CN111571155A - 淬火件转向节的加工工艺及其夹具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及转向节加工技术领域，公开了淬火件转向节的加工工艺，包括以下步骤：S1，对法兰盘、止口台、内轴颈以及外轴颈进行第一步车处理；S2，对内轴颈进行淬火处理；S3，对法兰盘、止口台、内轴颈以及外轴颈进行第二步车处理；S4，对止口台进行钻孔以及攻丝。本发明能够延长刀片的使用寿命。

Description

淬火件转向节的加工工艺及其夹具

技术领域

本发明涉及转向节加工技术技术领域，特别涉及淬火件转向节的加工工艺及其夹具。

背景技术

转向节(Steering Knuckle)又称“羊角”，是汽车转向桥中的重要零件之一，能够使汽车稳定行驶并灵敏传递行驶方向。转向节的功用是传递并承受汽车前部载荷，支承并带动前轮绕主销转动而使汽车转向。在汽车行驶状态下，它承受着多变的冲击载荷，因此，要求其具有很高的强度。

目前常见的转向节如图7所示，其主要包括法兰盘14(也称大盘)、连接在法兰盘14一侧两端的第一耳部15和第二耳部16(第一耳部15的长度长于第二耳部16的长度)以及位于法兰盘14另一侧上的止口台17、内轴颈18和外轴颈19，其中内轴颈18与外轴颈19间均具有锥杆20，外轴颈19背离锥杆20的一端具有轴头21。目前在对转向节的止口台17、内轴颈18和外轴颈19部分的若干步加工步骤中，包括有以下几步：半精车内轴颈18、外轴颈19、法兰盘14和止口台17(通过数控车床)→钻、攻止口台17部位的孔(通过加工中心)→对内轴颈18进行中频淬火(通过淬火机)→精磨内轴颈18(通过外圆磨床)→精车法兰盘14、外轴颈19及止口台17(通过数控车床)。

但是，在精车时所采用的是淬火刀片进行车削，其材质不同于普通车刀片，由于止口台17上具有了孔，在车削过程中会出现断续车削的情况，极易崩刃，对刀片的损伤很大，导致刀片的使用寿命很短。

发明内容

本发明的目的是提供淬火件转向节的加工工艺及其夹具，旨在解决刀片使用寿命短的问题。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种淬火件转向节的加工工艺，包括以下步骤：

S1，对法兰盘、止口台、内轴颈以及外轴颈进行第一步车处理；

S2，对内轴颈进行淬火处理；

S3，对法兰盘、止口台、内轴颈以及外轴颈进行第二步车处理；

S4，对止口台进行钻孔以及攻丝。

本发明的进一步设置为：所述S2中的淬火处理为中频淬火处理。

本发明还提供了一种用于如上任一项所述的淬火件转向节的加工中的夹具，包括：

水平设置的支撑筒，所述支撑筒的内腔中水平开设有圆台形的支撑孔；

定位顶针，所述定位顶针包括与所述支撑孔相配的连接部以及位于所述支撑筒外部的定位部，所述定位部背离所述连接部的端部呈尖状设置；

转动连接于所述支撑筒外壁上的驱动盘，所述驱动盘的轴心、所述支撑筒的轴心以及所述定位顶针的轴心共线，所述驱动盘上开设有活动燕尾槽，所述活动燕尾槽中活动设置有与所述活动燕尾槽相配合的第一燕尾体，所述第一燕尾体上设置有活动体，所述驱动盘上还设置有定位体，所述固定体上转动设置有调节杆，所述调节杆穿过所述第一燕尾体并与所述第一燕尾体螺纹连接，所述调节杆的长度方向与所述活动燕尾槽的长度方向平行。

本发明的进一步设置为：所述活动燕尾槽的一端位于所述驱动盘的中部，另一端贯穿所述驱动盘的一侧，所述活动燕尾槽贯穿所述驱动盘的端部与所述第一燕尾体位于所述定位体的同一侧。

本发明的进一步设置为：所述活动燕尾槽中还活动设置有与所述活动燕尾槽相配合的第二燕尾体，所述第二燕尾体位于所述第一燕尾体与所述定位体之间，所述调节杆穿过所述第二燕尾体并与所述第二燕尾体螺纹连接，所述第二燕尾体上设置有卡接件，所述卡接件活动贴合于所述驱动盘，所述定位部靠近所述连接部的端部外壁上开设有环形的卡接槽，转动所述调节杆可使所述卡接件卡合于所述卡接槽或与所述卡接槽分离。

