一种汽车转向系统用蜗杆毛坯加工件的制作方法

文档序号:12398953阅读:479来源:国知局
一种汽车转向系统用蜗杆毛坯加工件的制作方法与工艺

本实用新型涉及一种汽车转向系统用蜗杆毛坯加工件,涉及汽车零件的机械加工领域。



背景技术:

在汽车转向系统中,其蜗杆上的螺纹的加工,目前广泛采用传统的金属切削加工的方法,即,分两道或三道不同加工步骤或方法,先后连续地对蜗杆原材料毛坯进行加工:第一步粗加工,铣削方式去除大量材料,加工出螺纹的大概形状并留出一些余量供后续加工;其次半精加工,磨削出符合图纸要求的螺纹尺寸;最后精加工,挤压抛光螺纹表面。

经过上面不同工艺的设备先后加工后,其蜗杆螺纹的加工质量很好,但投资高,生产效率不高;特别地,由于不同工序单台设备之间生产节拍不均衡,最大差距大于2倍以上,为了提高产能并最大化发挥节拍小的设备即精加工设备的利用率,需要追加一台或两台的节拍大的设备即粗加工或半精加工设备,所以相应地增加了设备和厂房面积的投资,从而更进一步增加设备投资金额,使总的设备投资额非常高,而对于能较大提高生产效率的一体成型的螺纹挤压机床而言,采用原有的蜗杆毛坯进行加工,其成型效果不好,合格率低,不能满足加工精度以及质量要求。



技术实现要素:

本实用新型所要解决的技术问题是:提供一种方便制作加工且能有效提高蜗杆螺纹挤压机床的加工成型效果以及产品质量的蜗杆毛坯加工件。

为了解决上述技术问题,本实用新型是通过以下技术方案实现的:

一种汽车转向系统用蜗杆毛坯加工件,具有蜗杆杆体,所述蜗杆杆体的中部位置为待加工主杆体,所述待加工主杆体的两侧对称设有两个法兰盘,所述待加工主杆体设置为不规则长杆结构,其长杆结构的直径自两端部沿轴线往中心位置逐渐减小,所述待加工主杆体与侧部的法兰盘之间设有一段避空连接杆。

作为优选,所述待加工主杆体包括两段分杆体,具有为中部加工柱体以及对称设置在中部加工柱体两侧的侧部加工柱体,两个所述侧部加工柱体的直径相同且均大于中部加工柱体的直径,所述侧部加工柱体与中部加工柱体同轴设置。

作为优选,所述待加工主杆体的轴向截面的上下边的设置为中部内凹的弧形边。

作为优选,所述中部加工柱体与侧部加工柱体之间设有一倾斜的光滑连接段或者弧形的光滑连接段。

作为优选,所述倾斜的光滑连接段与蜗杆毛坯的轴线之间的夹角设为15°-60°。

作为优选,所述侧部加工柱体与中部加工柱体之间的半径差小于0.15mm。

作为优选,所述侧部加工柱体的直径均设置为13.26mm-13.28mm,所述中部加工柱体的直径设置为13.12mm-13.14mm。

作为优选,所述中部加工柱体的长度设为25mm,所述侧部加工柱体的长度设有4.8mm-5.2mm。

作为优选,所述避空连接杆包括位于法兰盘侧面的柱状连接杆以及圆锥状的过渡杆体,所述过渡杆体置于侧部加工柱体与柱状连接杆之间。

作为优选,所述避空连接杆体的长度设为13.45mm-13.95mm,所述柱状连接杆的直径设为9.2mm,所述过渡杆体的倾斜面与蜗杆毛坯轴线之间的倾斜角设为20°。

与现有技术相比,本实用新型的有益之处是:所述汽车转向系统用蜗杆毛坯加工件,采用在在蜗杆毛坯件的加工面上设置台阶状的待加工柱体,且中部加工柱体的直径小于两侧的加工柱体,因而在其被加工成蜗杆成品的过程中,能有效避免螺纹挤压机床的螺纹挤压模具对毛坯杆体进行加工时,有效对蜗杆两端部的部分齿条顶部在螺纹闭合成型过程中产生的缝隙进行补偿,继而提高产品质量,有效提高成型效果,提高成品质量,节约成本,因而具有较高的经济效益。

附图说明:

下面结合附图对本实用新型进一步说明:

图1是本实用新型的结构示意图;

图2是图1中A处的放大结构示意图。

具体实施方式:

下面结合附图及具体实施方式对本实用新型进行详细描述:

如图1所示的一种汽车转向系统用蜗杆毛坯加工件,主要被用于蜗杆螺纹挤压机床通过螺纹挤压模具对其进行加工成为蜗杆成品,具有蜗杆杆体1,所述蜗杆杆体1的中部位置为待加工主杆体2,所述待加工主杆体2的两侧对称设有两个法兰盘3,所述待加工主杆体2设置为不规则长杆结构,其长杆结构的直径自两端部沿轴线往中心位置逐渐减小,所述待加工主杆体2与侧部的法兰盘3之间设有一段避空连接杆4,在实际应用中,为方便加工成型,作为其中一种实施方案,所述待加工主杆体2包括两段分杆体,具有为中部加工柱体21以及对称设置在中部加工柱体21两侧的侧部加工柱体22,两个所述侧部加工柱体22的直径相同且均大于中部加工柱体21的直径,所述侧部加工柱体22与中部加工柱体21同轴设置。作为优选实施方案,为避免螺纹挤压机床上的螺纹挤压模具对蜗杆毛坯进行加工的过程中,蜗杆杆体的边缘对螺纹挤压模具产生影响,并影响加工过程以及加工精度,所述所述避空连接杆4包括位于法兰盘3侧面的柱状连接杆41以及圆锥状的过渡杆体42,所述过渡杆体42置于侧部加工柱体22与柱状连接杆41之间,柱状连接杆的直径小于待加工主杆体的直径,因而螺纹挤压模具的侧面与代加工主杆体的侧面能有效避空,增强加工过程的稳定性。

