專利名稱：助力轉(zhuǎn)向器中小齒輪軸的冷擠壓成型工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種冷擠壓工藝，特別涉及一種助力轉(zhuǎn)向器中小齒輪軸的冷擠壓成型工藝。
背景技術(shù)：
轉(zhuǎn)向器中的小齒輪軸是汽車上的一個零部件，它的冷擠壓件結(jié)構(gòu)(見圖1和圖2) 包括上部的圓柱形小軸桿11、通過一臺階增大直徑形成中部的圓柱形中軸桿12及再通過一臺階增大直徑形成下部的具有盲孔形空腔的套筒13，該空腔的下部131呈圓柱狀，上部 132的截面呈中心對稱的兩片扇形并與圓柱狀的空腔下部131為階梯形過渡。現(xiàn)有技術(shù)的小齒輪軸的加工方式主要是通過切削加工，這樣不但工序復(fù)雜消耗多，而且加工精度不易控制，尤其是成批的產(chǎn)品一致性難以保證，生產(chǎn)成本也高，因此亟待改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種助力轉(zhuǎn)向器中小齒輪軸的冷擠壓成型工藝，它實(shí)現(xiàn)了助力轉(zhuǎn)向器中小齒輪軸的一次成型，并實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜型腔類零件的少切削或無切削加工。實(shí)現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案是一種助力轉(zhuǎn)向器中小齒輪軸的冷擠壓成型工藝，包括下列步驟步驟一，根據(jù)產(chǎn)品要求在一圓盤上鋸一所需長度的圓柱形坯件，保證圓柱形坯件的長度公差在O 0. Imm,圓柱形坯件的兩端面與圓柱形坯件的外周面的垂直度為 0. IOmm ；步驟二，磨削所述圓柱形坯件的外圓，保證磨削后的圓柱坯件的直徑公差控制在 0 0. 05mm，并且單件磨削后的圓柱形坯件的重量誤差控制在士 Ig ；步驟三，按常規(guī)磷皂化工藝對經(jīng)過步驟二的圓柱形坯件進(jìn)行第一次磷皂化處理；步驟四，將經(jīng)過步驟三處理后的坯件放入冷擠壓成型模具進(jìn)行正擠壓工序，壓制成小齒輪軸的預(yù)成型坯件；步驟五，將經(jīng)過步驟四的預(yù)成型坯件進(jìn)行球化退火處理，球化等級為3 6級，球化后的坯件硬度為Iio 130HB ；步驟六，按常規(guī)磷皂化工藝對經(jīng)過步驟五的坯件進(jìn)行第二次磷皂化處理；步驟七，將經(jīng)過步驟六的坯件再放入冷擠壓成型模具進(jìn)行反擠壓工序，壓制成小齒輪軸的冷擠壓件。上述的助力轉(zhuǎn)向器中小齒輪軸的冷擠壓成型工藝，其中，所述球化退火處理為先將爐溫升至840°C 880°C，保溫3 4小時后，隨爐冷卻，冷卻速度小于20°C /小時，在溫度小于500°C時出爐，然后自然冷卻。本發(fā)明的助力轉(zhuǎn)向器中小齒輪軸的冷擠壓成型工藝的技術(shù)方案，它實(shí)現(xiàn)了助力轉(zhuǎn)向器中小齒輪軸的一次成型，并實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜型腔類零件的少切削或無切削加工，可以節(jié)約原材件和加工費(fèi)用，并使小齒輪軸冷擠壓件的內(nèi)在質(zhì)量明顯提高，而且精度高，提高了原材件的利用率，減少加工量，降低后續(xù)加工的廢品率。


圖1為助力轉(zhuǎn)向器中小齒輪軸冷擠壓件的結(jié)構(gòu)剖視圖；圖2圖1中的A向視圖；圖3a、圖3b、圖3c、圖3d為本發(fā)明的助力轉(zhuǎn)向器中小齒輪軸的冷擠壓成型步驟的示意圖；圖4為助力轉(zhuǎn)向器中小齒輪軸的冷擠壓成型模具的結(jié)構(gòu)剖視圖。
