汽车转向齿条的感应淬火装置的制作方法

本实用新型涉及汽车零部件感应热处理技术领域，具体涉及一种汽车转向齿条的感应淬火装置。

背景技术：

汽车转向齿条是一种表面具有齿形部的细长杆件，在汽车转向齿条加工过程中，多采用高频感应的方法对汽车转向齿条进行淬火。由于汽车转向齿条表面的齿形部的齿面材料具有不均匀性，因此在高频感应淬火之后会产生一定程度的弯曲，而随着转向系统精细化方向的发展，对齿条本身的直线度要求越来越高，因此现有技术中还需要单独设置校正准直设备对高频感应淬火后的汽车转向齿条的直线度进行校正。

由于汽车转向齿条在淬火后具较大的表面硬度及整体弯曲变形，因此对其进行直线度校正的校正准直设备的要求很高，校正难度较大，而且在校正过程中还容易出现裂纹。

技术实现要素：

本实用新型旨在解决现有技术中汽车转向齿条在高频感应淬火后具有较大弯曲，而且对其直线度进行校正的操作难度较大的技术问题，进而提供一种汽车转向齿条的感应淬火装置。

为此，本实用新型提供一种汽车转向齿条的感应淬火装置，包括装置本体以及设置于所述装置本体上的：

第一固定件，用于固定齿条第一端部的非加工部分；

第一校正部件，用于固定齿条第二端部的非加工部分；

第二校正部件，与所述齿条第二端部的端面相抵接；

驱动部件，其第一输出端与所述第一校正部件连接，通过所述第一校正部件在感应淬火过程中对所述齿条的第二端部施加径向方向的驱动力。

可选地，上述的汽车转向齿条的感应淬火装置中，所述驱动部件的第二输出端与所述第二校正部件连接，通过所述第二校正部件对所述齿条施加径向方向驱动力。

可选地，上述的汽车转向齿条的感应淬火装置中，所述驱动部件通过所述第一校正部件和所述第二校正部件对所述齿条施加轴向方向的驱动力

可选地，上述的汽车转向齿条的感应淬火装置中，所述驱动部件为三轴伺服电机，所述三轴伺服电机输出的X轴方向驱动力和Y轴方向驱动力与所述齿条的径向方向相同。

可选地，上述的汽车转向齿条的感应淬火装置中，还包括：

输入组件，与所述三轴伺服电机的数据输入端连接，通过所述输入组件输入驱动参数，所述三轴伺服电机的X轴方向驱动力、Y轴方向驱动力以及Z轴方向驱动力与所述驱动参数对应。

可选地，上述的汽车转向齿条的感应淬火装置中，还包括：

弯曲度测量部件，对感应淬火后的齿条的弯曲度进行测量，并输出弯曲度测量结果；

数据转换部件，其输入端与所述弯曲度测量部件的输出端连接，接收所述弯曲度测量结果，将所述弯曲度测量结果转换为驱动参数；

所述输入组件，其输入端与所述数据转换部件的输出端连接，接收所述驱动参数。

可选地，上述的汽车转向齿条的感应淬火装置中，还包括：

第三固定件，设置于所述装置本体上，用于固定齿条第一端部的非加工部分，所述第一固定件位于所述第三固定件和所述第一固定件之间。

可选地，上述的汽车转向齿条的感应淬火装置中，所述第一固定件可拆卸地设置于所述装置本体上。

可选地，上述的汽车转向齿条的感应淬火装置中，所述第一固定件和所述第一校正部件为气动卡爪；所述第三固定件为气动卡爪或顶尖。

可选地，上述的汽车转向齿条的感应淬火装置中，所述第二校正部件为顶尖。

本实用新型提供的以上任一技术方案与现有技术相比，至少具有以下有益效果：

本实用新型提供的汽车转向齿条的感应淬火装置，包括装置本体以及设置于所述装置本体上的第一固定件、第一校正部件、第二校正部件和驱动部件，其中第一固定件用于固定齿条第一端部的非加工部分；第一校正部件用于固定齿条第二端部的非加工部分；第二校正部件与所述齿条第二端部的端面相抵接；驱动部件，其第一输出端与所述第一校正部件连接，通过所述第一校正部件在感应淬火过程中对所述齿条的第二端部施加径向方向的驱动力。本实用新型的上述方案，齿条的第一端部被固定，齿条的第二端部能够经由第一校正部件接收到驱动部件施加的径向方向的驱动力，进而能够在感应淬火的过程中对齿条的直线度进行校正。因为齿条在感应淬火过程中的齿条处于热态，它的机械强度降低，可塑性强，在这一过程中直接对其直线度进行调整大大降低了处理难度并且极大的降低校直裂纹出现的可能性。

