CN1349876A - 驱动环及其加工工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及驱动环及其加工工艺,改进原结构及材料,采用呈十字布置于两面的四凸台和圆环本件成整体式结构,选20Cr及与其性能相近的低碳合金钢,其加工工艺为:正火—车圆环—车端面—铣一面两凸台—铣另一面两凸台—氮化。采用成对使用、保管和刃磨的成形铣刀加工凸台和清根槽。氮化后外表面化合物层深0.01mm,其最小硬度HRC60,扩散层深0.15～0.3mm,零件心部硬度最大HRC20,破坏扭矩大于380N.m,环面平面度小于0.1mm。优点是:与进口件及其工艺比较,工艺简洁、生产率高、设备简单、成本低、热变形小、成品的质量、综合机械性能以及使用寿命、保安性能大大提高。
Description
本发明涉及汽车动力转向系统保安驱动元件及其加工工艺，特别是驱动环及其加工工艺。
现有的国内汽车动力转向系统均属进口技术。动力转向系统的核心保安部件驱动环实属十字滑块联轴器的十字滑块，由于其结构较小，使用环境条件恶劣，不但要求有较高的表面强度、耐磨性和抗蚀性，而且要求有较好的心部韧性和抗疲劳性以及较高的形状位置度，进口驱动环为保证形状位置要求，采用呈十字布置的四凸台铆接在圆环本体上，工艺要求严格，费工费时，而且零部件较多，铆钉的强度直接影响驱动环的静扭矩，使用中易从凸台根部脆裂，静扭试验破坏扭矩达不到使用要求。
本发明的目的是，在保证驱动环外形安装尺寸不变的情况下，合理选用材料，采用新的结构，新的加工工艺，解决凸台根部脆裂及静扭矩低的问题，提高其机构性能和产品质量，增大保安性能。
本发明的技术方案，一种驱动环，其特征在于：所述驱动环中呈十字布置于两面的四凸台与圆环为整体式结构。上述驱动环选用的材料为低碳合金钢。上述驱动环的加工工艺为：正火——车圆环——车端面——铣一面两凸台——铣另一面两凸台——氮化。
本发明的优点是：由于采用了呈十字布置于两面的四凸台和圆环本体整体式结构，选用了合适的材料以及合理的热处理、化学处理方式和机械加工手段，工艺简洁，生产效率高，生产设备简单，克服了凸台根部脆裂现象，并且静扭矩、使用寿命和安全性能大大提高。
图1，本发明驱动环结构示意图主视图。
图2，本发明驱动环结构示意图右视图。
下面详细描述本发明的实施例。
由图1、图2所示，驱动环的凸台2与圆环本体1为整体结构。首先按要求将牌号为20Cr或其它机械性能相近的低碳合金钢，直径比驱动环外径稍大的棒料或者比驱动环外径稍大内径稍小的管料下切成热处理炉容得下和与车床主轴差不多长短的短料，再根据正火——车圆环——车端面——铣一面两凸台——铣另一面两凸台——氮化的工艺流程进行操作。将短料送入热处理炉进行正火处理，冷却材料硬度控制在最大HRC20，转入下道工序——车外圆内孔成圆环，采用数控车床一次装夹工件，电动刀架完成车削，之后车另一端面保证驱动环总高。再将圆环投入铣凸台工序，把圆环夹持在装于万能升降台铣床并校正的铣夹上，采用成对使用、保管和刃磨的成形铣刀，中间加调整环至两面切削刃口距离为凸台宽度，按尺寸要求一次铣出一面两凸台；更换调整环，翻面铣出另一面两凸台，每道铣削工序后手工均匀去毛刺。然后进行表面化学处理——氮化，使工件表面生成一层均匀的化合物层，层深0.01mm，扩散层深0.15～0.3mm，化合物层最小硬度HRC60，同时保证零件变形最小。最后用磁力荧光探伤仪对氮化件100％探伤检测，有裂纹、夹砂、气孔等影响强度的缺陷的工件作报废处理，保证产品出厂100％合格。本发明采用呈十字布置于两面的四凸台和圆环本体的整体式结构，减少了组件数量，增加了静扭强度，同时简化了加工工艺，降低了生产综合成本。选用牌号为20Cr或与其机械性能相近的低碳合金钢棒料或管料，可在表面化学处理后心部仍能保持本材料固有的高韧性特点，满足产品较大的破坏扭矩要求。氮化和机械切削加工前材料进行正火处理，可消除带状组织，使得晶粒度达5～6级，增大机械性能，改善组织结构和切削加工性能。车削工序保证内外圆尺寸及其同轴度不大于0.02mm，保证圆环厚度。采用成对使用，保管和刃磨的成形铣刀，辅以较高精度夹具，铣出两面共四凸台及其清根槽，可很好地保证各凸台对称度、两面凸台垂度和环面平面度。铣刀磨损后，刃口变钝，切削过程震动大，难以保证其结构尺寸和表面粗糙度，必须穿芯轴成对刃磨刀口，铲削刀口后背。而氮化处理可在不影响心部韧性的前提下，获得一定层深的扩散层和化合物层以及化合物层硬度，而且保证零件变形最小。磁力荧光探伤，可检测出材料裂纹引起的驱动环缺陷，保证其具有可靠的保安性能。经有关检测部门测定：金相组织合理，台架静扭试验其破坏扭矩大大超过进口件的380N.m达到680N.m；台架动力磨损试验，各零部件均未出现诸如压痕、划伤、表面剥落等异常情况，磨损正常，寿命满足预定要求，装车道路试验超过5万公里无故障指标，达18万公里无故障。
Claims (6)
1、一种驱动环，其特征在于：所述驱动环呈十字布置于两侧环面的四凸台与圆环本体成整体式结构。
2、如权利要求1所述的驱动环选用的材料，其特征在于：所述材料为低碳合金钢。
3、如权利要求1所述的驱动环，加工工艺为：正火——车圆环——车端面——铣一面两凸台——铣另一面两凸台——氮化。
4、如权利要求3所述的加工工艺，其特征在于：所述工艺中切削加工和氮化前材料进行正火处理，正火后材料硬度最大HRC20。
5、如权利要求3所述的加工工艺，其特征在于：所述工艺中采用成对使用、保管和刃磨的成形铣刀两次铣出两面四凸台和8处清根槽。
6、如权利要求3所述的加工工艺，其特征在于：所述工艺中氮化后外表面化合物层深0.01mm，化合物最小硬度HRC60，扩散层深0.15～0.3mm，破坏扭矩必须大于380N.m。
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