基准孔，柱状凹槽将围绕着基准孔展开铣削。图10-1-2示出了经过上述步骤得到的毛坯料。

(3)车削加工坯料棒加工圆弧面凹槽一端的外侧圆柱面。本步骤的目的是将坯料棒加工圆弧面凹槽一端的外侧面磨成基本正形的圆柱面，以便于后续的加工。图10-1-3示出了经过上述步骤得到的毛坯料，图中示出的车削加工是便于说明问题的演示图，实际加工时不必加工的较深，以为后续步骤留出加工余地。

(4)车削加工坯料棒加工防磨衬套限位檐一端的台体外侧圆柱面。本步骤是在步骤(3)的基础上进一步加工整个圆棒坯料的外侧面，使其基本形成一个整体正形圆柱面，防磨衬套限位檐外侧也进行相应的车削加工，为后续的进一步精加工做准备。图10-1-4示出了经过上述步骤得到的毛坯料，图中显示出圆棒坯料的整体外侧面基本加工成型。

(5)车削加工圆弧面凹槽开口部的内倒角。加工出的圆环形内倒角结构是用来方便承力钢珠以及耐磨钢珠的装配操作。图10-1-5示出了经过上述步骤得到的毛坯料，图中示出的圆弧面凹槽一般大于承力钢珠体积的一半。

(6)在坯料棒加工防磨衬套限位檐一端的外侧圆柱面上沿轴向铣削加工若干防磨钢珠滑槽。防磨钢珠滑槽为防磨钢珠的弹性伸缩运行提供了轨道，预防了防磨钢珠沿圆柱周向的不当窜动。图10-1-6示出了经过上述步骤得到的毛坯料，其中防磨钢珠滑槽的长度可以根据实际需要决定。

(7)在坯料棒加工防磨衬套限位檐一端的端面上根据已加工的柱状凹槽基准孔位置车削加工柱状凹槽。本步骤在上一步骤基础上，根据步骤(2)中加工的基准孔镗铣出安放回位弹簧一端的柱状凹槽。图10-1-7示出了经过上述步骤得到的毛坯料，在加工中应当注意控制柱状凹槽的加工深度，不宜太深，不能加工成与圆弧面凹槽连通的结构。

(8)车削加工柱状凹槽开口部内侧的防卡碰倒角。为了防止回位弹簧在伸缩过程中与柱状凹槽开口部发生刮擦碰撞，影响机构的正常运行，特加工出防卡碰倒角结构。图10-1-8示出了经过上述步骤得到的毛坯料，在这一工序中还可以顺带进一步加工防磨钢珠滑槽所在外侧面的表面质量，以利于防磨钢珠的顺畅运行。

(9)车削加工坯料棒整体的外侧圆柱面，加工圆弧面凹槽开口部外侧的圆弧倒角。本步骤是扫尾步骤，首先对圆棒坯料的整体外侧面进行进一步精加工，使其达到工件的设定标准，同时加工圆弧面凹槽开口部外侧，使其形成一圆滑的倒角结构，从而将承力钢珠封设在圆弧面凹槽内。

上述9个步骤即本方案加工换挡限位器推杆的基本方法，内容较多，操作偏于复杂，如果操作不当还会造成重复加工和返工的不必要步骤，为了整合该制造方法中相近的步骤，提高产品的生产效率和加工质量，本方案在上述方案的基础上采用了冷镦工艺成型和精密数控车床集中加工开口部倒角的改进方案。冷镦工艺的主要优点是无切削加工，材料利用率非常高，可达80～90％，便于实现连续、多工位、自动化生产。而且冷镦工艺保持了金属材料流线纤维组织的完整性，晶粒无断开，产品强度高，机械性能优良，环保性能好，附加值高。经冷镦加工产出的成品强度往往比切削加工或铸造成型加工出的零件强度高。在批量生产条件下，冷镦加工的成本要比其他加工方法低的多。因此，一般的车削件以及形状比较对称的产品都可以采用冷镦工艺加工。图10-2-1、10-2-2和10-2-3示出了本方案采用冷镦工艺后的整合加工步骤分别得到的产品，具体是采用冷镦成型的方法将步骤(1)、步骤(2)、步骤(3)、步骤(4)、步骤(6)、步骤(7)和步骤(9)中车削加工坯料棒整体的外侧圆柱面的普通工序整合成一道冷镦工序，所述冷镦工序一次性完成所述普通工序的全部加工任务。为了避免重复加工和返工，本方案在上述改进方案基础上将加工倒角的工序采用数控机床集中加工完成，即在完成冷镦工序后，将步骤(5)、步骤(8)和步骤(9)中车削加工圆弧面凹槽开口部外侧的圆弧倒角的工序采用数控机床集中加工完成。基于上述改进的制造方案，本制造方法极大的提高了原材料的利用率和生产效率，操作方便，产品质量高。

本方案的汽车旋入式换挡限位器采用换挡限位器推杆取代换挡限位器推块头部与换挡限位器壳体开口处的卡接设计，有效延长了换挡限位器的工作行程，采用换挡限位器推杆端设置的凹槽容纳固定回位弹簧，有效防止其脱开失效，采用防磨衬套有效改善了换挡限位器壳体与换挡限位器推杆间的摩擦阻力问题，采用轴向可伸缩变形的防磨衬套增长了改进后换挡限位器的工作行程。本方案公开的换挡限位器推杆制造方法采用先进的冷镦成型技术和精密数控机床结合加工的方案大幅提高了该零件的生产效率和加工质量。基于以上特点，本方案的汽车旋入式换挡限位器及其换挡限位器推杆的制造方法相比现有方案具有突出的实质性特点和显著的进步。

