CN110695304A - 用于汽车的球壳、球壳锻件和该球壳锻件的加工方法 - Google Patents

Abstract

本公开属于汽车技术领域，具体提供了一种用于汽车的球壳、球壳锻件和该球壳锻件的加工方法。本公开旨在解决现有球壳锻件被锻造完成之后容易卡到锻造模具中很难被取出的问题。为此，本公开的加工方法包括以下步骤：通过电磁加热装置将胚料加热至始锻温度；通过镦粗模具将所述胚料进行镦粗，并因此使所述胚料的轴向厚度达到预设厚度；通过锻压模具将所述胚料进行锻压，并因此使所述胚料形成有轴向分布的主体部和夹持部。通过本公开上述加工方法制得的球壳锻件能够被机械手通过夹紧夹持部从锻压模具中取出，避免了胚料杯锻压成型之后卡到锻压模具中无法被机械手取出的情形。

Description

用于汽车的球壳、球壳锻件和该球壳锻件的加工方法

技术领域

本公开属于汽车技术领域，具体提供了一种用于汽车的球壳、球壳锻件和该球壳锻件的加工方法。

背景技术

球壳是汽车用零部件中的主要组成部分，其主要用途是作为汽车转向系统中的连接件，用于实现汽车的承载和转向功能。

现有的球壳通常是由球壳锻件加工而来的。顾名思义，球壳锻件是通过锻造的工艺加工制造而成。为了提高生产效率，现有技术中通常会使用专有的锻压模具来锻造球壳锻件。锻压模具通常包括固定的下模具和可上下移动的上模具，下模具中形成有孔结构。在将被加热的胚料放置到了该孔结构中之后，使上模具向下移动并挤压胚料，以使胚料产生形变。由于下模具上孔结构侧壁的限制，胚料最终会形变成与该孔结构相同或相似的结构，该结构即为球壳锻件。

但是，胚料被锻造成球壳锻件之后往往会被卡到孔结构中很难被取出，使得球壳锻件的生产效率较低。

发明内容

为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决现有球壳锻件被锻造完成之后容易卡到锻造模具中很难被取出的问题，本公开提供了以下技术方案：

在第一方面，本公开提供了一种用于汽车的球壳锻件的加工方法，前述加工方法包括以下步骤：

通过电磁加热装置将胚料加热至始锻温度；

通过镦粗模具将前述胚料进行镦粗，并因此使前述胚料的轴向厚度达到预设厚度；

通过锻压模具将前述胚料进行锻压，并因此使前述胚料形成具有轴向分布的主体部和夹持部的球壳锻件。

可选地，前述电磁加热装置包括加热管和缠绕在前述加热管外侧的电线；

前述通过电磁加热装置将胚料加热至始锻温度，包括：

将前述胚料放置到前述加热管中；

使前述电线通交流电从而借助电磁感应原理将前述胚料加热至前述始锻温度。

可选地，前述加热管设置成倾斜结构或者螺旋形结构，以使前述加热管内的前述胚料能够在重力的作用下滑动；

前述电磁加热装置包括设置在前述加热管出口端的挡板和温度传感器；

前述使前述电线通交流电从而借助电磁感应原理将前述胚料加热至前述始锻温度，包括：

使前述电线持续通交流电；

通过前述温度传感器检测前述胚料的温度是否达到了前述始锻温度；

当前述胚料的温度达到了前述始锻温度时，使前述挡板从闭合状态切换到开启状态，从而允许前述胚料脱离前述加热管。

可选地，前述加热管包括套接在一起的外管和内管以及形成在前述外管与前述内管之间的空腔，

前述空腔的横截面为环形，并且前述空腔内的空气被抽空，以便减少前述内管中的热量的损失。

可选地，前述加热管设置成直管；

前述使前述电线通交流电从而借助电磁感应原理将前述胚料加热至前述始锻温度，包括：

使前述电线持续通交流电；

通过推杆推动前述胚料在前述加热管中运动预设时长并因此使前述胚料加热至前述始锻温度。

可选地，前述锻压模具包括锻压下模具和锻压上模具，

前述锻压下模具上设置有开口朝上的第一盲孔；

前述锻压上模具上设置有开口朝下的第二盲孔；

前述锻压上模具的下部能够插入前述第一盲孔中；

前述通过锻压模具将前述胚料进行锻压，并因此使前述胚料形成具有轴向分布的主体部和夹持部的球壳锻件，包括：

将前述胚料放入前述第一盲孔中；

使前述锻压上模具向下移动预设距离，并因此将前述锻压上模具的下部插入前述第一盲孔中，从而使得前述主体部形成在前述第一盲孔中，使前述夹持部形成在前述第二盲孔中。

可选地，前述胚料采用的是20Cr钢，前述始锻温度的取值范围是1100°C至1150°C；或者，前述胚料采用的是45#钢，前述始锻温度的取值范围是1150°C至1200°C。

