专利名称：汽车用转向装置的轴接头及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种汽车用转向装置的轴接头及其制造方法，更具体地涉及一种防止花键变形且耐磨性高的汽车用转向装置的轴接头及其制造方法。
背景技术：
一般来讲，汽车上装有供驾驶员任意改变车辆行驶方向的转向装置。该转向装置包括方向盘、转向柱、齿轮箱、转向接头总成。所述方向盘设置在驾驶座前方，通过驾驶员的操作改变车辆行驶方向。所述转向柱设置在所述方向盘的下部。所述齿轮箱将所述方向盘的旋转运动转换为直线运动，同时增强转向力以改变车轮方向。所述转向接头总成用于将传递到所述转向柱上的旋转力传递到齿轮箱。所述转向接头总成由轴接头及管接头组成，该管接头可滑移地组装在所述轴接头上。沿所述轴接头的外周面的长度方向上形成有花键，且在管接头的内周面上加工有对应于所述花键的锯齿(serration)，使得轴接头在以齿轮结合连接于管接头的状态下能够进行滑移。轴接头和管接头的各端部上分别连接有轭部，一个轭部结合于所述转向柱上，而另一个轭部结合于所述齿轮箱上。制造构成如上所述之转向接头总成的轴接头时，首先分别制造轭部和轴部之后， 通过焊接来连接轭部和轴部，从而制成轴接头。然而，如上所述之轴接头的制造方法，由于焊接时所产生的热，坯料的特性会发生变化而降低强度，因而会降低产品的安全性及可靠性。为解决上述问题，近年来所采用的方法是利用锻造技术的轴接头制造方法。S卩，将具有预定长度及外径的坯料插入于起到模具作用的锻模中，用冲头进行加压塑性变形，以一体成形轴部及轭部。如此成形的轴接头为保持其强度，进行第一次淬火及回火(Quenching tempering)热处理之后，再进行第二次高频热处理，使表面硬化。然而，在此制造过程中，由于高频热处理会导致轴接头的变形(扭曲、弯曲)，因此需进行额外的矫正工序，但在该矫正工序中轴接头的中心部产生裂纹的可能性非常高。若产生如上所述之裂纹，由于其周边强度降低会发生破裂或断裂，因此使用此轴接头的转向装置无法正常工作，从而无法保证驾驶员及搭乘人员的安全。
发明内容
本发明为了解决上述问题而作，其目的在于提供一种防止花键变形且耐磨性高的汽车用转向装置的轴接头及其制造方法。本发明提供一种汽车用转向装置的轴接头制造方法，包括轴接头成形工序，利用坯料制造由轴部和轭部(yoke)构成的轴接头；花键成形工序，在所述轴部上成形花键；热
3处理工序，对花键进行热处理，以防止所述花键变形并使其具有高耐磨性。所述热处理工序可利用等离子热处理。对于所述热处理工序，在内部温度保持 500 650°C，且每小时供给10 90升氮气的真空炉内进行1 8个小时，从而在花键表面形成表面硬化层。所述表面硬化层优选以ΙΟμπι 20μπι的厚度形成。另外，本发明提供一种汽车用转向装置的轴接头，由轭部及轴部构成，所述轭部与组成汽车转向装置的转向柱相连接，所述轴部的外周面上形成有花键，其中所述花键表面上形成有通过热处理而生成的表面硬化层。所述表面硬化层的形成厚度优选为ΙΟμπι 20 μ m0根据本发明的汽车用转向装置的轴接头及其制造方法，对形成于轴部的花键进行热处理而形成表面硬化层，因此可提高轴接头的强度及耐磨性。而且，由此能够防止花键的扭曲或弯曲现象，始终能够确保轴接头的平直度。
图1是用来说明本发明汽车用转向装置的轴接头制造方法的示意图，表示轴部和轭部的成形状态。图2是用来说明本发明汽车用转向装置的轴接头制造方法的示意图，表示在轴部上形成有花键。图3是表示对本发明汽车用转向装置的轴接头已完成热处理工序的局部放大剖面图。符号说明100:轴部110:花键120 表面硬化层 200 轭部S 轴接头P 热处理区段
具体实施例方式下面，参照附图进一步详细地说明本发明的优选实施例。图1及图2是用来说明本发明汽车用转向装置的轴接头制造方法的示意图，图3 是表示已完成热处理工序的本发明汽车用转向装置的轴接头的局部放大剖面图。如图所示，为了制造根据本发明的汽车用转向装置的轴接头，首先如图1所示，用预备的坯料成形由轴部100和轭部200构成的轴接头S。轴接头S的成形方法如下。可通过未图示的输送装置，将具有预定直径和长度的坯料依次移动到按序设置的锻模中，且用沿对应于所述各锻模的方向予以设置的冲头进行加压塑性变形，从而如图1所示一体成形轴部100及轭部200。如此成形轴接头S之后，利用锻造或冲压加工等，如图2所示，在轴部100上加工花键110。在花键110的成形工序中，可使用模具内周面被加工成花键形状的锻模，通过锻造加工形成花键。这种花键成形工序，可在轴部的整个长度上加工花键，也可如本实施例，从轴部 100的尾端加工成预定长度。
