助力轉向器中小齒輪軸的冷擠壓成型工藝的製作方法
2023-06-01 21:12:16
專利名稱：助力轉向器中小齒輪軸的冷擠壓成型工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種冷擠壓工藝，特別涉及一種助力轉向器中小齒輪軸的冷擠壓成型工藝。
背景技術：
轉向器中的小齒輪軸是汽車上的一個零部件，它的冷擠壓件結構(見圖1和圖2) 包括上部的圓柱形小軸杆11、通過一臺階增大直徑形成中部的圓柱形中軸杆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並與圓柱狀的空腔下部131為階梯形過渡。現有技術的小齒輪軸的加工方式主要是通過切削加工，這樣不但工序複雜消耗多，而且加工精度不易控制，尤其是成批的產品一致性難以保證，生產成本也高，因此亟待改進。
發明內容
本發明的目的是為了克服現有技術的不足，提供一種助力轉向器中小齒輪軸的冷擠壓成型工藝，它實現了助力轉向器中小齒輪軸的一次成型，並實現了複雜型腔類零件的少切削或無切削加工。實現上述目的的技術方案是一種助力轉向器中小齒輪軸的冷擠壓成型工藝，包括下列步驟步驟一，根據產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，保證磨削後的圓柱坯件的直徑公差控制在 0 0. 05mm，並且單件磨削後的圓柱形坯件的重量誤差控制在士 Ig ；步驟三，按常規磷皂化工藝對經過步驟二的圓柱形坯件進行第一次磷皂化處理；步驟四，將經過步驟三處理後的坯件放入冷擠壓成型模具進行正擠壓工序，壓製成小齒輪軸的預成型坯件；步驟五，將經過步驟四的預成型坯件進行球化退火處理，球化等級為3 6級，球化後的坯件硬度為Iio 130HB ；步驟六，按常規磷皂化工藝對經過步驟五的坯件進行第二次磷皂化處理；步驟七，將經過步驟六的坯件再放入冷擠壓成型模具進行反擠壓工序，壓製成小齒輪軸的冷擠壓件。上述的助力轉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小時後，隨爐冷卻，冷卻速度小於20°C /小時，在溫度小於500°C時出爐，然後自然冷卻。本發明的助力轉向器中小齒輪軸的冷擠壓成型工藝的技術方案，它實現了助力轉向器中小齒輪軸的一次成型，並實現了複雜型腔類零件的少切削或無切削加工，可以節約原材件和加工費用，並使小齒輪軸冷擠壓件的內在質量明顯提高，而且精度高，提高了原材件的利用率，減少加工量，降低後續加工的廢品率。
圖1為助力轉向器中小齒輪軸冷擠壓件的結構剖視圖；圖2圖1中的A向視圖；圖3a、圖3b、圖3c、圖3d為本發明的助力轉向器中小齒輪軸的冷擠壓成型步驟的示意圖；圖4為助力轉向器中小齒輪軸的冷擠壓成型模具的結構剖視圖。
具體實施例方式為了能更好地對本發明的技術方案進行理解，下面通過具體地實施例並結合附圖進行詳細地說明本發明的助力轉向器中小齒輪軸的冷擠壓成型工藝，包括下列步驟步驟一，根據產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，保證磨削後的圓柱形坯件21 (見圖3b)的直徑公差控制在0 0. 05mm，並且單件磨削後的圓柱形坯件的重量誤差控制在士 Ig ；步驟三，按常規磷皂化工藝對經過步驟二的圓柱坯件21進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，將經過步驟三處理後的坯件21放入小齒輪軸的冷擠壓成型模具進行正擠壓工序，壓製成小齒輪軸的預成型坯件22(見圖3c)，此時預成型坯件22隻有兩段，即預成型的中部中軸杆段12』和預成型的不具有空腔的下部套筒段13』 ；步驟五，將經過步驟四的預成型坯件22進行球化退火處理，先將爐溫升至 840°C 880°C，保溫3 4小時後，隨爐冷卻，冷卻速度小於20°C /小時，在溫度小於500°C 時出爐，然後自然冷卻；球化等級為3 6級，球化後的坯件硬度為110 130HB ；步驟六，按常規磷皂化工藝對經過步驟五的預成型坯件22進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，將經過步驟六的預成型坯件22再放入小齒輪軸的冷擠壓成型模具進行反擠壓工序，壓製成小齒輪軸的冷擠壓件23(見圖3d)，即包括下部的具有內腔結構的套筒段13、中部的中軸杆段12及上部的小軸杆段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、上衝頭墊塊2、上衝頭固定圈3、上衝頭4、上衝頭套5、模架外套6、擠壓凹模、下封頂杆8、下墊塊9、下模架10、上導向套11及下導向套12。