專利名稱：汽車動力轉向器的轉向臂軸上輪齒的制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及汽車動力轉向器的轉向臂軸，特別涉及汽車動力轉向器的轉向 臂軸上輪齒的制造方法。
背景技術：
近年來隨著汽車工業(yè)的迅猛發(fā)展，作為汽車的重要安全件之一的汽車轉向
器的技術水平有了很大提高。在汽車轉向行業(yè)里，上世紀70年代推廣了循環(huán)球 轉向器，80年代開發(fā)和推廣了循環(huán)球變傳動比轉向器，對提高汽車轉向輕便性 起了很大的推動作用；至lj了90年代，駕駛員對汽車轉向性能的要求有了進一步 的提高，要求轉向更輕便、操縱更靈敏。
轉向臂軸是動力轉向器中的重要部件之一。為了使轉向臂軸能與其它轉向 齒輪進行嚙合，在轉向臂軸上需要設置輪齒。出于空間因素的考慮，多數轉向 臂軸上的輪齒不是通過附加固定一個齒輪得到，而是在轉向臂軸的軸身上通過 系列的加工所形成。目前轉向臂軸上的輪齒的成型過程為首先通過鍛造方 式得到不帶輪齒的轉向臂軸，再通過切削加工方式在轉向臂軸的軸身進行機加 工得到輪齒(見圖3及圖4)。這種工藝過程有如下缺點
第一，由于鍛造時在轉向臂軸ll的軸身沒有鍛出輪齒，不但使得機加工時 切削量大，加工時間長；并且大部分金屬流線層13被切削掉，導致所得輪齒12 的強度低。
第二，經過鍛造后往往采用淬火的方式對轉向臂軸進行熱處理，這種方法 不但成本高，降低了產品機加工性能，導致機加工效率低。
第三，通過鍛造得到的轉向臂軸，雖然其表面硬度高，但從軸的表面至軸 的中心其硬度會逐步降低，由于切削余量大以及金屬的硬度分布不均勻，在進 行切削加工時，容易引起粘刀，不但影響切削效率，還造成切削質量降低。

發(fā)明內容
針對上述技術問題，本發(fā)明的目的提供一種汽車動力轉向器的轉向臂軸上 輪齒的制造方法，它可以減少切削加工量，縮短切削加工時間，并能提高輪齒 的強度，降低制造成本。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的汽車動力轉向器的轉向臂軸上輪齒的制造方 法，包括鍛模，所述方法包括以下步驟
將金屬坯料加熱至115(TC—120(TC放入鍛模的制坯模中，通過鍛造合理分 配坯料的體積得到轉向臂軸鍛件坯；
取出轉向臂軸鍛件坯重新加熱至85(TC—90(TC;
取出加熱后的轉向臂軸鍛件坯放入鍛模的模膛中進行模樣鍛造，得到軸身
上具有輪齒的成型的轉向臂軸，鍛造結束后輪齒卜-預留有供機加工的切削量； 采用正火方式對成型的轉向臂軸進行熱處理； 對輪齒上預留的切削量進行切削加工以及表面處理。 所述輪齒上預留的切削量的厚度為1.5—3 mm。 所述正火后轉向臂軸的表面硬度為156HB—207HB。
采用了上述方案，通過鍛造合理分配坯料的體積得到轉向臂軸鍛件坯，在 終鍛過程中可有效避免鍛件坯出現(xiàn)塌角、折疊等鍛造缺陷。取出加熱后的轉向 臂軸鍛件坯放入鍛模的模膛中進行模樣鍛造，得到軸身上具有輪齒的成型的轉 向臂軸，鍛造結束后輪齒上預留有供機加工的切削量。這樣首先使得機加工的 余量減少，加工時間縮短60%—70%，提高了加工效率，降低了加工成本。其次 通過本發(fā)明的方法在軸身上鍛出了輪齒，輪齒表面的金屬流線層沿著輪齒的形 狀呈均勻分布，并由于輪齒的齒頂部位、齒廓部位、齒根部位以及齒槽部位的 金屬流線層的厚度基本相等，將輪齒上預留的切削量機加工時，由于加工余量 少，不但不容易粘刀，而且使得輪齒部位的金屬流線層能基本完整的予以保留， 加工后輪齒的齒頂和齒根部位具有相同的強度，可以提高輪齒的強度。再次， 齒形的鍛出，可以節(jié)約材料，降低了產品的重量，同時也降低了產品的成本。 采用正火方式對成型的轉向臂軸進行熱處理，與現(xiàn)有采用的不完全淬火或者調 質處理相比，大大降低了熱處理生產成本，平均每噸鍛件能節(jié)約700元。
