專利名稱：汽車用轉(zhuǎn)向裝置的軸接頭及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種汽車用轉(zhuǎn)向裝置的軸接頭及其制造方法，更具體地涉及一種防止花鍵變形且耐磨性高的汽車用轉(zhuǎn)向裝置的軸接頭及其制造方法。
背景技術(shù)：
一般來講，汽車上裝有供駕駛員任意改變車輛行駛方向的轉(zhuǎn)向裝置。該轉(zhuǎn)向裝置包括方向盤、轉(zhuǎn)向柱、齒輪箱、轉(zhuǎn)向接頭總成。所述方向盤設(shè)置在駕駛座前方，通過駕駛員的操作改變車輛行駛方向。所述轉(zhuǎn)向柱設(shè)置在所述方向盤的下部。所述齒輪箱將所述方向盤的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動，同時增強(qiáng)轉(zhuǎn)向力以改變車輪方向。所述轉(zhuǎn)向接頭總成用于將傳遞到所述轉(zhuǎn)向柱上的旋轉(zhuǎn)力傳遞到齒輪箱。所述轉(zhuǎn)向接頭總成由軸接頭及管接頭組成，該管接頭可滑移地組裝在所述軸接頭上。沿所述軸接頭的外周面的長度方向上形成有花鍵，且在管接頭的內(nèi)周面上加工有對應(yīng)于所述花鍵的鋸齒(serration)，使得軸接頭在以齒輪結(jié)合連接于管接頭的狀態(tài)下能夠進(jìn)行滑移。軸接頭和管接頭的各端部上分別連接有軛部，一個軛部結(jié)合于所述轉(zhuǎn)向柱上，而另一個軛部結(jié)合于所述齒輪箱上。制造構(gòu)成如上所述之轉(zhuǎn)向接頭總成的軸接頭時，首先分別制造軛部和軸部之后， 通過焊接來連接軛部和軸部，從而制成軸接頭。然而，如上所述之軸接頭的制造方法，由于焊接時所產(chǎn)生的熱，坯料的特性會發(fā)生變化而降低強(qiáng)度，因而會降低產(chǎn)品的安全性及可靠性。為解決上述問題，近年來所采用的方法是利用鍛造技術(shù)的軸接頭制造方法。S卩，將具有預(yù)定長度及外徑的坯料插入于起到模具作用的鍛模中，用沖頭進(jìn)行加壓塑性變形，以一體成形軸部及軛部。如此成形的軸接頭為保持其強(qiáng)度，進(jìn)行第一次淬火及回火(Quenching tempering)熱處理之后，再進(jìn)行第二次高頻熱處理，使表面硬化。然而，在此制造過程中，由于高頻熱處理會導(dǎo)致軸接頭的變形(扭曲、彎曲)，因此需進(jìn)行額外的矯正工序，但在該矯正工序中軸接頭的中心部產(chǎn)生裂紋的可能性非常高。若產(chǎn)生如上所述之裂紋，由于其周邊強(qiáng)度降低會發(fā)生破裂或斷裂，因此使用此軸接頭的轉(zhuǎn)向裝置無法正常工作，從而無法保證駕駛員及搭乘人員的安全。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決上述問題而作，其目的在于提供一種防止花鍵變形且耐磨性高的汽車用轉(zhuǎn)向裝置的軸接頭及其制造方法。本發(fā)明提供一種汽車用轉(zhuǎn)向裝置的軸接頭制造方法，包括軸接頭成形工序，利用坯料制造由軸部和軛部(yoke)構(gòu)成的軸接頭；花鍵成形工序，在所述軸部上成形花鍵；熱
3處理工序，對花鍵進(jìn)行熱處理，以防止所述花鍵變形并使其具有高耐磨性。所述熱處理工序可利用等離子熱處理。對于所述熱處理工序，在內(nèi)部溫度保持 500 650°C，且每小時供給10 90升氮?dú)獾恼婵諣t內(nèi)進(jìn)行1 8個小時，從而在花鍵表面形成表面硬化層。所述表面硬化層優(yōu)選以ΙΟμπι 20μπι的厚度形成。另外，本發(fā)明提供一種汽車用轉(zhuǎn)向裝置的軸接頭，由軛部及軸部構(gòu)成，所述軛部與組成汽車轉(zhuǎn)向裝置的轉(zhuǎn)向柱相連接，所述軸部的外周面上形成有花鍵，其中所述花鍵表面上形成有通過熱處理而生成的表面硬化層。所述表面硬化層的形成厚度優(yōu)選為ΙΟμπι 20 μ m0根據(jù)本發(fā)明的汽車用轉(zhuǎn)向裝置的軸接頭及其制造方法，對形成于軸部的花鍵進(jìn)行熱處理而形成表面硬化層，因此可提高軸接頭的強(qiáng)度及耐磨性。而且，由此能夠防止花鍵的扭曲或彎曲現(xiàn)象，始終能夠確保軸接頭的平直度。


