一种带支撑垫块空心球销轴的制作方法

本实用新型涉及汽车悬架用球铰的金属球销轴，特别涉及商用车平衡悬架推力杆球销轴。

背景技术：

汽车悬架上大量使用各种球铰，球铰所链接的部件允许有一定范围的扭转摆动。如汽车推力杆球铰，用在具有平衡悬架的各类商用车、工程车以及专用车辆上。推力杆是约束车桥和车架极限位置的二力杆，起着保证车辆行驶时车轮在正确轨迹上的作用。推力杆由杆身、杆头以及压配在杆头内部的推力杆球铰或称推力杆接头构成。推力杆球铰或者接头由中间的金属球销轴和包裹在外面的弹性体材料以及两侧的端盖构成。一般可以分为：关节轴承式球铰和包裹橡胶或聚氨酯弹性体类的接头类球铰，前者靠球销的球面与碗状关节轴承配合而允许在一定范围内自由转动，后者靠橡胶或聚氨酯弹性体类材料的弹性变形允许一定的扭摆转动。推力杆球铰或者接头内部的金属球销轴和包裹在球销轴或球碗上弹性体的强度及耐疲劳性能。传统的球销轴制造方法一般为锻造，为实心整体结构，难以满足越来越高的汽车轻量化要求，采用整体热处理能源消耗大，成本较高。

技术实现要素：

本实用新型公开一种带支撑垫块空心球销轴，保证空心球销轴两端轴头侧向螺栓安装孔处的连接强度，达到提升车辆轻量化的目的。

本实用新型一种带支撑垫块空心球销轴的技术方案为：由通孔中空的空心球销轴本体和带孔垫块构成，带孔垫块压配在球销轴两端轴头口部，封闭球销轴本体两端的口部；带孔垫块为带有预制孔的环状垫块或带有预制孔的矩形块状垫块，带孔垫块可以承受球销轴安装时的螺栓固定预紧力，防止空心球销轴的两端轴头空心部分被紧固的螺栓压溃。

进一步地，带有预制孔的环状垫块或带有预制孔的矩形块状垫块与空心球销轴本体两端轴头口部的近似矩形内孔过盈配合；所述预制孔直径等于或大于空心球销轴本体两端轴头要求的侧向螺栓安装孔直径。

进一步地，带有预制孔的环状垫块贯穿空心球销轴本体两端加工的侧向圆孔过盈配合，环状垫块的预制孔是空心球销轴本体两端轴头要求的侧向螺栓安装孔。

进一步地，所述环状垫块或矩形块状垫块的预制孔轴线与空心球销轴本体两端轴头安装面的侧向螺栓安装孔轴线同心。

进一步地，所述环状垫块或矩形块状垫块的硬度和强度均大于空心球销轴本体材料，能承受冲孔时的冲压力或承受安装螺栓的紧固力。

进一步地，所述空心球销轴本体的两端轴头侧向螺栓安装孔的内孔内缘有内部翻边，该翻边约束所述环状垫块或矩形块状垫块不能脱出。

有益效果：本实用新型提供的带支撑垫块空心球销轴具有较好的轻量化效果，带孔垫块可以承受球销轴安装时的螺栓固定预紧力，防止空心球销轴的两端轴头空心部分被紧固的螺栓压溃，可以保证球销轴两端轴头具有较好的强度，能够承受更大的载荷；带孔垫块的增加，可以封闭两端轴头的内孔，避免内孔涂装不良造成的内部锈蚀问题。