可选地，在通过镦粗模具将前述胚料进行镦粗之前，前述加工方法还包括：通过机械手将前述胚料放置到前述镦粗模具中；和/或，

在通过锻压模具将前述胚料进行锻压之前，前述加工方法还包括：通过机械手将前述胚料放置到前述锻压模具中；和/或，

在通过锻压模具将前述胚料进行锻压之后，前述加工方法还包括：通过机械手将前述球壳锻件从前述锻压模具中取出并放置到传送带上。

可选地，前述机械手是两爪式机械手，并且前述机械手上形成有第一夹持位和第二夹持位，前述机械手通过前述第一夹持位能够将前述胚料放置到前述镦粗模具上以及将前述胚料从前述镦粗模具上转运到前述锻压模具上，前述第二夹持位与前述夹持部相匹配，前述机械手通过前述第二夹持部能够夹持前述夹持部并将前述胚料从前述锻压模具上转运到前述传送带上。

在第二方面，本公开提供了一种用于汽车的球壳锻件，前述球壳锻件采用第一方面中任一项所述的加工方法制成。

在第三方面，本公开提供了一种用于汽车的球壳，前述球壳包括第一壳体以及形成在前述第一壳体上的第一孔和第二孔；

前述第一壳体是第二方面中所述的球壳锻件；

前述第一孔的横截面为长圆形，并且前述第一孔的横截面设置成朝靠近前述第二孔的方向逐渐减小；

前述第二孔的横截面为圆形，前述第二孔靠近前述第一孔的部分的侧壁设置为球面结构；

前述第二孔与前述第一孔对准并连通。

可选地，前述球壳还包括形成在前述第一壳体上并且位于前述第一孔与前述第二孔之间的第三孔，前述第三孔的第一端与前述第一孔连通，前述第三孔的第二端与前述第二孔连通，前述第三孔的横截面为长圆形，前述第三孔的横截面从前述第一端向前述第二端逐渐减小，并且前述第三孔的最大横截面小于前述第一孔的最小横截面；和/或，

前述球壳还包括形成在前述第一壳体上并且位于前述第二孔远离前述第一孔的一侧的第四孔，前述第四孔的一端与前述第二孔远离前述第一孔的一端连通，并且前述第四孔的最小横截面大于前述第二孔的最大横截面。

可选地，前述球壳还包括形成在前述第一壳体的外圆周面上的环形凹槽和/或第一环形凸起和/或第一防滑纹。

在第四方面，本公开提供了一种用于汽车的球壳，前述球壳包括第二壳体以及形成在前述第二壳体上的第五孔和第六孔：

前述第二壳体是第二方面中所述的球壳锻件；

前述第五孔的横截面设置成朝靠近前述第六孔的方向逐渐减小；

前述第六孔的至少一部分的侧壁设置为球面结构，前述球面结构的横截面设置成朝靠近前述第五孔的方向逐渐减小；

前述第六孔与前述第五孔对准并连通，并且前述第六孔的轴线与前述第五孔的轴线不平行。

可选地，前述球壳还包括形成在前述第二壳体上的第七孔、第八孔和第九孔，前述第六孔、前述第七孔、前述第八孔和前述第九孔同轴设置并依次连通，并且前述第六孔的直径、前述第七孔的直径、前述第九孔的直径和前述第八孔的直径依次增大。

可选地，前述球壳还包括形成在前述第二壳体的外圆周面上的第二环形凸起和/或第二防滑纹。

本领域技术人员能够理解的是，在本公开的上述技术方案中，通过电磁加热装置将胚料加热至始锻温度，以便于对胚料进行镦粗和锻压；通过镦粗模具将胚料进行镦粗，并因此使胚料的轴向厚度达到预设厚度，从而使胚料与锻压模具更加契合，避免了对胚料进行多次锻压的情形；通过锻压模具将胚料进行锻压，并因此使胚料形成有轴向分布的主体部和夹持部，即，使胚料形成球壳锻件。机械手通过夹紧夹持部将球壳锻件从锻压模具中取出，避免了胚料杯锻压成型之后卡到锻压模具中无法被机械手取出的情形，因此，本公开的加工方法不仅方便了机械手对球壳锻件的夹持和转运，还避免了球壳锻件的主体部被机械手夹持时发生形变的情况。