本发明的进一步设置为：所述连接部以及所述支撑筒均与所述驱动盘靠近所述定位部的一侧之间具有设定距离。

本发明的进一步设置为：所述驱动盘上设置有配重件，所述配重件与所述定位体位于所述定位顶针的两侧。

本发明的进一步设置为：所述配重件呈U字形，所述配重件的长度方向与所述活动燕尾槽的长度方向相平行，且所述配重件的两端分别与所述驱动盘连接，中部与所述驱动盘的盘面相平行，所述卡接件远离所述第二燕尾体的端部活动套接于所述配重件的中部。

本发明的有益效果是：首先通过第一步车处理时，采用的是半精车处理，然后对内轴颈部分通过淬火机进行中频淬火，其中将此过程中所用的中频感应线圈尺寸型号进行优化缩减，控制淬火范围，以免淬火范围蔓延至预加工部位，使止口台端面硬度过高，影响钻、攻止口台上孔的刀具的寿命；之后在将轴头的一侧铣扁后(该步骤可以根据实际情况选择实施或不实施)，通过夹具固定住转向节的位置，并对转向节的法兰盘、内轴颈、外轴颈以及止口台进行第二步的精车，精车完成后最后对止口台进行钻孔和攻丝。

其中，由于在对止口台进行精车时，此时止口台上没有孔，所以在对止口台部分进行精车时，刀片(专用淬火刀片，此种刀片由于材质原因不适用于断续车削)不会经受断续车削，而是持续进行的，所以可以对刀片起到较好的保护作用，延长刀片的使用寿命。不仅如此，由于通过该方法加工时，将目前常见的加工方法中的“精磨内轴颈(通过外圆磨床)”以及“精车外轴颈及止口台(通过数控车床)”合并成了一步的精车，由于在同一步的精车过程中转向节的同轴度能得到保证，所以可以使得产品的质量更高(如果是分成两步进行的，即对内轴颈进行精磨以及对外轴颈和止口台进行精车，那么就有可能两次装夹或加工转向节的时候，轴心产生一定的偏移，从而导致产品的同轴度较差，或导致了外轴颈相对内轴颈的同轴度、止口外圆相对两轴颈公共轴线的跳动等形位公差难以保证)。

同时，应当理解为，对转向节的其他加工步骤和方法均与目前常用的步骤和方法一致，或采用的是本领域里公知的一些加工技术，在此不做过多的限制和赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明用于淬火件转向节的加工中的夹具一实施例的结构示意图；

图2是图1中A部分的放大图；

图3是本发明用于淬火件转向节的加工中的夹具一实施例的剖视图一；

图4是图3中B部分的放大图；

图5是本发明用于淬火件转向节的加工中的夹具一实施例的剖视图二；

图6是本发明用于淬火件转向节的加工中的夹具部分结构一实施例的结构示意图；

图7是转向节的结构示意图。

图中，1、支撑筒；2、支撑孔；3、定位顶针；3a、连接部；3b、定位部；4、驱动盘；5、活动燕尾槽；6、第一燕尾体；7、活动体；8、定位体；9、调节杆；10、第二燕尾体；11、卡接件；12、卡接槽；13、配重件；14、法兰盘；15、第一耳部；16、第二耳部；17、止口台；18、内轴颈；19、外轴颈；20、锥杆；21、轴头。

具体实施方式

下面将结合附图以及具体实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

一种淬火件转向节的加工工艺，如图1至图7所示，包括以下步骤：

S1，对法兰盘14、止口台17、内轴颈18以及外轴颈19进行第一步车处理；

S2，对内轴颈18进行淬火处理；

S3，对法兰盘14、止口台17、内轴颈18以及外轴颈19进行第二步车处理；

S4，对止口台17进行钻孔以及攻丝。

所述S2中的淬火处理为中频淬火处理。

本发明公开了一种淬火件转向节的加工工艺，首先通过第一步车处理时，采用的是半精车处理，然后对内轴颈18部分通过淬火机进行中频淬火，其中将此过程中所用的中频感应线圈尺寸型号进行优化缩减，控制淬火范围，以免淬火范围蔓延至预加工部位，使止口台17端面硬度过高，影响钻、攻止口台17上孔的刀具的寿命；之后在将轴头21的一侧铣扁后(该步骤可以根据实际情况选择实施或不实施)，通过夹具固定住转向节的位置，并对转向节的法兰盘14、内轴颈18、外轴颈19以及止口台17进行第二步的精车，精车完成后最后对止口台17进行钻孔和攻丝。