下面結合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步說明。


圖1為本發(fā)明的轉向臂軸的鍛造后未作切削加工的結構示意圖2為沿圖1中的A—A向剖面圖3為現(xiàn)有技術中的轉向臂軸的結構示意圖4為沿圖3中的B—B向剖面具體實施例方式
參照圖1及圖2，本發(fā)明的汽車動力轉向器的轉向臂軸上輪齒的制造方法， 鍛模包括用于制坯的始鍛鍛模和終鍛鍛模，始鍛鍛模根據轉向臂軸鍛件坯的結 構設計；終鍛鍛模根據轉向臂軸成品的結構設計。采用鍛模通過以下工序在轉 向臂軸的軸身成型輪齒。
金屬坯料加熱及始鍛將金屬坯料加熱至120(TC放入鍛模的制坯模中，通 過鍛造合理分配坯料的體積(使坯料沿軸線的截面面積與鍛件大致相適應)得 到轉向臂軸鍛件坯。
轉向臂軸鍛件坯加熱及終鍛取出轉向臂軸鍛件坯重新加熱至85(TC;取出 加熱后的轉向臂軸鍛件坯放入鍛模的模膛中進行模樣鍛造，得到軸身上具有輪 齒2的成型的轉向臂軸1。鍛造結束后輪齒上預留有供機加工的切削量，該輪齒 上預留的切削量的厚度H為2皿。切削量在輪齒表面形成金屬流線層3沿著輪 齒的形狀呈均勻分布，即在輪齒的齒頂部位、齒廓部位、齒根部位以及齒槽部 位的金屬流線層的厚度基本相等。
熱處理采用正火方式對成型的轉向臂軸進行熱處理，正火后轉向臂軸的 表面硬度為200HB。
切削加工及表面處理對輪齒上預留的切削量進行切削加工以及表面處理。
將輪齒上預留的切削量機加工時，由于加工余量少，不但不容易粘刀，而且使 得輪齒部位的金屬流線層能基本完整的予以保留，加工后輪齒的齒頂和齒根部 位具有相同的強度。
權利要求
1.一種汽車動力轉向器的轉向臂軸上輪齒的制造方法，其特征在于，包括鍛模，所述方法包括以下步驟將金屬坯料加熱至1150℃-1200℃放入鍛模的制坯模中，通過鍛造合理分配坯料的體積得到轉向臂軸鍛件坯；取出轉向臂軸鍛件坯重新加熱至850℃-900℃；取出加熱后的轉向臂軸鍛件坯放入鍛模的模膛中進行模樣鍛造，得到軸身上具有輪齒的成型的轉向臂軸，鍛造結束后輪齒上預留有供機加工的切削量；采用正火方式對成型的轉向臂軸進行熱處理；對輪齒上預留的切削量進行切削加工，切削加工后作表面處理。
2. 根據權利要求1所述的汽車動力轉向器的轉向臂軸上輪齒的制造方法， 其特征在于所述輪齒上預留的切削量的厚度為1.5—3 mm。
3. 根據權利要求1所述的汽車動力轉向器的轉向臂軸上輪齒的制造方法， 其特征在于所述正火后轉向臂軸的表面硬度為156HB—207HB。
全文摘要
本發(fā)明涉及汽車動力轉向器的轉向臂軸，特別涉及汽車動力轉向器的轉向臂軸上輪齒的制造方法。其包括鍛模，所述方法包括以下步驟將金屬坯料加熱至1150℃-1200℃放入鍛模的制坯模中，通過鍛造合理分配坯料的體積得到轉向臂軸鍛件坯；取出轉向臂軸鍛件坯重新加熱至850℃-900℃；取出加熱后的轉向臂軸鍛件坯放入鍛模的模膛中進行模樣鍛造，得到軸身上具有輪齒的成型的轉向臂軸，鍛造結束后輪齒上預留有供機加工的切削量；采用正火方式對成型的轉向臂軸進行熱處理；對輪齒上預留的切削量進行切削加工，切削加工后作表面處理。本發(fā)明的制造方法可以減少切削加工量，縮短切削加工時間，并能提高輪齒的強度，降低制造成本。
文檔編號B21J5/00GK101347887SQ200810124520
公開日2009年1月21日 申請日期2008年8月22日 優(yōu)先權日2008年8月22日
發(fā)明者錦 于, 孫義法, 波 王 申請人:常州精棱鑄鍛有限公司