进一步，通过在锻压下模具上设置有开口朝上的第一盲孔，在锻压上模具上设置有开口朝下的第二盲孔，并且将第一盲孔设置成允许锻压上模具的下部插入的情形，使得胚料被放置到锻压下模具之后在锻压下模具和锻压上模具合模之后能够使球壳锻件的主体部形成在第一盲孔中，使球壳锻件的夹持部形成在第二盲孔中。以及使得壳锻件的夹持部在锻压下模具和锻压上模具分开之后裸露在锻压下模具的外侧，方便了机械手对球壳锻件的拾取和转移。

更进一步，通过将电磁加热装置设置成包括加热管、缠绕在、加热管外侧的电线、设置在加热管出口端的挡板和温度传感器的形式，并通过温度传感器检测胚料是否被加热到了始锻温度，并在达到了该始锻温度时再使挡板打开，再使胚料进行镦粗和锻压，有效地保证了胚料的加热温度，从而保证了胚料的镦粗和锻压效果。

附图说明

图1是本公开第一实施例中用于球壳锻件的加工设备的局部结构示意图；

图2是本公开第一实施例中锻压模具的剖视图；

图3是本公开第一实施例中球壳锻件的轴侧视图；

图4是本公开第一实施例中加工方法的主要步骤流程图；

图5是本公开第二实施例中球壳的前视图；

图6是本公开第二实施例中球壳的俯视图；

图7是图6中的球壳沿A-A方向的剖视图；

图8是本公开第三实施例中球壳的俯视图；

图9是本公开第三实施例中球壳的仰视图；

图10是本公开第三实施例中球壳的前视图；

图11是图10中的球壳沿B-B方向的剖视图。

附图标记列表：

1、固定工作台；2、电磁加热装置；3、镦粗下模具；4、锻压模具；5、球壳锻件；6、机械手；7、传送带；8、第一球壳；9、第二球壳；

21、加热管；22、电线；

41、锻压下模具；411、第一盲孔；42、锻压上模具；421、第二盲孔；

51、主体部；52、夹持部；

61、第一夹持位；62、第二夹持位；

81、第一壳体；82、第一孔；83、第二孔；84、第三孔；85、第四孔；86、环形凹槽；87、第一环形凸起；88、第一防滑纹；

91、第二壳体；92、第五孔；93、第六孔；94、第七孔；95、第八孔；96、第九孔；97、第二环形凸起；98、第二防滑纹。

具体实施方式

下面将结合本公开提供的附图，对本公开的部分实施例的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下文所描述的实施例仅仅是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其它所有实施例，仍应落入到本公开的保护范围之内。

需要说明的是，在本公开的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“顶部”“底部”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，还需要说明的是，在本公开的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。

在第一实施例中：

如图1所示，第一实施例提供了一种用于汽车的球壳锻件的加工设备，本实施例所说的加工方法基于该加工设备实现。

虽然图1中并未完全明确示出，但是本实施例的加工设备主要包括液压机、电磁加热装置2、镦粗模具（图中未标示）、锻压模具4（如图2所示）、机械手6和传送带7。其中，电磁加热装置2与液压机相邻设置，以便被电磁加热装置2加热的胚料可以被快速地转运到液压机上。镦粗模具和锻压模具4都设置在液压机上，并在液压机的作用下分别对胚料进行镦粗和锻压。机械手6和传送带7与液压机相邻设置，机械手6用于将被电磁加热装置2加热的胚料转运到镦粗模具上，将镦粗模具上的胚料转运到锻压模具4上，将锻压模具4上的胚料转运到传送带7上。进一步，电磁加热装置2、镦粗模具、锻压模具4和传送带7在水平面上的投影依次排列，以便于提高机械手6的转运效率，从而提高生产效率。并且，常态下的机械手6和传送带7位于液压机的同一侧。

具体地，液压机包括机身、固定工作台1和移动工作台，其中固定工作台1固定地安装到机身上，移动工作台沿竖直方向可移动地安装到机身上，并且移动工作台位于固定工作台1的上方。需要说明的是，由于构成液压机的其它部分是本领域人员所熟知或者可获知的，并且该其它部分与本实施例的加工方法不直接相关，所以本文不再做详细说明。

如图1所示，电磁加热装置2包括加热管21和缠绕在加热管21外侧的电线22。虽然图中并未明确示出，但是加热管21倾斜设置，换句话说，使用状态下的加热管21为倾斜结构，以便加热管21内的胚料能够在自身重力的作用下滑动，进而能够从加热管21中滑出。此外，本领域技术人员也可以根据需要，将加热管21设置成螺旋形结构，以使加热管21中的胚料能够在自身重力的作用下滑动。进一步，虽然图中并未示出，但是加热管21包括套接在一起的外管和内管以及形成在外管与内管之间的空腔，空腔的横截面为环形，并且空腔内的空气被抽空，以便减少内管中的热量的损失，从而节约了电能。

