專利名稱：汽車動力轉(zhuǎn)向器的轉(zhuǎn)向臂軸上輪齒的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及汽車動力轉(zhuǎn)向器的轉(zhuǎn)向臂軸，特別涉及汽車動力轉(zhuǎn)向器的轉(zhuǎn)向 臂軸上輪齒的制造方法。
背景技術(shù)：
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(zhuǎn)向
器的技術(shù)水平有了很大提高。在汽車轉(zhuǎn)向行業(yè)里，上世紀(jì)70年代推廣了循環(huán)球 轉(zhuǎn)向器，80年代開發(fā)和推廣了循環(huán)球變傳動比轉(zhuǎn)向器，對提高汽車轉(zhuǎn)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(zhuǎn)向性能的要求有了進(jìn)一步 的提高，要求轉(zhuǎn)向更輕便、操縱更靈敏。
轉(zhuǎn)向臂軸是動力轉(zhuǎn)向器中的重要部件之一。為了使轉(zhuǎn)向臂軸能與其它轉(zhuǎn)向 齒輪進(jìn)行嚙合，在轉(zhuǎn)向臂軸上需要設(shè)置輪齒。出于空間因素的考慮，多數(shù)轉(zhuǎn)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(zhuǎn)向臂軸的軸身上通過 系列的加工所形成。目前轉(zhuǎn)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(zhuǎn)向臂軸，再通過切削加工方式在轉(zhuǎn)向臂軸的軸身進(jìn)行機(jī)加 工得到輪齒(見圖3及圖4)。這種工藝過程有如下缺點(diǎn)
第一，由于鍛造時在轉(zhuǎn)向臂軸ll的軸身沒有鍛出輪齒，不但使得機(jī)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(dǎo)致所得輪齒12 的強(qiáng)度低。
第二，經(jīng)過鍛造后往往采用淬火的方式對轉(zhuǎn)向臂軸進(jìn)行熱處理，這種方法 不但成本高，降低了產(chǎn)品機(jī)加工性能，導(dǎo)致機(jī)加工效率低。
第三，通過鍛造得到的轉(zhuǎn)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(jìn) 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(zhì)量降低。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的提供一種汽車動力轉(zhuǎn)向器的轉(zhuǎn)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(qiáng)度，降低制造成本。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的汽車動力轉(zhuǎn)向器的轉(zhuǎn)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(zhuǎn)向臂軸鍛件坯；
取出轉(zhuǎn)向臂軸鍛件坯重新加熱至85(TC—90(TC;
取出加熱后的轉(zhuǎn)向臂軸鍛件坯放入鍛模的模膛中進(jìn)行模樣鍛造，得到軸身
上具有輪齒的成型的轉(zhuǎn)向臂軸，鍛造結(jié)束后輪齒卜-預(yù)留有供機(jī)加工的切削量； 采用正火方式對成型的轉(zhuǎn)向臂軸進(jìn)行熱處理； 對輪齒上預(yù)留的切削量進(jìn)行切削加工以及表面處理。 所述輪齒上預(yù)留的切削量的厚度為1.5—3 mm。 所述正火后轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)向 臂軸鍛件坯放入鍛模的模膛中進(jìn)行模樣鍛造，得到軸身上具有輪齒的成型的轉(zhuǎn) 向臂軸，鍛造結(jié)束后輪齒上預(yù)留有供機(jī)加工的切削量。這樣首先使得機(jī)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(yù)留的切削量機(jī)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(qiáng)度，可以提高輪齒的強(qiáng)度。再次， 齒形的鍛出，可以節(jié)約材料，降低了產(chǎn)品的重量，同時也降低了產(chǎn)品的成本。 采用正火方式對成型的轉(zhuǎn)向臂軸進(jìn)行熱處理，與現(xiàn)有采用的不完全淬火或者調(diào) 質(zhì)處理相比，大大降低了熱處理生產(chǎn)成本，平均每噸鍛件能節(jié)約700元。
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。


圖1為本發(fā)明的轉(zhuǎn)向臂軸的鍛造后未作切削加工的結(jié)構(gòu)示意圖2為沿圖1中的A—A向剖面圖3為現(xiàn)有技術(shù)中的轉(zhuǎn)向臂軸的結(jié)構(gòu)示意圖4為沿圖3中的B—B向剖面具體實(shí)施例方式
參照圖1及圖2，本發(fā)明的汽車動力轉(zhuǎn)向器的轉(zhuǎn)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(jù)轉(zhuǎn)向臂軸鍛件坯的結(jié) 構(gòu)設(shè)計(jì)；終鍛鍛模根據(jù)轉(zhuǎn)向臂軸成品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。采用鍛模通過以下工序在轉(zhuǎn) 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(yīng))得 到轉(zhuǎn)向臂軸鍛件坯。
轉(zhuǎn)向臂軸鍛件坯加熱及終鍛取出轉(zhuǎn)向臂軸鍛件坯重新加熱至85(TC;取出 加熱后的轉(zhuǎn)向臂軸鍛件坯放入鍛模的模膛中進(jìn)行模樣鍛造，得到軸身上具有輪 齒2的成型的轉(zhuǎn)向臂軸1。鍛造結(jié)束后輪齒上預(yù)留有供機(jī)加工的切削量，該輪齒 上預(yù)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(zhuǎn)向臂軸進(jìn)行熱處理，正火后轉(zhuǎn)向臂軸的 表面硬度為200HB。
切削加工及表面處理對輪齒上預(yù)留的切削量進(jìn)行切削加工以及表面處理。
將輪齒上預(yù)留的切削量機(jī)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(qiáng)度。
權(quán)利要求
1.一種汽車動力轉(zhuǎn)向器的轉(zhuǎn)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(zhuǎn)向臂軸鍛件坯；取出轉(zhuǎn)向臂軸鍛件坯重新加熱至850℃-900℃；取出加熱后的轉(zhuǎn)向臂軸鍛件坯放入鍛模的模膛中進(jìn)行模樣鍛造，得到軸身上具有輪齒的成型的轉(zhuǎn)向臂軸，鍛造結(jié)束后輪齒上預(yù)留有供機(jī)加工的切削量；采用正火方式對成型的轉(zhuǎn)向臂軸進(jìn)行熱處理；對輪齒上預(yù)留的切削量進(jìn)行切削加工，切削加工后作表面處理。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車動力轉(zhuǎn)向器的轉(zhuǎn)向臂軸上輪齒的制造方法， 其特征在于所述輪齒上預(yù)留的切削量的厚度為1.5—3 mm。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車動力轉(zhuǎn)向器的轉(zhuǎn)向臂軸上輪齒的制造方法， 其特征在于所述正火后轉(zhuǎn)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(zhuǎn)向器的轉(zhuǎn)向臂軸，特別涉及汽車動力轉(zhuǎn)向器的轉(zhuǎn)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(zhuǎn)向臂軸鍛件坯；取出轉(zhuǎn)向臂軸鍛件坯重新加熱至850℃-900℃；取出加熱后的轉(zhuǎn)向臂軸鍛件坯放入鍛模的模膛中進(jìn)行模樣鍛造，得到軸身上具有輪齒的成型的轉(zhuǎn)向臂軸，鍛造結(jié)束后輪齒上預(yù)留有供機(jī)加工的切削量；采用正火方式對成型的轉(zhuǎn)向臂軸進(jìn)行熱處理；對輪齒上預(yù)留的切削量進(jìn)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(qiáng)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(quán)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