附图说明

图1所示为本实用新型的带支撑垫块空心球销轴实施例1的剖视示意图。

图2所示为本实用新型的带支撑垫块空心球销轴实施例2的剖视示意图。

图3所示为本实用新型的带支撑垫块空心球销轴实施例1的另一剖视示意图。

图4所示为本实用新型的带支撑垫块空心球销轴实施例3的剖视示意图。

图5所示为本实用新型的带支撑垫块空心球销轴实施例4的剖视示意图。

图6为本实用新型的带支撑垫块空心球销轴的一种制造方法的工艺流程示意图。

图7为本实用新型的带支撑垫块空心球销轴的一种制造方法的工序间制件结构形态变化示意图。

图8为本实用新型的带支撑垫块空心球销轴的一种制造方法中预冲孔及二次挤扩孔的示意图。

图中所示：1、空心球销轴本体，2、环状垫块，3、矩形垫块，4、预冲孔冲头，5、二次挤扩孔冲头，6、冲孔废料。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部份实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1、图3所示为空心球销轴本体1两端螺栓固定孔处分别有一带有预制孔的的环状垫块2，该环状垫块从空心球销轴本体1两端轴头的口部沿空心球销轴本体1轴向过盈配合压入。

如图2所示为空心球销轴本体1两端螺栓固定孔处分别有一带有预制孔的矩形垫块3，该垫块从空心球销轴本体1两端轴头的口部沿空心球销轴本体1轴向压入过盈配合。

所述环状垫块2的预制孔或矩形垫块3上的预制孔可以开设倒角或倒圆。

空心球销轴本体1两端轴头一般为了固定都有侧平面，用来安装紧固的螺栓，该侧向螺栓安装孔可以采用钻孔或者采用冲头冲压获得，且与环状垫块2的预制孔或矩形垫块3的预制孔同心。

如图4所示，环形垫块2的预制孔直径大于空心球销轴本体1两端轴头的侧向螺栓安装孔；可以通过塑性变形将空心球销轴本体1两端侧向螺栓安装孔扩挤出翻边，从而约束环状垫块2不会从空心球销轴本体1中脱出；同样适合预制孔直径大于空心球销轴本体1两端轴头的侧向螺栓安装孔的矩形垫块3，也可以使用翻边结构约束矩形垫块3，防止其脱出。

如图5所示，可以将环形垫块2沿着空心球销轴本体1两端轴头的螺栓安装孔的方向压入，并贯穿空心球销轴本体1两端轴头的侧平面，通过过盈配合约束防止环状垫块2脱出。

由于空心球销轴本体1两端轴头内部有环状垫块2或者矩形垫块3，在安装螺栓并拧紧时，不会发生空心球销轴本体1两端轴头口部被压溃或压扁的情况，提高了空心球销的可靠性。

环状垫块2或矩形垫块3与空心球销轴本体1之间为配合紧密，可以将空心球销轴本体1两端的口部封闭，使球销内部的空腔与外界大气环境隔离开。

必要时，可以采用涂密封胶或油漆类密封填料进一步密封，完全封闭空心球销轴本体1内部的空腔与外界大气不连通，可以防止空心球销轴本体1内部出现锈蚀问题。

空心球销轴本体1可以采用45钢、40cr或42crmo材料的管材，通常要进行必要的预热处理，如球化处理，使其具有良好的塑性，有利于空心球销轴本体1的成形。

空心球销轴本体1的成形可以采用旋压或轴向挤压成形。

环状垫块2或矩形垫块3可以采用淬火后的45钢、40cr或42crmo材料，以保证其有较高的强度和硬度。

空心球销轴本体1两端轴头侧平面孔采用冲压加工时，环状垫块2或矩形垫块3起到内凹模的支撑作用。

如图6所示为本实用新型提供的带支撑垫块空心球销轴的一种制造方法的工艺流程示意图，图7为本实用新型的带支撑垫块空心球销轴的一种制造方法的工序间制件结构形态变化示意图，现结合图6、图7来进一步说明本实用新型提供的带支撑垫块空心球销轴制造方法：