进一步，虽然图中并未示出，但是电磁加热装置2还包括设置在加热管21出口端的挡板和温度传感器。其中，挡板以枢转的方式与加热管21连接到一起，并且常态下的挡板处于关闭状态，能够止挡加热管21内的胚料，防止胚料滑动到加热管21的出口端时掉落；当挡板翻转到开启状态下时，加热管21内的胚料在自身重力的作用下可以从加热管21中滑出。温度传感器用于检测加热管21中最前面的一个胚料，该最前面的一个胚料也是最靠近加热管21的出口端一个胚料。该温度传感器具体是红外温度传感器。

继续参阅图1，镦粗模具包括镦粗下模具3和镦粗上模具（图中未示出），其中，镦粗下模具3固定地安装到固定工作台1上，镦粗上模具固定地安装到移动工作台上，并且镦粗下模具3和镦粗上模具在竖直方向上彼此对准。

本领域技术人员能够理解的是，在能够对胚料进行镦粗的情况下，镦粗下模具3和镦粗上模具可以是任意可行的结构，例如，镦粗下模具3和镦粗上模具都是圆柱形结构或方形结构。

如图1和图2所示，锻压模具4包括锻压下模具41和锻压上模具42，其中，锻压下模具41固定地安装到固定工作台1上，锻压上模具42固定地安装到移动工作台上，并且锻压下模具41和锻压上模具42在竖直方向上彼此对准。

继续参阅图2，锻压下模具41上设置有开口朝上的第一盲孔411，锻压上模具42上设置有开口朝下的第二盲孔421，锻压上模具42的下部或者全部能够插入到第一盲孔411中。具体地，锻压上模具42与第一盲孔411之间采用间隙配合。

如图3所示，本实施例的球壳锻件5包括轴向分布的主体部51和夹持部52。

如图2和图3所示，当锻压模具4合模并将胚料锻压成型为球壳锻件5时，球壳锻件5的主体部51位于第一盲孔411中，并且被第一盲孔411的侧壁和锻压上模具42的下端面挤压成型；球壳锻件5的夹持部52形成在第二盲孔412中。

如图1所示，机械手6为两爪式机械手，其上形成有第一夹持位61和第二夹持位62。机械手6通过第一夹持位61能够将胚料放置到镦粗下模具3上以及将胚料从镦粗下模具3上转运到锻压下模具41上。第二夹持位62与球壳锻件5的夹持部52相匹配，机械手6通过第二夹持位62能够夹持夹持部52将球壳锻件5从锻压下模具41上转运到传送带7上。

至此，已经将实现本实施例的加工方法的加工设备做了详细说明。需要说明的是，图1至图3中所示的设备、装置、结构仅仅是示例性地，因此，图1至图3中相互对应的结构在尺寸上可能会有所不同，但这并妨碍本领域技术人员理解本实施例的技术方案。

下面将结合前文描述的加工设备和附图4来阐述本实施例的加工方法。

如图4所示，本实施例的用于汽车的球壳锻件的加工方法主要包括以下步骤：

步骤S100，通过电磁加热装置2将胚料加热至始锻温度；

步骤S200，通过镦粗模具将胚料进行镦粗，并因此使胚料的轴向厚度达到预设厚度；

步骤S300，通过锻压模具4将胚料进行锻压，并因此使胚料形成具有轴向分布的主体部51和夹持部52的球壳锻件5。

可选地，在步骤S100与步骤S200之间，本实施例的加工方法还包括步骤A：通过机械手6将胚料放置到镦粗模具中。

可选地，在步骤S200与步骤S300之间，本实施例的加工方法还包括步骤B：通过机械手6将胚料放置到锻压模具4中。

可选地，在步骤S300之后，本实施例的加工方法还包括步骤C：通过机械手6将球壳锻件5从锻压模具4中取出并放置到传送带7上。

其中，始锻温度是根据胚料的材质预先设置的温度，其可以是一个具体的温度值，也可以是一个温度范围，本领域技术人员也可以根据需要以及实验数据来确定始锻温度。作为示例一，胚料采用的是20Cr钢，始锻温度的取值范围是1100°C至1150°C。作为示例二，胚料采用的是45#钢，始锻温度的取值范围是1150°C至1200°C。

其中，预设厚度是根据胚料的材质、始锻温度、锻压模具4的形状（具体是第一盲孔411的形状和尺寸）以及液压机提供给锻压模具4的最大压力来确定的。具体地，胚料的材质硬度越大、始锻温度越低、第一盲孔411的直径越大、液压机提供给锻压模具4的最大压力越小，则预设厚度越小，反之则越大。