本方案的汽车旋入式换挡限位器及其换挡限位器推杆的制造方法并不限于具体实施方式部分公开的内容，实施例中出现的技术方案可以单独存在，也可以相互包含，本领域技术人员根据本方案结合公知常识作出的简单替换方案也属于本方案的范围。

Claims (8)

1.汽车旋入式换挡限位器，其特征是包括换挡限位器壳体、换挡限位器壳体旋入式外套(400)和换挡限位器推杆，所述换挡限位器壳体是中空的筒体结构，所述换挡限位器壳体轴向弹性套接在所述换挡限位器推杆上，换挡限位器壳体旋入式外套(400)外侧面上设有旋入螺纹，换挡限位器壳体旋入式外套(400)固定套接在所述换挡限位器壳体上，所述换挡限位器推杆包括推杆承力端和推杆连接端，所述推杆承力端的端面上开有圆弧面凹槽，所述圆弧面凹槽内设有承力钢珠(211)，所述推杆连接端的端面上开有柱状凹槽，所述柱状凹槽内设有回位弹簧(221)，所述换挡限位器推杆通过回位弹簧(221)与所述换挡限位器壳体内底面形成弹性连接；

所述换挡限位器壳体与所述换挡限位器推杆间设有防磨衬套，所述防磨衬套包括衬套体和嵌设在所述衬套体两端的防磨钢珠组(310)，所述防磨衬套套设在所述推杆连接端上，所述换挡限位器壳体通过防磨钢珠组(310)与所述换挡限位器推杆接触形成轴向弹性套接；所述防磨衬套的衬套体中部设有弹簧组(320)，所述衬套体两端的防磨钢珠组(310)通过弹簧组(320)弹性连接。

2.根据权利要求1所述的汽车旋入式换挡限位器，其特征在于，所述推杆连接端端面上柱状凹槽开口部外缘设有防磨衬套限位檐(222)，所述换挡限位器壳体与所述推杆连接端形成套接的一端开口边缘处设有防磨衬套挡圈(111)，防磨衬套限位檐(222)和防磨衬套挡圈(111)防止所述防磨衬套滑脱所述推杆连接端。

3.根据权利要求2所述的汽车旋入式换挡限位器，其特征在于，所述推杆连接端外侧面上沿轴向设有防磨钢珠滑槽组(223)，所述防磨衬套通过嵌设在防磨钢珠滑槽组(223)内的防磨钢珠组(310)与所述推杆连接端形成弹性滑动套接。

4.根据权利要求3所述的汽车旋入式换挡限位器，其特征在于，所述换挡限位器推杆的推杆连接端端面上柱状凹槽开口部内缘设有防卡碰倒角(224)，防卡碰倒角(224)防止回位弹簧(221)在发生形变时与所述柱状凹槽开口部内缘产生摩擦刮碰。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的汽车旋入式换挡限位器，其特征在于，所述推杆承力端端面上的圆弧面凹槽内还设有一组耐磨钢珠(212)，耐磨钢珠(212)直径小于承力钢珠(211)直径，承力钢珠(211)通过所述一组耐磨钢珠(212)与所述圆弧面凹槽的内底面形成滑动连接。

6.根据权利要求4所述汽车旋入式换挡限位器的换挡限位器推杆的制造方法，其特征是包括步骤：

(1)在坯料棒一端面上冲压圆弧面凹槽，在坯料棒另一端上锻压加工防磨衬套限位檐；

(2)在坯料棒加工防磨衬套限位檐一端的端面上加工柱状凹槽的基准孔；

(3)车削加工坯料棒加工圆弧面凹槽一端的外侧圆柱面；

(4)车削加工坯料棒加工防磨衬套限位檐一端的台体外侧圆柱面；

(5)车削加工圆弧面凹槽开口部的内倒角；

(6)在坯料棒加工防磨衬套限位檐一端的外侧圆柱面上沿轴向铣削加工若干防磨钢珠滑槽；

(7)在坯料棒加工防磨衬套限位檐一端的端面上根据已加工的柱状凹槽基准孔位置车削加工柱状凹槽；

(8)车削加工柱状凹槽开口部内侧的防卡碰倒角；

(9)车削加工坯料棒整体的外侧圆柱面，加工圆弧面凹槽开口部外侧的圆弧倒角。

7.根据权利要求6所述的换挡限位器推杆制造方法，其特征在于，采用冷镦成型的方法将步骤(1)、步骤(2)、步骤(3)、步骤(4)、步骤(6)、步骤(7)和步骤(9)中车削加工坯料棒整体的外侧圆柱面的普通工序整合成一道冷镦工序，所述冷镦工序一次性完成所述普通工序的全部加工任务。

8.根据权利要求7所述的换挡限位器推杆制造方法，其特征在于，在完成所述冷镦工序后，将步骤(5)、步骤(8)和步骤(9)中车削加工圆弧面凹槽开口部外侧的圆弧倒角的工序采用数控机床集中加工完成。