圖1是用來說明本發(fā)明汽車用轉(zhuǎn)向裝置的軸接頭制造方法的示意圖，表示軸部和軛部的成形狀態(tài)。圖2是用來說明本發(fā)明汽車用轉(zhuǎn)向裝置的軸接頭制造方法的示意圖，表示在軸部上形成有花鍵。圖3是表示對本發(fā)明汽車用轉(zhuǎn)向裝置的軸接頭已完成熱處理工序的局部放大剖面圖。符號說明100:軸部110:花鍵120 表面硬化層 200 軛部S 軸接頭P 熱處理區(qū)段
具體實(shí)施例方式下面，參照附圖進(jìn)一步詳細(xì)地說明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。圖1及圖2是用來說明本發(fā)明汽車用轉(zhuǎn)向裝置的軸接頭制造方法的示意圖，圖3 是表示已完成熱處理工序的本發(fā)明汽車用轉(zhuǎn)向裝置的軸接頭的局部放大剖面圖。如圖所示，為了制造根據(jù)本發(fā)明的汽車用轉(zhuǎn)向裝置的軸接頭，首先如圖1所示，用預(yù)備的坯料成形由軸部100和軛部200構(gòu)成的軸接頭S。軸接頭S的成形方法如下。可通過未圖示的輸送裝置，將具有預(yù)定直徑和長度的坯料依次移動到按序設(shè)置的鍛模中，且用沿對應(yīng)于所述各鍛模的方向予以設(shè)置的沖頭進(jìn)行加壓塑性變形，從而如圖1所示一體成形軸部100及軛部200。如此成形軸接頭S之后，利用鍛造或沖壓加工等，如圖2所示，在軸部100上加工花鍵110。在花鍵110的成形工序中，可使用模具內(nèi)周面被加工成花鍵形狀的鍛模，通過鍛造加工形成花鍵。這種花鍵成形工序，可在軸部的整個長度上加工花鍵，也可如本實(shí)施例，從軸部 100的尾端加工成預(yù)定長度。
加工于軸部100的花鍵110成形為形成在與之組裝的管接頭(未圖示)內(nèi)周面上的鋸齒相對應(yīng)的形狀。軸接頭S與管接頭通過花鍵110與鋸齒(未圖示)可相互滑移且能夠傳遞驅(qū)動力的組裝方式來相互組裝。此外，如此成形軸接頭S之后對其進(jìn)行熱處理，使得能夠提高花鍵110的強(qiáng)度及耐磨性。熱處理工序可采用高頻熱處理、常規(guī)的熱處理等，但這些熱處理方法會使坯料變形或者使之變形的可能性較高，因此不適于本發(fā)明的軸接頭的制造工藝。因此，在本發(fā)明的軸接頭的制造中，熱處理工序采用對坯料變形的穩(wěn)定性優(yōu)異的等離子熱處理。這種等離子熱處理工序采用局部熱處理方式只對花鍵110及與之相鄰的部分軸部100進(jìn)行熱處理，其理由在于完成軸接頭制造之后，要對未進(jìn)行熱處理的部分，即軛部 200進(jìn)行通孔加工工序。為此，可用阻斷部件包裹熱處理區(qū)段P以外的部分后進(jìn)行熱處理工序。在等離子熱處理工序中，在每小時供給10 90升氮?dú)獾恼婵諣t(未圖示)內(nèi)固定待處理物即軸接頭S，之后將真空爐作為正極并將軸接頭作為負(fù)極施加500 600V的脈沖電壓。此時，用阻斷部件包裹軸接頭之不進(jìn)行熱處理的部分，并固定在真空爐內(nèi)。這樣一來，在真空爐與管接頭S之間產(chǎn)生輝光(Glow)放電，從而在軸接頭S周圍產(chǎn)生急劇的壓降，真空爐內(nèi)的氮?dú)庠谳S接頭S附近會被離子化。離子化的氮原子被高速加速并沖撞軸接頭S的表面，其中一部分滲透到軸接頭S 的內(nèi)部，其余的由于沖撞到軸接頭表面的離子而擴(kuò)散在軸接頭S的表面，從而形成由微細(xì)覆膜(氮化層)構(gòu)成的表面硬化層120。此時，表面硬化層120的厚度優(yōu)選形成為10 μ m 20 μ m。為此，進(jìn)行所述等離子熱處理工序時，在內(nèi)部溫度保持500 650°C，且每小時供給10 90升氮?dú)獾恼婵諣t內(nèi)進(jìn)行1 8個小時即可。