具体地，在步骤S100中，先将胚料放置到加热管21中，使电线22持续通交流电，借助电磁感应原理对胚料进行加热。在胚料被加热的过程中，通过温度传感器检测胚料的温度是否达到了始锻温度，当胚料的温度达到了始锻温度时，使挡板从闭合状态切换到开启状态，从而允许胚料脱离加热管21。当该胚料从加热管21中滑出之后，再使挡板从开启状态切换到闭合状态。

本领域技术人员能够理解的是，在本实施例中挡板每从闭合状态切换到开启状态一次，仅允许一个胚料从加热管21中滑出。在挡板从闭合状态切换到开启状态时，为了避免一个以上的胚料从加热管21中滑出，仅允许加热管21中存在一个胚料。或者，本领域技术人员也可以根据需要，在加热管21中设置一个止挡结构，并使该止挡结构将最前边的一个胚料与后边的胚料隔开，以便在前面的胚料从加热管21中滑出时，后边胚料的位置不会发生变化。示例性地，该止挡结构是电磁推杆，该电磁推杆设置在加热管21的侧壁上。该电磁推杆正向通电时推杆伸出到加热管21中，将加热管21中最前边的一个胚料与后边的胚料隔开，反向通电时推杆缩回，允许加热管21中后边的胚料向前运动。进一步，推杆的自由端为楔形结构，并且推杆的自由端与挡板之间的距离与胚料沿滑动方向的长度相等，以便推杆伸出时，能够将加热管21内最前面的一个胚料和后边的胚料隔开。

具体地，在步骤A中，机械手6通过第一夹持位61将从电磁加热装置2中掉落出来的胚料拾取并转运到镦粗下模具3上。当把胚料放置到了镦粗下模具3上之后，使机械手6退回原来的位置，或者移动到其它位置，例如锻压下模具41的上方，以防止液压机对胚料进行锻压时损害机械手6。

具体地，在步骤S200中，液压机驱动移动工作台向下移动，随着移动工作台的移动，镦粗上模具逐渐靠近胚料直至与胚料相抵。在镦粗上模具与胚料抵接之后，镦粗上模具开始挤压胚料，使胚料沿轴向（竖直方向）变短产生形变。当镦粗上模具随着移动工作台移动到第一预设距离之后，胚料被镦粗使得轴向厚度达到预设厚度。本领域技术人员能够理解的是，该第一预设距离指的是，移动工作台的行程，其具体数值可以通过编辑液压机的控制程序来设定。

具体地，在步骤B中，当移动工作台恢复到原位之后，使机械手6通过第一夹持位61将胚料从镦粗下模具3上拾取并转运到锻压下模具41上的第一盲孔411中。当把胚料放置到了第一盲孔411之后，使机械手6退回原来的位置，以防止液压机对胚料进行锻压时损害机械手6。

具体地，在步骤S300中，液压机驱动移动工作台向下移动，随着移动工作台的移动，锻压上模具42逐渐靠近胚料直至与胚料相抵。在锻压上模具42的下端面插入到锻压下模具41的第一盲孔411中并与胚料抵接之后，锻压上模具42开始挤压胚料，使胚料产生形变，直至锻压上模具42向下移动第二预设距离。具体地，胚料的一部分被限制在第一盲孔411中，该部分在锻压上模具42的挤压下以及在第一盲孔411的侧壁和锻压上模具42的下端面的限制下，变形为周向与第一盲孔411的侧壁相贴合、下端与第一盲孔411的底壁相贴合、上端与锻压上模具42的下端面相贴合的结构，该结构即为球壳锻件5的主体部51。胚料的另一部分被挤压入第二盲孔421中，并在第二盲孔421的作用下，形成与第二盲孔421相同或相似的结构，该结构即为球壳锻件5的夹持部52。同样地，该第二预设距离指的是，移动工作台的行程，其具体数值可以通过编辑液压机的控制程序来设定。

本领域技术人员能够理解的是，本实施例之所以设置成，使锻压上模具42先插入锻压下模具41的第一盲孔411中，再与胚料相抵的情形，是为了避免锻压上模具42插入锻压下模具41的第一盲孔411中时会切除部分胚料。换句话说，如果使锻压上模具42先与胚料相抵，再使锻压上模具42插入锻压下模具41的第一盲孔411中，则有可能出现，锻压上模具42挤压胚料变形之后导致部分胚料在锻压下模具41上的投影大于第一盲孔411，进而在锻压上模具42插入第一盲孔411中时会将多余的部分切除掉。

具体地，在步骤C中，当移动工作台恢复到原位之后，使机械手6通过第二夹持位62夹住球壳锻件5的夹持部52，并将胚料从锻压下模具41上取出并转运到传送带7上。

基于前文的描述，本领域技术人员能够理解的是，在本公开的第一实施例中，通过使机械手6夹紧夹持部52将球壳锻件5从锻压模具4中取出，避免了胚料杯锻压成型之后卡到锻压模具4中无法被机械手6取出的情形，因此，本实施例的加工方法不仅方便了机械手6对球壳锻件5的夹持和转运，还避免了球壳锻件5的主体部51被机械手夹持时发生形变的情况。