具體實(shí)施例方式為了能更好地對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行理解，下面通過具體地實(shí)施例并結(jié)合附圖進(jìn)行詳細(xì)地說明本發(fā)明的助力轉(zhuǎn)向器中小齒輪軸的冷擠壓成型工藝，包括下列步驟步驟一，根據(jù)產(chǎn)品要求在一圓盤上鋸一所需長度的圓柱形坯件20(見圖3a)，保證圓柱形坯件的長度公差在0 0. Imm,圓柱形坯件的兩端面與圓柱形坯件的外周面的垂直度為 0. IOmm ；步驟二，磨削所述圓柱形坯件的外圓，保證磨削后的圓柱形坯件21 (見圖3b)的直徑公差控制在0 0. 05mm，并且單件磨削后的圓柱形坯件的重量誤差控制在士 Ig ；步驟三，按常規(guī)磷皂化工藝對經(jīng)過步驟二的圓柱坯件21進(jìn)行第一次磷皂化處理， 以對下一步驟的正擠壓工序起到潤滑作用，同時增加模具的使用壽命；步驟四，將經(jīng)過步驟三處理后的坯件21放入小齒輪軸的冷擠壓成型模具進(jìn)行正擠壓工序，壓制成小齒輪軸的預(yù)成型坯件22(見圖3c)，此時預(yù)成型坯件22只有兩段，即預(yù)成型的中部中軸桿段12’和預(yù)成型的不具有空腔的下部套筒段13’ ；步驟五，將經(jīng)過步驟四的預(yù)成型坯件22進(jìn)行球化退火處理，先將爐溫升至 840°C 880°C，保溫3 4小時后，隨爐冷卻，冷卻速度小于20°C /小時，在溫度小于500°C 時出爐，然后自然冷卻；球化等級為3 6級，球化后的坯件硬度為110 130HB ；步驟六，按常規(guī)磷皂化工藝對經(jīng)過步驟五的預(yù)成型坯件22進(jìn)行第二次磷皂化處理；以對下一步驟的反擠壓工序起到潤滑作用，同時增加模具的使用壽命；步驟七，將經(jīng)過步驟六的預(yù)成型坯件22再放入小齒輪軸的冷擠壓成型模具進(jìn)行反擠壓工序，壓制成小齒輪軸的冷擠壓件23(見圖3d)，即包括下部的具有內(nèi)腔結(jié)構(gòu)的套筒段13、中部的中軸桿段12及上部的小軸桿段11。再請參閱圖4，小齒輪軸的冷擠壓成型模具包括上模架1、上沖頭墊塊2、上沖頭固定圈3、上沖頭4、上沖頭套5、模架外套6、擠壓凹模、下封頂桿8、下墊塊9、下模架10、上導(dǎo)向套11及下導(dǎo)向套12。模架外套6固定在下模架10的上端；上導(dǎo)向套11固定連接在上模架1的下端；下導(dǎo)向套12緊套在上導(dǎo)向套11外并安裝在模架外套6的內(nèi)腔上部；在擠壓過程中，上、下模架1、10之間的配合精度靠上、下導(dǎo)向套11、12來保證。上沖頭墊塊2設(shè)在上導(dǎo)向套11的內(nèi)腔上部；上沖頭套5緊套在上沖頭4的外部并與上沖頭4 一起通過上沖頭固定圈3固定在上導(dǎo)向套11的內(nèi)腔下部。擠壓凹模設(shè)在模架外套6的內(nèi)腔中部，它是由上、中、下擠壓凹模71、72、73連接構(gòu)成的；上、中、下擠壓凹模71、72、73具有不同結(jié)構(gòu)的擠壓型腔；上擠壓凹模71的型腔形狀與小齒輪軸的套筒13的外形相應(yīng)；中擠壓凹模72的型腔形狀與小齒輪軸的中軸桿12的外形相應(yīng)；下擠壓凹模73的型腔形狀與小齒輪軸的小軸桿11的外形相應(yīng)；上擠壓凹模71的下端面的中央設(shè)有一與中擠壓凹模72外形匹配的凹槽，中擠壓凹模72的下端面的中央設(shè)有一與下擠壓凹模73外形匹配的凹槽，中、下擠壓凹模72、73的上部分別嵌設(shè)在上擠壓凹模71和中擠壓凹模72的凹槽中，以使上、中、下擠壓凹模71、72、73連接成一整體凹模。下封頂桿8設(shè)在模架外套6的內(nèi)腔下部并位于下擠壓凹模73的型腔中；下墊塊9 安裝在下模架10的上端并套在下封頂桿8的外部。本發(fā)明的電動助力轉(zhuǎn)向器中輸入軸的冷擠壓成型模具在使用時，將進(jìn)行過正擠壓工序后形成的包括預(yù)成型的中部中軸桿段12’和預(yù)成型的不具有空腔的下部套筒段13’的預(yù)成型坯件22放入上、中、下擠壓凹模71、72、73的型腔中，將下封頂桿8頂在預(yù)成型坯件 22的下端，下墊塊9設(shè)在下封頂桿8的外部，并采用反擠壓工序的上沖頭4，該上沖頭4的下部結(jié)構(gòu)與小齒輪軸的套筒內(nèi)腔結(jié)構(gòu)相應(yīng)(見圖1和圖2)。隨著壓力機(jī)驅(qū)動上模架1逐步下壓，帶動上沖頭4從預(yù)成型坯件22的上端面進(jìn)行反擠壓，形成小齒輪軸的套筒內(nèi)腔結(jié)構(gòu)， 從而得到小齒輪軸的冷擠壓件23，即包括下部的具有內(nèi)腔結(jié)構(gòu)的套筒段13、中部的中軸桿段12及上部的小軸桿段11。