若表面硬化層120的厚度小于10 μ m,則硬度會降低無法得到花鍵110所要求的充分的強(qiáng)度，若表面硬化層120的厚度大于20 μ m，則表面硬化層120破裂的可能性高。如上所述，通過在軸接頭S的花鍵110上形成表面硬化層120，進(jìn)一步提高花鍵 110的強(qiáng)度及耐磨性，因此將軸接頭S組裝于汽車轉(zhuǎn)向裝置中使用時，可防止花鍵110被扭曲或彎曲的現(xiàn)象。如此完成對軸接頭S花鍵110的等離子熱處理工序之后，在軸接頭S的軛部200 上形成連接孔，使得能夠連接十字叉(spider)等其他接頭。通過上述工序制得的軸接頭S，將其花鍵110插入未圖示的管接頭內(nèi)側(cè)進(jìn)行組裝， 如此組裝的軸接頭S具有花鍵110與管接頭的鋸齒以可滑移的狀態(tài)齒輪結(jié)合的結(jié)構(gòu)。組裝后的軸接頭S，在軛部200上連接十字叉等其他接頭，并將其組裝到構(gòu)成汽車轉(zhuǎn)向裝置的轉(zhuǎn)向柱上，然后將管接頭組裝到齒輪箱上。以上對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行了說明，但本發(fā)明并不局限于此，在權(quán)利要求書和說明書及附圖范圍內(nèi)能夠以各種方式變形并實(shí)施。
權(quán)利要求
1.一種汽車用轉(zhuǎn)向裝置的軸接頭制造方法，包括軸接頭成形工序，利用坯料成形由軸部和軛部構(gòu)成的軸接頭； 花鍵成形工序，在所述軸部上成形花鍵；熱處理工序，對花鍵進(jìn)行熱處理，以防止所述花鍵變形并使其具有高耐磨性。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車用轉(zhuǎn)向裝置的軸接頭制造方法，其特征在于 所述熱處理工序采用等離子熱處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的汽車用轉(zhuǎn)向裝置的軸接頭制造方法，其特征在于所述等離子熱處理工序，在內(nèi)部溫度保持500 650°C，且每小時供給10 90升氮?dú)獾恼婵諣t內(nèi)進(jìn)行1 8個小時，在花鍵表面形成表面硬化層。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的汽車用轉(zhuǎn)向裝置的軸接頭制造方法，其特征在于 以10 μ η 20 μ m的厚度形成所述表面硬化層。
5.一種汽車用轉(zhuǎn)向裝置的軸接頭，由軛部及軸部構(gòu)成，所述軛部與構(gòu)成汽車轉(zhuǎn)向裝置的轉(zhuǎn)向柱相連接，所述軸部的外周面上形成有花鍵，其中所述花鍵表面上形成有通過熱處理而生成的表面硬化層。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的汽車用轉(zhuǎn)向裝置的軸接頭，其特征在于 所述表面硬化層的形成厚度為10 μ m 20 μ m。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種防止花鍵變形且耐磨性高的汽車用轉(zhuǎn)向裝置的軸接頭及其制造方法。本發(fā)明提供一種汽車用轉(zhuǎn)向裝置的軸接頭制造，其包括軸接頭成形工序，利用坯料制成由軸部和軛部構(gòu)成的軸接頭；花鍵成形工序，使花鍵成形于所述軸部上；熱處理工序，對花鍵進(jìn)行熱處理，以防止所述花鍵變形并具有高耐磨性。而且，本發(fā)明提供一種汽車用轉(zhuǎn)向裝置的軸接頭，由軛部及軸部構(gòu)成，所述軛部與構(gòu)成汽車轉(zhuǎn)向裝置的轉(zhuǎn)向柱相連接，所述軸部的外周面上形成有花鍵，其中所述花鍵表面上形成有通過熱處理而生成的表面硬化層。所述表面硬化層的厚度為10μm～20μm。
文檔編號F16D3/02GK102554583SQ20111022674
公開日2012年7月11日 申請日期2011年8月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月13日
發(fā)明者金弘根 申請人:夢想科技股份有限公司