模架外套6固定在下模架10的上端；上導向套11固定連接在上模架1的下端；下導向套12緊套在上導向套11外並安裝在模架外套6的內腔上部；在擠壓過程中，上、下模架1、10之間的配合精度靠上、下導向套11、12來保證。上衝頭墊塊2設在上導向套11的內腔上部；上衝頭套5緊套在上衝頭4的外部並與上衝頭4 一起通過上衝頭固定圈3固定在上導向套11的內腔下部。擠壓凹模設在模架外套6的內腔中部，它是由上、中、下擠壓凹模71、72、73連接構成的；上、中、下擠壓凹模71、72、73具有不同結構的擠壓型腔；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；中擠壓凹模72的型腔形狀與小齒輪軸的中軸杆12的外形相應；下擠壓凹模73的型腔形狀與小齒輪軸的小軸杆11的外形相應；上擠壓凹模71的下端面的中央設有一與中擠壓凹模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。下封頂杆8設在模架外套6的內腔下部並位於下擠壓凹模73的型腔中；下墊塊9 安裝在下模架10的上端並套在下封頂杆8的外部。本發明的電動助力轉向器中輸入軸的冷擠壓成型模具在使用時，將進行過正擠壓工序後形成的包括預成型的中部中軸杆段12』和預成型的不具有空腔的下部套筒段13』的預成型坯件22放入上、中、下擠壓凹模71、72、73的型腔中，將下封頂杆8頂在預成型坯件 22的下端，下墊塊9設在下封頂杆8的外部，並採用反擠壓工序的上衝頭4，該上衝頭4的下部結構與小齒輪軸的套筒內腔結構相應(見圖1和圖2)。隨著壓力機驅動上模架1逐步下壓，帶動上衝頭4從預成型坯件22的上端面進行反擠壓，形成小齒輪軸的套筒內腔結構， 從而得到小齒輪軸的冷擠壓件23，即包括下部的具有內腔結構的套筒段13、中部的中軸杆段12及上部的小軸杆段11。在擠壓過程中，上、下導向套11、12始終保持精密的導向，保證了產品的擠壓精度。本發明的助力轉向器中小齒輪軸的冷擠壓成型工藝實現了助力轉向器中小齒輪軸的一次成型，並實現了複雜型腔類零件的少切削或無切削加工，可以節約原材件和加工費用，並使小齒輪軸冷擠壓件的內在質量明顯提高，而且精度高，提高了原材件的利用率， 減少加工量，降低後續加工的廢品率。本技術領域中的普通技術人員應當認識到，以上的實施例僅是用來說明本發明， 而並非用作為對本發明的限定，只要在本發明的實質精神範圍內，對以上所述實施例的變化、變型都將落在本發明的權利要求書範圍內。
權利要求
1.一種助力轉向器中小齒輪軸的冷擠壓成型工藝，其特徵在於，所述成型工藝包括下列步驟步驟一，根據產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，保證磨削後的圓柱坯件的直徑公差控制在0 0. 05mm，並且單件磨削後的圓柱形坯件的重量誤差控制在士 Ig ；步驟三，按常規磷皂化工藝對經過步驟二的圓柱形坯件進行第一次磷皂化處理； 步驟四，將經過步驟三處理後的坯件放入冷擠壓成型模具進行正擠壓工序，壓製成小齒輪軸的預成型坯件；步驟五，將經過步驟四的預成型坯件進行球化退火處理，球化等級為3 6級，球化後的坯件硬度為110 130HB ；步驟六，按常規磷皂化工藝對經過步驟五的坯件進行第二次磷皂化處理； 步驟七，將經過步驟六的坯件再放入冷擠壓成型模具進行反擠壓工序，壓製成小齒輪軸的冷擠壓件。
2.根據權利要求1所述的助力轉向器中小齒輪軸的冷擠壓成型工藝，其特徵在於，所述球化退火處理為先將爐溫升至840°C 880°C，保溫3 4小時後，隨爐冷卻，冷卻速度小於20°C /小時，在溫度小於500°C時出爐，然後自然冷卻。
全文摘要
本發明公開了一種助力轉向器中小齒輪軸的冷擠壓成型工藝，包括下列步驟步驟一，根據產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，按常規磷皂化工藝對圓柱形坯件進行第一次磷皂化處理；步驟四，將經過坯件放入冷擠壓成型模具進行正擠壓工序，壓製成小齒輪軸的預成型坯件；步驟五，將預成型坯件進行球化退火處理；步驟六，按常規磷皂化工藝對坯件進行第二次磷皂化處理；步驟七，將經過步驟六的坯件再放入冷擠壓成型模具進行反擠壓工序，壓製成小齒輪軸的冷擠壓件。本發明的助力轉向器中小齒輪軸的冷擠壓成型工藝實現了助力轉向器中小齒輪軸的一次成型，並實現了複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 優先權日2010年6月18日
發明者謝華民 申請人:上海久豐汽車零件有限公司