需要说明的是，图3中所示球壳锻件5的夹持部52仅仅是为了锻造方便而存在的，该夹持部52在将球壳锻件5加工成球壳的过程中会被铣掉或切除掉。并且，球壳锻件5的形状不仅限于图3中所示的圆柱形，在适当调整锻压模具4的结构（具体是第一盲孔411的结构）的情况下，球壳锻件5还可以是其它任意可行的形状，例如椭圆柱行、方柱形、三角形等。

虽然图中并未示出，但是在本公开第一实施例的一个变形实施例中，还可以将加热管21设置成直管，并且水平放置。然后通过电推杆、液压缸或气缸驱使加热管21中的胚料移动。为了保证胚料离开加热管21时已经达到了始锻温度，可以通过使胚料在加热管21中停留的时间足够长，以便达到预设时长t。根据t=L÷v，可以适当延长加热管21的长度（L）或者适当减小控制电推杆、液压缸或气缸的伸长速度，从而减小胚料的移动速度（v）。

下面结合图5至图11来对本公开的第二实施例和第三实施例进行详细说明。需要说明的是，为了使第二实施例和第三实施例得以区分，将第二实施例中的球壳定义为第一球壳8，将第三实施例中的球壳定义为第二球壳9，以避免出现术语上的重复。

在第二实施例中：

如图5至图7所示，第一球壳8包括第一壳体81、第一孔82、第二孔83、第三孔84、第四孔85、环形凹槽86、第一环形凸起87和第一防滑纹88。其中，第一孔82、第三孔84、第二孔83和第四孔85沿轴向依次形成在第一壳体81的内侧；环形凹槽86、第一环形凸起87和第一防滑纹88分别形成在第一壳体81的外圆周上。

虽然图中并未示出，但是第一壳体81就是第一实施例中所述的球壳锻件5。具体地，在第一实施例中所述的球壳锻件5上加工出第一孔82、第二孔83、第三孔84、第四孔85、环形凹槽86、第一环形凸起87和第一防滑纹88之后便可形成图5至图7所示的第一球壳8。

继续参阅图5至图7，第一孔82的横截面为长圆形，并且第一孔82的横截面设置成朝靠近第二孔83的方向逐渐减小。具体地，第一孔82为横截面为长圆形的锥形孔，其横截面在图5中从上至下依次减小。需要说明的是，本实施例以及本公开其它部分所说的“长圆形”，既可以是椭圆形，也可以不是椭圆形。示例性地，“长圆形”可以是由两根直线段和两个圆弧首尾相接而成的形状。

如图5和图7所示，第二孔83的横截面为圆形，第二孔83靠近第一孔82的部分的侧壁设置为球面结构。具体如图7中第二孔83上部与点划线绘制的圆相重合的部分为球面结构。从图5和图7可以看出，第二孔83与第一孔82对准并连通。具体地，第二孔83与第一孔82之间通过第三孔84连通。

继续参阅图5至图7，第三孔84的第一端（图5中第三孔84的上端）与第一孔82连通，第三孔84的第二端（图5中第三孔84的下端）与第二孔83连通。从图6中不难看出，第三孔84的横截面也为长圆形，第三孔84的横截面从第一端向第二端逐渐减小。具体地，第三孔84为横截面为长圆形的锥形孔，其横截面在图5中从上至下依次减小。

如图5和图7所示，第四孔85的一端与第二孔83远离第一孔82的一端连通。

从图5和图7中不难看出，第三孔84的最大横截面小于第一孔82的最小横截面，第四孔85的最小横截面大于第二孔83的最大横截面。

在本实施例的一个应用中，第一球壳8与球杆相连接。球杆具体包括固定连接或一体制成的球状结构和杆状结构，并且球状结构位于杆状结构的一端。在安装时，杆状结构远离球状结构的一端从图7中自下往上地穿过第一球壳8，使得球状结构被卡到第二孔83中，并且能够在第二孔83中转动，然后在第四孔85中设置盖板，防止球状结构脱出。在使用过程中，杆状结构以球状结构为铰接点能够在第一孔82中自由摆动。基于第一孔82和第三孔84都是长圆形锥孔的结构，本领域技术人员能够理解的是，杆状结构的摆动轨迹也是长圆形锥。

在本公开的第二实施例的一个变形实施例中，本领域技术人员也可以根据需要，省去第三孔84，使第一孔82和第二孔83直接连通；和/或，省去第四孔85、环形凹槽86、第一环形凸起87和第一防滑纹88中的至少一项。