（1）原材料选用无缝管材，通过旋压或轴向挤压成形，对管材两端进行缩口减径，获得轴对称的中间较粗的球状膨大，而两端直径较小的初始形状；

（2）在模具内将空心球销轴本体两端轴头压扁预成形，使两端口部成形为近似矩形的断面，必要时需要预先在两端轴头的口部塞入与后续工序所要塞入的带孔垫块等高的模具垫块，预防圆管口压扁时出现内凹波浪，避免后续工序的带孔垫块无法压入；显然，该工序要求圆管口内周长约等于后续工序所要压入的垫块周长，或者略小于后续工序所要压入的垫块周长，这样保证后续工序所压入的带孔垫块与空心球销轴两端轴头内部紧密配合；

（3）将（环状或矩形块状）带孔垫块压入空心球销轴两端轴头口部的孔内，形成紧密配合；显然，该工序要求压入为沿着空心球销轴本体轴线方向；

（4）使用冲头冲压空心球销轴轴头侧平面，形成侧向螺栓安装孔，留出加工余量；可以采用两侧冲头同时冲出两个相对侧平面的预制孔，也可以分别多次冲出各个面的预制孔；

（5）使用带有导向锥面的冲头再次扩挤侧向螺栓安装孔达到规定尺寸，并形成孔口的倒角或倒圆；该工艺也可以与前一工序使用同一阶梯冲头，一次完成冲孔和扩挤孔工序；

（6）进行球销轴热处理，达到预定的硬度和强度；热处理可以采用整体热处理或表面淬火热处理，一般需要回火去应力，提高球销轴的耐疲劳性。

上述带支撑垫块空心球销轴的制造方法，比传统的实心整体锻造工序要简单，降低了材料的消耗，更降低了热处理的成本。

图8为本实用新型的带支撑垫块空心球销轴的一种制造方法中预冲孔及二次挤扩孔示意图；图中左侧是预冲孔的示意图，预冲孔冲头3压入空心球销轴本体1，垫块2作为凹模，产生的冲孔废料5暂时留在空心球销轴本体1内（冲头压入两端轴头的安装面时，垫块内孔作为冲孔凹模支撑空心球销轴两端轴头内部）；图中右侧是二次扩挤整形轴端安装孔的示意图，二次挤扩孔冲头4的斜面将预冲孔扩大，并形成内翻边将垫块2卡住，冲孔废料5可以从空心球销轴本体1另一次所冲的孔排出；通过预冲孔和二次扩挤孔，可以获得光亮的高质量过孔，并且在孔边形成自然过渡的圆角，省去了机械加工钻孔后的去毛刺和倒角工序；当然，也可以采用传统的钻孔方法加工预制孔，然后再使用冲压的方法对孔进行扩挤整形，同样可以获得高质量的安装孔。

图5所示的带支撑垫块空心球销轴的制造方法，具体步骤为：

（1）原材料选用无缝管材，通过旋压或轴向挤压成形，对管材两端进行缩口减径，获得轴对称的中间较粗的球状膨大，而两端直径较小的初始形状；

（2）在模具内将空心球销轴本体两端轴头压扁预成形，使两端口部成形为近似矩形的断面；

（3）按照空心球销轴本体两端轴头要求的侧向螺栓安装孔位置加工安装所述环状垫块的侧向圆孔；

（4）把环状垫块过盈配合压入侧向圆孔中；

（5）进行球销轴热处理，达到预定的硬度和强度；热处理可以采用整体热处理或表面淬火热处理，一般需要回火去应力，提高球销轴的耐疲劳性。

以上给出了带支撑垫块空心球销轴及其制造方法，本领域技术人员可以理解的是，旋压、挤压以及模具冲压、热处理等工艺方法是常规的制造方法，旋压、挤压时可以加热也可以不加热，可以整体加热也可以局部加热，都是为了满足成形的需要，本专业领域的技术人员可以不进行创造性的开发而采取相应的技术手段，因此本实用新型具体实施例不可能对此进行全部罗列，并且具体的实施工艺及参数并不影响本实用新型实施例的实现，因此本实用新型实施例对此不予限定，以上优选实现方式的举例也不应理解为对本实用新型实施例的唯一性限定。