在擠壓過程中，上、下導(dǎo)向套11、12始終保持精密的導(dǎo)向，保證了產(chǎn)品的擠壓精度。本發(fā)明的助力轉(zhuǎn)向器中小齒輪軸的冷擠壓成型工藝實(shí)現(xiàn)了助力轉(zhuǎn)向器中小齒輪軸的一次成型，并實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜型腔類零件的少切削或無切削加工，可以節(jié)約原材件和加工費(fèi)用，并使小齒輪軸冷擠壓件的內(nèi)在質(zhì)量明顯提高，而且精度高，提高了原材件的利用率， 減少加工量，降低后續(xù)加工的廢品率。本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，以上的實(shí)施例僅是用來說明本發(fā)明， 而并非用作為對本發(fā)明的限定，只要在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)精神范圍內(nèi)，對以上所述實(shí)施例的變化、變型都將落在本發(fā)明的權(quán)利要求書范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種助力轉(zhuǎn)向器中小齒輪軸的冷擠壓成型工藝，其特征在于，所述成型工藝包括下列步驟步驟一，根據(jù)產(chǎn)品要求在一圓盤上鋸一所需長度的圓柱形坯件，保證圓柱形坯件的長度公差在0 0. Imm,圓柱形坯件的兩端面與圓柱形坯件的外周面的垂直度為0. IOmm ；步驟二，磨削所述圓柱形坯件的外圓，保證磨削后的圓柱坯件的直徑公差控制在0 0. 05mm，并且單件磨削后的圓柱形坯件的重量誤差控制在士 Ig ；步驟三，按常規(guī)磷皂化工藝對經(jīng)過步驟二的圓柱形坯件進(jìn)行第一次磷皂化處理； 步驟四，將經(jīng)過步驟三處理后的坯件放入冷擠壓成型模具進(jìn)行正擠壓工序，壓制成小齒輪軸的預(yù)成型坯件；步驟五，將經(jīng)過步驟四的預(yù)成型坯件進(jìn)行球化退火處理，球化等級為3 6級，球化后的坯件硬度為110 130HB ；步驟六，按常規(guī)磷皂化工藝對經(jīng)過步驟五的坯件進(jìn)行第二次磷皂化處理； 步驟七，將經(jīng)過步驟六的坯件再放入冷擠壓成型模具進(jìn)行反擠壓工序，壓制成小齒輪軸的冷擠壓件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的助力轉(zhuǎn)向器中小齒輪軸的冷擠壓成型工藝，其特征在于，所述球化退火處理為先將爐溫升至840°C 880°C，保溫3 4小時后，隨爐冷卻，冷卻速度小于20°C /小時，在溫度小于500°C時出爐，然后自然冷卻。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種助力轉(zhuǎn)向器中小齒輪軸的冷擠壓成型工藝，包括下列步驟步驟一，根據(jù)產(chǎn)品要求在一圓盤上鋸一所需長度的圓柱形坯件；步驟二，磨削所述圓柱形坯件的外圓；步驟三，按常規(guī)磷皂化工藝對圓柱形坯件進(jìn)行第一次磷皂化處理；步驟四，將經(jīng)過坯件放入冷擠壓成型模具進(jìn)行正擠壓工序，壓制成小齒輪軸的預(yù)成型坯件；步驟五，將預(yù)成型坯件進(jìn)行球化退火處理；步驟六，按常規(guī)磷皂化工藝對坯件進(jìn)行第二次磷皂化處理；步驟七，將經(jīng)過步驟六的坯件再放入冷擠壓成型模具進(jìn)行反擠壓工序，壓制成小齒輪軸的冷擠壓件。本發(fā)明的助力轉(zhuǎn)向器中小齒輪軸的冷擠壓成型工藝實(shí)現(xiàn)了助力轉(zhuǎn)向器中小齒輪軸的一次成型，并實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜型腔類零件的少切削或無切削加工。
文檔編號F16C3/02GK102284831SQ201010204649
公開日2011年12月21日 申請日期2010年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月18日
發(fā)明者謝華民 申請人:上海久豐汽車零件有限公司