在第三实施例中：

如图8至图11所示，第二球壳9包括第二壳体91、第五孔92、第六孔93、第七孔94、第八孔95、第九孔96、第二环形凸起97和第二防滑纹98。其中，第五孔92、第六孔93、第七孔94、第八孔95和第九孔96在图11中自上而下依次形成在第二壳体91的内侧；第二环形凸起97和第二防滑纹98。

虽然图中并未示出，但是第二壳体91就是第一实施例中所述的球壳锻件5。具体地，在第一实施例中所述的球壳锻件5上加工出第五孔92、第六孔93、第七孔94、第八孔95、第九孔96、第二环形凸起97和第二防滑纹98之后便可形成图10至图11所示的第二球壳9。

如图8和图9所示，第二壳体91两侧的安装翼板，可以通过焊接的方式焊接到第二壳体91上，也可以通过调整锻压模具4的结构来使该两个安装翼板与第二壳体91一体锻压成型。

如图11所示，第五孔92的横截面设置成朝靠近第六孔93的方向逐渐减小，具体地，第五孔92为横截面为圆形的锥形孔。第六孔93的侧壁设置为球面结构，具体如图11中第六孔93的侧壁与点划线绘制的圆相重合。从图11中不难看出，球面结构（第六孔93）的横截面设置成朝靠近第五孔92的方向逐渐减小，并且第六孔93与第五孔92对准并连通。进一步，从图11中还可以看出，第六孔93的轴线与第五孔92的轴线不平行，两者之间具有夹角θ。其中，0°＜θ＜90°。

继续参阅图11，第六孔93的直径、第七孔94的直径、第九孔96的直径和第八孔95的直径依次增大。第二环形凸起97的轴向厚度从图11的右侧至左侧逐渐减小。

在本实施例的一个应用中，第二球壳9与球杆相连接。球杆具体包括固定连接或一体制成的球状结构和杆状结构，并且球状结构位于杆状结构的一端。在安装时，杆状结构远离球状结构的一端从图11中自下往上地穿过第二球壳9，使得球状结构被卡到第六孔93中，并且能够在第六孔93中转动，然后将卡簧嵌入到第八孔95中，防止球状结构脱出。在使用过程中，杆状结构以球状结构为铰接点能够在第六孔93中自由摆动。

在本公开的第三实施例的一个变形实施例中，本领域技术人员也可以根据需要，省去第七孔94，使第六孔93和第八孔95直接连通，并且将第七孔94的上部分的侧壁设置为球面结构，下部分设置为直孔结构；和/或，省去第八孔95、第九孔96、第二环形凸起97和第二防滑纹98中的至少一项。

至此，已经结合附图所示的多个实施例描述了本公开的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本公开的保护范围并不仅限于这些具体实施例。在不偏离本公开技术原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，凡在本公开的技术构思和/或技术原理之内所做的任何更改、等同替换、改进等都将落入本公开的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种用于汽车的球壳锻件的加工方法，其特征在于，所述加工方法包括以下步骤：

通过电磁加热装置将胚料加热至始锻温度；

通过镦粗模具将所述胚料进行镦粗，并因此使所述胚料的轴向厚度达到预设厚度；

通过锻压模具将所述胚料进行锻压，并因此使所述胚料形成具有轴向分布的主体部和夹持部的球壳锻件。

2.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述电磁加热装置包括加热管和缠绕在所述加热管外侧的电线；