其中，由于在对止口台17进行精车时，此时止口台17上没有孔，所以在对止口台17部分进行精车时，刀片(专用淬火刀片，此种刀片由于材质原因不适用于断续车削)不会经受断续车削，而是持续进行的，所以可以对刀片起到较好的保护作用，延长刀片的使用寿命。不仅如此，由于通过该方法加工时，将目前常见的加工方法中的“精磨内轴颈18(通过外圆磨床)”以及“精车外轴颈19及止口台17(通过数控车床)”合并成了一步的精车，由于在同一步的精车过程中转向节的同轴度能得到保证，所以可以使得产品的质量更高(如果是分成两步进行的，即对内轴颈18进行精磨以及对外轴颈19和止口台17进行精车，那么就有可能两次装夹或加工转向节的时候，轴心产生一定的偏移，从而导致产品的同轴度较差，或导致了外轴颈19相对内轴颈18的同轴度、止口外圆相对两轴颈公共轴线的跳动等形位公差难以保证)。

同时，应当理解为，对转向节的其他加工步骤和方法均与目前常用的步骤和方法一致，或采用的是本领域里公知的一些加工技术，在此不做过多的限制和赘述。

本发明还提供了一种用于如上任一项所述的淬火件转向节的加工中的夹具，包括：

水平设置的支撑筒1，所述支撑筒1的内腔中水平开设有圆台形的支撑孔2；

定位顶针3(与定位顶针3或外部顶针接触的部分均有凹槽，用于防滑和限位)，所述定位顶针3包括与所述支撑孔2相配的连接部3a以及位于所述支撑筒1外部的定位部3b，所述定位部3b背离所述连接部3a的端部呈尖状设置；

转动连接于所述支撑筒1外壁上的驱动盘4，所述驱动盘4的轴心、所述支撑筒1的轴心以及所述定位顶针3的轴心共线，所述驱动盘4上开设有活动燕尾槽5，所述活动燕尾槽5中活动设置有与所述活动燕尾槽5相配合的第一燕尾体6，所述第一燕尾体6上设置有活动体7，所述驱动盘4上还设置有定位体8，所述固定体上转动设置有调节杆9，所述调节杆9穿过所述第一燕尾体6并与所述第一燕尾体6螺纹连接，所述调节杆9的长度方向与所述活动燕尾槽5的长度方向平行。

所述活动燕尾槽5的一端位于所述驱动盘4的中部，另一端贯穿所述驱动盘4的一侧，所述活动燕尾槽5贯穿所述驱动盘4的端部与所述第一燕尾体6位于所述定位体8的同一侧。

所述活动燕尾槽5中还活动设置有与所述活动燕尾槽5相配合的第二燕尾体10，所述第二燕尾体10位于所述第一燕尾体6与所述定位体8之间，所述调节杆9穿过所述第二燕尾体10并与所述第二燕尾体10螺纹连接，所述第二燕尾体10上设置有卡接件11，所述卡接件11活动贴合于所述驱动盘4，所述定位部3b靠近所述连接部3a的端部外壁上开设有环形的卡接槽12，转动所述调节杆9可使所述卡接件11卡合于所述卡接槽12或与所述卡接槽12分离。所述连接部3a以及所述支撑筒1均与所述驱动盘4靠近所述定位部3b的一侧之间具有设定距离。

所述驱动盘4上设置有配重件13，所述配重件13与所述定位体8位于所述定位顶针3的两侧。所述配重件13呈U字形，所述配重件13的长度方向与所述活动燕尾槽5的长度方向相平行，且所述配重件13的两端分别与所述驱动盘4连接，中部与所述驱动盘4的盘面相平行，所述卡接件11远离所述第二燕尾体10的端部活动套接于所述配重件13的中部。

本发明提供的用于淬火件转向节的加工中的夹具，主要用于S1以及S4中进行车处理时固定转向节的位置，或根据实际情况S1选用常规的夹具，而S4选用本申请的夹具，其具体使用方法在此不做过多的限定。

在对转向节加工时，首先移动转向节并使得连接盘14靠近第一耳部15、第二耳部16一侧的中部抵触到定位部3b的端部上(连接盘14的侧部上具有中心孔，用于与定位部3b配合)，然后移动另一根顶针顶住轴头21背离内轴颈18的端部(相同，轴头21的端部上也具有与该顶针相配合的中心孔，而该顶针可以通过车床上的溜板箱进行移动和定位，或采用其他常规的移动和定位方式)；转向节的两端分别通过定位顶针3和顶针顶牢后，同时第一耳部15也恰好位于定位体8与活动体7之间，此时转动调节杆9，调节杆9的位置不动，但其可以驱动第一燕尾体6和第二燕尾体10活动；