附图说明

图1为本实用新型一个实施例所述汽车转向齿条的感应淬火装置的结构示意图；

图2为本实用新型另一个实施例所述汽车转向齿条的感应淬火装置的结构框图；

图3为采用本实用新型中的淬火装置得到的齿条直线度与现有技术中淬火装置得到的齿条直线度的对比结果。

具体实施方式

下面将结合附图进一步说明本实用新型实施例。在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型的简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或组件必需具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个组件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例1

本实施例提供一种汽车转向齿条的感应淬火装置，如图1所示，其包括装置本体10以及设置于所述装置本体10上的第一固定件11、第一校正部件12、第二校正部件13和驱动部件14。其中，第一固定件11，用于固定齿条20第一端部21的非加工部分；第一校正部件12，用于固定齿条20第二端部22的非加工部分；第二校正部件13，与所述齿条20第二端部22的端面相抵接；驱动部件14，其第一输出端与所述第一校正部件12连接，通过所述第一校正部件12在感应淬火过程中对所述齿条20的第二端部22施加径向方向的驱动力。本实施例中，齿条在加工过程中垂直于水平面方向，因此第一端部21为下端，第二端部22为上端。

根据图1所示的结构，装置设置在地面40之上，其下部机身30与地面40保持平行，齿条20与地面40垂直。装置本体10的结构以及用于对齿条20进行感应淬火的感应喷淋部件30，可采用与现有技术中相同的结构实现，同样地控制感应喷淋部件30沿着齿条20的轴向上下扫描对齿条20进行加热的方法也并非本实用新型的改进点所在，本领域技术人员均可参考现有技术方案实现，在本实施例中不再详细叙述。图1中的第一校正部件12可采用夹具或者气动卡爪，其卡接在齿条20第二端部22的外表面上，与齿条20相垂直。由于齿条20的第一端部21经由第一固定件11固定，因此其可以认为是稳定的。而齿条20的第二端部22顶部通过第一校正部件12被驱动部件14施加水平方向的驱动力，因此第一校正部件12会对齿条20产生径向方向的驱动力。正常情况下，齿条20在感应淬火过程中产生的弯曲就是沿着径向方向的，因此通过对其施加径向方向的驱动力能够降低其弯曲程度。本实施例中的核心点在于，在淬火过程中对齿条的弯曲度进行校正。而驱动力的方向和大小可以由操作人员根据观察到的齿条的弯曲方向进行设定，也可以根据已经淬火完成的齿条的弯曲度检测结果进行预先设定。

在对齿条20进行感应淬火时，可以首先完成几个齿条的感应淬火操作，之后对完成感应淬火操作的齿条的直线度进行测量和判断，根据历史经验值，结合齿条直线度测量结果就能够判断出应该在感应淬火过程中对齿条20施加向哪一方向的驱动力以及驱动力的大小应该如何选择，从而可以提高齿条的直线度。操作人员可直接对驱动部件14的驱动参数进行设置即可实现。

上述方案，齿条20的第一端部21被固定，齿条20的第二端部22能够经由第一校正部件12接收到驱动部件14施加的径向方向的驱动力，进而能够在感应淬火的过程中对齿条20的直线度进行校正。因为齿条20在感应淬火过程中的机械强度降低，在这一过程中直接对其直线度进行调整大大降低了处理难度也极大程度的降低了校直裂纹出现的可能性。

优选地，如图1所示，上述方案中，所述驱动部件14的第二输出端与所述第二校正部件13连接，通过所述第二校正部件13对所述齿条20施加径向方向驱动力。所述第二校正部件13可选择顶尖或其他具有相同功能的工装部件。驱动部件14的输出端与所述第二校正部件13相互垂直，驱动部件14通过套接、卡接或者机械手抓握的方式固定第二校正部件13。由于齿条20的第一端部21经由第一固定件11固定，因此其可以认为是稳定的。而齿条20的第二端部22顶部被第二校正部件13抵触施加压力，同时第二校正部件13被驱动部件14施加水平方向的驱动力，因此第二校正部件13会对齿条20产生径向方向的驱动力，由此进一步降低齿条在淬火过程中的弯曲程度。