加工于轴部100的花键110成形为形成在与之组装的管接头(未图示)内周面上的锯齿相对应的形状。轴接头S与管接头通过花键110与锯齿(未图示)可相互滑移且能够传递驱动力的组装方式来相互组装。此外，如此成形轴接头S之后对其进行热处理，使得能够提高花键110的强度及耐磨性。热处理工序可采用高频热处理、常规的热处理等，但这些热处理方法会使坯料变形或者使之变形的可能性较高，因此不适于本发明的轴接头的制造工艺。因此，在本发明的轴接头的制造中，热处理工序采用对坯料变形的稳定性优异的等离子热处理。这种等离子热处理工序采用局部热处理方式只对花键110及与之相邻的部分轴部100进行热处理，其理由在于完成轴接头制造之后，要对未进行热处理的部分，即轭部 200进行通孔加工工序。为此，可用阻断部件包裹热处理区段P以外的部分后进行热处理工序。在等离子热处理工序中，在每小时供给10 90升氮气的真空炉(未图示)内固定待处理物即轴接头S，之后将真空炉作为正极并将轴接头作为负极施加500 600V的脉冲电压。此时，用阻断部件包裹轴接头之不进行热处理的部分，并固定在真空炉内。这样一来，在真空炉与管接头S之间产生辉光(Glow)放电，从而在轴接头S周围产生急剧的压降，真空炉内的氮气在轴接头S附近会被离子化。离子化的氮原子被高速加速并冲撞轴接头S的表面，其中一部分渗透到轴接头S 的内部，其余的由于冲撞到轴接头表面的离子而扩散在轴接头S的表面，从而形成由微细覆膜(氮化层)构成的表面硬化层120。此时，表面硬化层120的厚度优选形成为10 μ m 20 μ m。为此，进行所述等离子热处理工序时，在内部温度保持500 650°C，且每小时供给10 90升氮气的真空炉内进行1 8个小时即可。若表面硬化层120的厚度小于10 μ m,则硬度会降低无法得到花键110所要求的充分的强度，若表面硬化层120的厚度大于20 μ m，则表面硬化层120破裂的可能性高。如上所述，通过在轴接头S的花键110上形成表面硬化层120，进一步提高花键 110的强度及耐磨性，因此将轴接头S组装于汽车转向装置中使用时，可防止花键110被扭曲或弯曲的现象。如此完成对轴接头S花键110的等离子热处理工序之后，在轴接头S的轭部200 上形成连接孔，使得能够连接十字叉(spider)等其他接头。通过上述工序制得的轴接头S，将其花键110插入未图示的管接头内侧进行组装， 如此组装的轴接头S具有花键110与管接头的锯齿以可滑移的状态齿轮结合的结构。组装后的轴接头S，在轭部200上连接十字叉等其他接头，并将其组装到构成汽车转向装置的转向柱上，然后将管接头组装到齿轮箱上。以上对本发明的优选实施例进行了说明，但本发明并不局限于此，在权利要求书和说明书及附图范围内能够以各种方式变形并实施。
权利要求
1.一种汽车用转向装置的轴接头制造方法，包括轴接头成形工序，利用坯料成形由轴部和轭部构成的轴接头； 花键成形工序，在所述轴部上成形花键；热处理工序，对花键进行热处理，以防止所述花键变形并使其具有高耐磨性。
2.根据权利要求1所述的汽车用转向装置的轴接头制造方法，其特征在于 所述热处理工序采用等离子热处理。
3.根据权利要求2所述的汽车用转向装置的轴接头制造方法，其特征在于所述等离子热处理工序，在内部温度保持500 650°C，且每小时供给10 90升氮气的真空炉内进行1 8个小时，在花键表面形成表面硬化层。
4.根据权利要求3所述的汽车用转向装置的轴接头制造方法，其特征在于 以10 μ η 20 μ m的厚度形成所述表面硬化层。
5.一种汽车用转向装置的轴接头，由轭部及轴部构成，所述轭部与构成汽车转向装置的转向柱相连接，所述轴部的外周面上形成有花键，其中所述花键表面上形成有通过热处理而生成的表面硬化层。
6.根据权利要求5所述的汽车用转向装置的轴接头，其特征在于 所述表面硬化层的形成厚度为10 μ m 20 μ m。
全文摘要
本发明涉及一种防止花键变形且耐磨性高的汽车用转向装置的轴接头及其制造方法。本发明提供一种汽车用转向装置的轴接头制造，其包括轴接头成形工序，利用坯料制成由轴部和轭部构成的轴接头；花键成形工序，使花键成形于所述轴部上；热处理工序，对花键进行热处理，以防止所述花键变形并具有高耐磨性。而且，本发明提供一种汽车用转向装置的轴接头，由轭部及轴部构成，所述轭部与构成汽车转向装置的转向柱相连接，所述轴部的外周面上形成有花键，其中所述花键表面上形成有通过热处理而生成的表面硬化层。所述表面硬化层的厚度为10μm～20μm。
文档编号F16D3/02GK102554583SQ20111022674
公开日2012年7月11日 申请日期2011年8月4日 优先权日2010年12月13日
发明者金弘根 申请人:梦想科技股份有限公司