其中第一燕尾体6和第二燕尾体10活动的方向是都是靠近定位体8，继续转动调节杆9，使得活动体7和定位体8抵触在第一耳部15的两侧，其中活动体7与定位体8无需将第一耳部15完全卡紧，但是也需要第一耳部15的两侧分别贴合在活动体7和定位体8上。在进行车加工时，定位体8朝向第一耳部15的方向为驱动盘4转动的方向；

在这个转动过程中，支撑筒1保持其位置不动，定位顶针3与顶针的端部都刷有润滑油，定位顶针3可以被转向节带动而转动，但驱动盘4不会带动支撑筒1或定位顶针3转动，其好处是减小驱动盘4的负荷以及能耗。其中连接部3a是锥形或圆台形的，因此当定位顶针3受到转向节的抵触时，可以保证定位顶针3的位置稳定性，而不从支撑孔2中滑出。

同时，对支撑筒1保持位置以及驱动盘4转动的结构不做过多的限定，比如支撑筒1是焊接在机架上，而驱动盘4则通过轴承或其他常规结构转动连接在支撑筒1的外壁上，或其他可实现的常规结构。

在车加工的过程中，定位体8是驱动转向节转动的主要动力，由于定位体8是焊接在驱动盘4上的，因此定位体8与驱动盘4之间具有较强的结构强度，而活动体7仅仅是对第一耳部15起到了限位的作用，所以对其结构强度要求较低，因此定位体8是焊接的，而活动体7是通过第一燕尾体6活动连接的可以达到最好的综合效果。

其中驱动盘4在转动过程中，定位体8、活动体7、第一燕尾体6、第二燕尾体10都使得驱动盘4的一侧具有了较大的质量，此时通过开通活动燕尾槽5够在一定程度上起到平衡驱动盘4作用力的作用；同时在附以配重块，能够很好的将驱动盘4的承重平衡化，从而减轻驱动盘4在转动过程中产生的离心效果，对用于支撑以及驱动驱动盘4的结构均有保护效果。

调节杆9的端部具有螺帽，从而便于转动调节杆9，而同时活动燕尾槽5的一侧是贯穿到了驱动盘4的侧部，因此在实际操作时，活动燕尾槽5提供了一个转动调节杆9的空间，实用性强。

当一个车加工完成后，反向转动调节杆9，带动第一燕尾体6、第二燕尾体10以及活动体7朝向远离定位体8的方向活动，该过程进行的同时，卡接件11也卡入到了卡接槽12中。转动一定距离后，活动体7将第一耳部15松开，此时只需向后移动溜板箱(顶针与外轴颈19分离后)后，即可以直接将转向节从定位顶针3上取下。

其中，调节杆9带动卡接件11进入到卡接槽12中后，卡接件11能够对定位部3b起到一个限位的作用，并防止定位顶针3从支撑孔2中脱落出来，在下次车加工时，通过溜板箱、顶针和转向节可以将定位顶针3再稳定的推入到支撑孔2中，因此在这个过程中都可以防止定位顶针3从支撑孔2中脱出(除非需要将定位顶针3取下时，不放转向节而只转动调节杆9即可)。不仅如此，由于支撑筒1的端部与连接部3a的端部都是位于驱动盘4中心的内腔中的，所以当卡接件11从卡接槽12中脱离出来后，卡接件11在随着驱动盘4的转动过程中也不会与支撑筒1以及定位顶针3之间产生相互的摩擦，如此不仅防止了卡接件11和定位顶针3产生磨损，同时也防止了噪音的产生。在整个加工过程中，卡接件11都受到了配重件13的限位，而只能是贴合在驱动盘4的表面上活动，因此可以保证卡接件的位置稳定性。

第一燕尾体6和第二燕尾体10均受到了调节杆9的驱动，其好处是：

在加工过程中时，活动体7与定位体8抵触在第一耳部15的两侧，此时定位顶针3受到了转向节上法兰盘14的限位，所以其位置是稳定的；

在转向节取下后，虽然定位顶针3没有受到法兰盘14的限位，但是卡接件11能够卡入到卡接槽12中后，对定位顶针3起到限位的作用，并防止定位顶针3从支撑孔2中脱出。

其中，目前常规的定位顶针与支撑筒之间的连接方式是：在支撑筒的开口端外壁上焊接有一个螺帽，然后定位顶针的外壁上具有与该螺帽相配合的外螺纹，而且定位顶针与螺帽之间通过螺纹连接。该方法虽然也可以将定位顶针与支撑筒连接起来，但是如果转向节转动的方向是定位顶针与支撑筒连接更松的方向，此时由于转向节的限位而导致无法变松(即长度无法变长)，所以转向节驱动定位顶针转动的趋势作用力需要通过定位顶针与螺帽之间的螺纹进行承受，久而久之会损坏螺纹，并影响后续使用。如果转向节转动的方向是使定位顶针与支撑筒连接更紧的方向，要么定位顶针转动后位移，而导致不能很稳定的支撑转向节；要么定位顶针也是与本申请一样，采用了圆台形的结构而无法位移，但是即使其无法位移，定位顶针与螺帽之间的螺纹还是需要承受转向节驱动定位顶杆转动的趋势力，对定位顶针以及螺帽的螺纹依然存在有一定的损伤。