进一步地，所述驱动部件14通过所述第一校正部件12和所述第二校正部件13对所述齿条20施加轴向方向的驱动力。在所述驱动部件14施加的轴向驱动力的作用下，配合其径向驱动力，能够进一步保障齿条20在感应淬火过程中的直线度。

以上方案中，所述驱动部件14优选为三轴伺服电机，所述三轴伺服电机输出的X轴方向驱动力和Y轴方向驱动力与所述齿条的径向方向相同。通过第一固定件11将齿条20的非加工部分固定，通过第一校正部件12配合第二校正部件13在齿条20第二端部通过三轴伺服电机在X,Y,Z三个数控轴控制，在齿条20扫描加热过程中主动对齿条20施加作用力，可以在淬火过程中起到校直和主动控制变形方向作用，最终校直后的齿条变形量在0.4-0.8mm之间。

进一步地，如图1，上述装置还可以包括第三固定件15，设置于所述装置本体10上，用于固定齿条20第一端部21的非加工部分，所述第一固定件11位于所述第三固定件15和所述第一校正部件12之间。通过附加第三固定件15辅助对齿条20的第一端部21进行固定，可以提高齿条20的稳定性。另外，所述第一固定件11可拆卸地设置于所述装置本体10上，由此能够对第一固定件11在装置本体10上的安装位置进行调节，从而能够调节第一固定件11的高度，保证第一固定件11和第三固定件15相互配合后为齿条20提供稳定的施力。以上方案中，所述第一固定件11和所述第一校正部件12可以为气动卡爪，所述第三固定件15可选择气动卡爪或者顶尖，第二校正部件13可以采用顶尖。顶尖是机械加工中的机床的辅助部件，通常包含，顶尖座、顶尖杆；所述顶尖座上设置有螺纹孔；所述顶尖杆上设置有螺纹，所述顶尖杆设置在螺纹孔中，通过旋转顶尖杆，即可调整顶尖杆在顶尖座中的位置。

实施例2

本实施例提供的汽车转向齿条的感应淬火装置，如图2所示，还包括输入组件16。当驱动部件14选择三轴伺服电机时，输入组件16与所述三轴伺服电机的数据输入端连接，通过所述输入组件16输入驱动参数，所述三轴伺服电机的X轴方向驱动力、Y轴方向驱动力以及Z轴方向驱动力与所述驱动参数对应。

以上方案中，所述输入组件16可以为键盘、触摸屏、远程控制终端等。一般的三轴伺服电机配置有输入参数的组件，操作人员可直接对其操作即可。

优选地，上述方案中还可以包括弯曲度测量部件17，对感应淬火后的齿条的弯曲度进行测量，并输出弯曲度测量结果；数据转换部件18，其输入端与所述弯曲度测量部件17的输出端连接，接收所述弯曲度测量结果，将所述弯曲度测量结果转换为驱动参数；所述输入组件16，其输入端与所述数据转换部件18的输出端连接，接收所述驱动参数。本方案中，所述数据转换部件18其内部可以预先存储一数据计算模型，数据计算模型中以弯曲度测量结果作为输入参数，根据该弯曲度测量结果结合该模型即可得到驱动参数，数据计算模型可以根据历史经验值或者三维仿真软件等仿真结果得到，直接将该数学模型存储至数据转换部件18中即可，数据转换模型18可采用MCU、PLC等模块实现即可。

其中的弯曲度测量部件17，可采用现有技术中的T.I.R法(Total Indicated Run-out，总体指示偏差量)对齿条的直线度进行测量，具体地，以齿条两端中心孔的中心位置的连线作为基准轴线，测量齿条上各个截面上轴线相对基准轴线位置的偏移量，上述结果均可直接采用测量尺等工具测量得到，也可以通过获得齿条的图像并对图像进行三维建模，直接通过图像处理方式得到。

图3中给出了采用本实施例中的淬火装置以后得到的齿条的直线度与现有技术中淬火装置得到齿条的直线度的对比结果。如图中的对比表格，准备了十组对比实验。其中表格左侧为采用现有技术中的方案淬火后的齿条直线度测量结果，可以看到其中弯曲度最大值为2.1mm，最小为1.8mm，平均值为2.1mm。而表格右侧为采用本方案中的淬火装置淬火后的齿条的直线度的测量结果，其中形变量最大为0.89mm，最小为0.67mm，平均值为0.76mm。显然，采用本方案在感应淬火过程中主动对齿条施加压力进行直线度校正，对于齿条的直线度的校正有非常好的效果。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。