在实际应用过程中,如图2所示,为方便加工以及为报纸中部加工柱体21和侧部加工柱体22之间的半径差,在实际加工时,所述中部加工柱体21与侧部加工柱体22之间设有一倾斜的光滑连接段5或者弧形的光滑连接段,从而保持中部加工柱体与侧部加工柱体之间具有光滑的过渡段即可,且为方便加工以及进一步提高加工时的挤压成型效果,所述倾斜的光滑连接段5与蜗杆毛坯的轴线之间的夹角设为15°-60°。

另外,作为优选实施方案,所述侧部加工柱体22与中部加工柱体21之间的半径差小于0.15mm,具体地,所述侧部加工柱体22的直径均设置为13.26mm-13.28mm,所述中部加工柱体21的直径设置为13.12mm-13.14mm,且所述中部加工柱体21的长度设为25mm,所述侧部加工柱体22的长度设有4.8mm-5.2mm,由于螺纹挤压模具在对蜗杆毛坯的挤压成型过程中,分布在蜗杆毛坯两端的部分齿条在闭合过程中,会在在其齿条顶部产生缝隙,因而,侧部加工柱体以及中部加工柱体的直径差设计,能有效对蜗杆边缘处的齿条在螺纹挤压闭合成型过程中进行补偿,有效避免分布在端部的齿条顶部的缝隙产生,而上述的尺寸设计,在节约材料的同时,不仅方便蜗杆毛坯件的制作加工成型,而且在其被加工成蜗杆成品的过程中,能达到最佳的成品成型效果,符合加工精度要求,满足成品的质量以及性能要求。

作为本实用新型另外一种实施方案,所述待加工主杆体2的轴向截面的上下边的设置为中部内凹的弧形边,因而在满足加工要求的同时,也方便加工成型,满足成品质量要求。

另外,本实用新型还提供一种汽车转向系统用蜗杆毛坯加工件的成型方法,包括以下工艺步骤,步骤一:首先将处于退火状态的热轧Φ20mm的45#盘丝料钢材进行球花退火工艺处理,然后采用冷拔工艺将钢材冷拔至直径为17.5mm,再按照工艺要求的标准长度进行切断处理;步骤二:将切断后的半成品进行调制工艺处理,具体包括以下几个工序,工序一:将半成品进行淬火处理,温度为810°-920°,时间为100分钟。工序二:进行淬火后的半成品毛坯进行油冷处理。工序三:将油冷后的毛坯进行回火处理,温度为550°-650°,时间为120分钟工序四:将回火后的毛坯件进行水冷处理;步骤三:继续将毛坯半成品件进行通过矫直工序消除应力,使产品矫直后直线度小于0.15mm达到合格的状态,然后通过机床进行将其磨削至直径为17.25mm,并进行探伤检验是否符合产品要求;步骤四:首先通过车床进行初步粗车工序,加工出蜗杆毛坯的轮廓,然后精车出蜗杆毛坯件的中部加工柱体,然后再根据蜗杆毛坯件的各部分尺寸要求,分别对其各部分进行精磨加工,以满足尺寸以及形状要求。

上述步骤中采用的热处理后的材料具有大于650MPa的抗拉机械强度,而调质硬度为13-25HRC,且不同点硬度差异≤2HRC,因而满足加工成型需求以及后期被加工为成品过程中的加工要求和成品质量。

在实际应用中,为满足蜗杆毛坯的批量制作生产时,为提高生产效率,在所述步骤四中,将车床的磨具设置为能将中部加工柱体以及侧部加工柱体同时加工成型的一体成型磨具,因而在实际加工过程中,通过一体成型磨具对蜗杆毛坯进行一体成型加工,同时加工出中部加工柱体以及侧部加工柱体,继而在提高加工效率的同时还具有较好的加工精度以及成型质量。

另外,作为另外一种实施方案,将待加工主杆体的长度加长,其加长后的长度设为40mm-45mm,因而在蜗杆毛坯的在被加工为成品的过程中,因而加长的待加工主杆体也能有效避免蜗杆成品两端部的齿条上部产生缝隙,保证成品质量。

上述汽车转向系统用蜗杆毛坯加工件,采用在在蜗杆毛坯件的加工面上设置台阶状的待加工柱体,且中部加工柱体的直径小于两侧的加工柱体,因而在其被加工成蜗杆成品的过程中,能有效避免螺纹挤压机床的螺纹挤压模具对毛坯杆体进行加工时,有效对蜗杆两端部的部分齿条顶部在螺纹闭合成型过程中产生的缝隙进行补偿,继而提高产品质量,有效提高成型效果,节约成本。

需要强调的是:以上仅是本实用新型的较佳实施例而已,并非对本实用新型作任何形式上的限制,凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

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