需要说明的是，本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (8)

1.一种淬火件转向节的加工工艺，其特征在于，包括以下步骤：

S1，对法兰盘(14)、止口台(17)、内轴颈(18)以及外轴颈(19)进行第一步车处理；

S2，对内轴颈(18)进行淬火处理；

S3，对法兰盘(14)、止口台(17)、内轴颈(18)以及外轴颈(19)进行第二步车处理；

S4，对止口台(17)进行钻孔以及攻丝。

2.根据权利要求1所述的淬火件转向节的加工工艺，其特征在于，所述S2中的淬火处理为中频淬火处理。

3.一种用于如权利要求1或2所述的淬火件转向节的加工中的夹具，其特征在于，包括：

水平设置的支撑筒(1)，所述支撑筒(1)的内腔中水平开设有圆台形的支撑孔(2)；

定位顶针(3)，所述定位顶针(3)包括与所述支撑孔(2)相配的连接部(3a)以及位于所述支撑筒(1)外部的定位部(3b)，所述定位部(3b)背离所述连接部(3a)的端部呈尖状设置；

转动连接于所述支撑筒(1)外壁上的驱动盘(4)，所述驱动盘(4)的轴心、所述支撑筒(1)的轴心以及所述定位顶针(3)的轴心共线，所述驱动盘(4)上开设有活动燕尾槽(5)，所述活动燕尾槽(5)中活动设置有与所述活动燕尾槽(5)相配合的第一燕尾体(6)，所述第一燕尾体(6)上设置有活动体(7)，所述驱动盘(4)上还设置有定位体(8)，所述固定体上转动设置有调节杆(9)，所述调节杆(9)穿过所述第一燕尾体(6)并与所述第一燕尾体(6)螺纹连接，所述调节杆(9)的长度方向与所述活动燕尾槽(5)的长度方向平行。

4.根据权利要求3所述的用于淬火件转向节的加工中的夹具，其特征在于，所述活动燕尾槽(5)的一端位于所述驱动盘(4)的中部，另一端贯穿所述驱动盘(4)的一侧，所述活动燕尾槽(5)贯穿所述驱动盘(4)的端部与所述第一燕尾体(6)位于所述定位体(8)的同一侧。

5.根据权利要求3所述的用于淬火件转向节的加工中的夹具，其特征在于，所述活动燕尾槽(5)中还活动设置有与所述活动燕尾槽(5)相配合的第二燕尾体(10)，所述第二燕尾体(10)位于所述第一燕尾体(6)与所述定位体(8)之间，所述调节杆(9)穿过所述第二燕尾体(10)并与所述第二燕尾体(10)螺纹连接，所述第二燕尾体(10)上设置有卡接件(11)，所述卡接件(11)活动贴合于所述驱动盘(4)，所述定位部(3b)靠近所述连接部(3a)的端部外壁上开设有环形的卡接槽(12)，转动所述调节杆(9)可使所述卡接件(11)卡合于所述卡接槽(12)或与所述卡接槽(12)分离。

6.根据权利要求5所述的用于淬火件转向节的加工中的夹具，其特征在于，所述连接部(3a)以及所述支撑筒(1)均与所述驱动盘(4)靠近所述定位部(3b)的一侧之间具有设定距离。

7.根据权利要求5所述的用于淬火件转向节的加工中的夹具，其特征在于，所述驱动盘(4)上设置有配重件(13)，所述配重件(13)与所述定位体(8)位于所述定位顶针(3)的两侧。

8.根据权利要求7所述的用于淬火件转向节的加工中的夹具，其特征在于，所述配重件(13)呈U字形，所述配重件(13)的长度方向与所述活动燕尾槽(5)的长度方向相平行，且所述配重件(13)的两端分别与所述驱动盘(4)连接，中部与所述驱动盘(4)的盘面相平行，所述卡接件(11)远离所述第二燕尾体(10)的端部活动套接于所述配重件(13)的中部。

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