所述通过电磁加热装置将胚料加热至始锻温度，包括：

将所述胚料放置到所述加热管中；

使所述电线通交流电从而借助电磁感应原理将所述胚料加热至所述始锻温度。

3.根据权利要求2所述的加工方法，其特征在于，所述加热管设置成倾斜结构或者螺旋形结构，以使所述加热管内的所述胚料能够在重力的作用下滑动；

所述电磁加热装置包括设置在所述加热管出口端的挡板和温度传感器；

所述使所述电线通交流电从而借助电磁感应原理将所述胚料加热至所述始锻温度，包括：

使所述电线持续通交流电；

通过所述温度传感器检测所述胚料的温度是否达到了所述始锻温度；

当所述胚料的温度达到了所述始锻温度时，使所述挡板从闭合状态切换到开启状态，从而允许所述胚料脱离所述加热管；

所述加热管包括套接在一起的外管和内管以及形成在所述外管与所述内管之间的空腔，

所述空腔的横截面为环形，并且所述空腔内的空气被抽空，以便减少所述内管中的热量的损失。

4.根据权利要求2所述的加工方法，其特征在于，所述加热管设置成直管；

所述使所述电线通交流电从而借助电磁感应原理将所述胚料加热至所述始锻温度，包括：

使所述电线持续通交流电；

通过推杆推动所述胚料在所述加热管中运动预设时长并因此使所述胚料加热至所述始锻温度。

5.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述锻压模具包括锻压下模具和锻压上模具，

所述锻压下模具上设置有开口朝上的第一盲孔；

所述锻压上模具上设置有开口朝下的第二盲孔；

所述锻压上模具的下部能够插入所述第一盲孔中；

所述通过锻压模具将所述胚料进行锻压，并因此使所述胚料形成具有轴向分布的主体部和夹持部的球壳锻件，包括：

将所述胚料放入所述第一盲孔中；

使所述锻压上模具向下移动预设距离，并因此将所述锻压上模具的下部插入所述第一盲孔中，从而使得所述主体部形成在所述第一盲孔中，使所述夹持部形成在所述第二盲孔中。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的加工方法，其特征在于，所述胚料采用的是20Cr钢，所述始锻温度的取值范围是1100°C至1150°C；或者，

所述胚料采用的是45#钢，所述始锻温度的取值范围是1150°C至1200°C。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的加工方法，其特征在于，在通过镦粗模具将所述胚料进行镦粗之前，所述加工方法还包括：通过机械手将所述胚料放置到所述镦粗模具中；和/或，

在通过锻压模具将所述胚料进行锻压之前，所述加工方法还包括：通过机械手将所述胚料放置到所述锻压模具中；和/或，

在通过锻压模具将所述胚料进行锻压之后，所述加工方法还包括：通过机械手将所述球壳锻件从所述锻压模具中取出并放置到传送带上。

8.根据权利要求7所述的加工方法，其特征在于，所述机械手是两爪式机械手，并且所述机械手上形成有第一夹持位和第二夹持位，所述机械手通过所述第一夹持位能够将所述胚料放置到所述镦粗模具上以及将所述胚料从所述镦粗模具上转运到所述锻压模具上，所述第二夹持位与所述夹持部相匹配，所述机械手通过所述第二夹持部能够夹持所述夹持部并将所述球壳锻件从所述锻压模具上转运到所述传送带上。

9.一种用于汽车的球壳锻件，其特征在于，所述球壳锻件采用权利要求1至8中任一项所述的加工方法制成。

10.一种用于汽车的球壳，其特征在于，所述球壳包括第一壳体以及形成在所述第一壳体上的第一孔和第二孔；

所述第一壳体是权利要求9中所述的球壳锻件；

所述第一孔的横截面为长圆形，并且所述第一孔的横截面设置成朝靠近所述第二孔的方向逐渐减小；

所述第二孔的横截面为圆形，所述第二孔靠近所述第一孔的部分的侧壁设置为球面结构；

所述第二孔与所述第一孔对准并连通。

11.根据权利要求10所述的球壳，其特征在于，所述球壳还包括形成在所述第一壳体上并且位于所述第一孔与所述第二孔之间的第三孔，所述第三孔的第一端与所述第一孔连通，所述第三孔的第二端与所述第二孔连通，

所述第三孔的横截面为长圆形，所述第三孔的横截面从所述第一端向所述第二端逐渐减小，并且所述第三孔的最大横截面小于所述第一孔的最小横截面；和/或，

所述球壳还包括形成在所述第一壳体上并且位于所述第二孔远离所述第一孔的一侧的第四孔，所述第四孔的一端与所述第二孔远离所述第一孔的一端连通，并且所述第四孔的最小横截面大于所述第二孔的最大横截面。

12.根据权利要求10或11所述的球壳，其特征在于，所述球壳还包括形成在所述第一壳体的外圆周面上的环形凹槽和/或第一环形凸起和/或第一防滑纹。

13.一种用于汽车的球壳，其特征在于，所述球壳包括第二壳体以及形成在所述第二壳体上的第五孔和第六孔：

所述第二壳体是权利要求9中所述的球壳锻件；

所述第五孔的横截面设置成朝靠近所述第六孔的方向逐渐减小；

所述第六孔的至少一部分的侧壁设置为球面结构，所述球面结构的横截面设置成朝靠近所述第五孔的方向逐渐减小；

所述第六孔与所述第五孔对准并连通，并且所述第六孔的轴线与所述第五孔的轴线不平行。

14.根据权利要求13所述的球壳，其特征在于，所述球壳还包括形成在所述第二壳体上的第七孔、第八孔和第九孔，所述第六孔、所述第七孔、所述第八孔和所述第九孔同轴设置并依次连通，并且所述第六孔的直径、所述第七孔的直径、所述第九孔的直径和所述第八孔的直径依次增大。

15.根据权利要求13或14所述的球壳，其特征在于，所述球壳还包括形成在所述第二壳体的外圆周面上的第二环形凸起和/或第二防滑纹。

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