衬套、转向节及其压装工艺的制作方法

本发明涉及一种衬套、具有衬套孔的转向节结构及其二者之间的压装工艺，属于转向节结构及衬套压装工艺技术领域。

背景技术：

转向节是汽车转向桥上的主要零件之一，能够使汽车稳定行驶并灵敏传递行驶方向，转向节的功用是承受汽车前部载荷，支承并带动前轮绕主销转动而使汽车转向。在汽车行驶状态下，它承受着多变的冲击载荷，因此，要求其具有很高的强度。

汽车橡胶衬套是汽车上非常重要的安全件，其性能和结构直接决定着汽车的舒适程度和安全性能，将橡胶衬套压入转向节衬套孔中是转向节衬套压装工艺中最为关键的一步。在衬套压装过程中，要充分保证压装前衬套与衬套孔之间的同轴度与垂直度，如若同轴度与垂直度保持不良，则极易造成压装失败，甚至损坏衬套与转向节的结构，不仅费时费力，影响生产效率，同时还给企业造成了巨大的经济损失和劳动成本。

由于设计需求，部分衬套会采用一体化橡胶防尘设计，由于衬套结构及其材质的局限性，此类特殊衬套对转向节衬套孔的结构及压装工艺的控制过程要求非常严格，比如转向节衬套孔的结构设计不良，同样也会对压装过程中的衬套造成损坏，因此在衬套与转向节衬套孔的压装过程中，二者的结合程度、同轴度以及压装过程是相当难以控制的，稍有偏差就会使橡胶防尘侧耳损坏，给压装过程造成极大困难。

鉴于此，本发明提供了解决上述问题的技术方案。

技术实现要素：

本发明旨在提供一种针对具有橡胶防尘侧耳的衬套获得更佳匹配度的转向节主体，该转向节主体通过优化的衬套孔结构，并通过压装工装解决此类衬套在压装过程中存在的同轴度难以控制、压装困难，以及由此而导致的衬套压损等一系列的技术障碍，该转向节主体结构具有结构设计科学合理、易于压装、安全稳定可靠、结合良好的特点，同时本发明更提供了一种基于该转向节结构与衬套的衬套压装工艺，该工艺中采用的压装工装具备自校正功能，能够顺利稳定的将衬套压装且不会导致橡胶防尘侧耳破损。

为解决上述问题，本发明所采用的技术方案是：

衬套40，包括具有中间轴孔46的衬套主体，特殊之处在于，所述衬套主体是由衬套内管41、衬套外管42以及位于衬套内管41和衬套外管42之间的中间橡胶体43构成，所述衬套主体的轴向一侧设有沿所述衬套内管41外壁径向外延的橡胶防尘侧耳44；所述衬套主体的轴向另一侧设有衬套法兰45；

所述衬套内管41和衬套外管42均为由金属材料制成的硬质管体；

所述橡胶防尘侧耳44的直径大于所述衬套外管42的直径；

所述衬套外管42的壁厚小于所述衬套内管41的壁厚。

转向节30，包括转向节主体，特殊之处在于，所述转向节主体上设有用于安装衬套40的转向节衬套孔31，依衬套的压装先后顺序，所述转向节衬套孔31的压入孔口31-1和压出孔口31-2均设计为倒圆角结构32。

所述转向节衬套孔31的孔高为h，所述衬套40的衬套法兰45内端面至橡胶防尘侧耳44内端面的距离为l；为了达到衬套与转向节衬套孔之间的配合度，所述孔高h应小于所述距离l，其尺寸差为0.5-2mm；

所述压入孔口31-1和压出孔口的倒圆角半径r为2.2-2.5mm。

转向节衬套压装工艺，特殊之处在于，包括以下具体步骤：

步骤一：安装衬套

将衬套40安装于压装设备的压头上，并在其橡胶防尘侧耳44表面均匀涂抹蓖麻油；

步骤二：固定转向节

将转向节30固定于压装工装上，并将转向节30的转向节衬套孔31定位于压装工装的主控制机构上；

步骤三：压装

启动压装设备，压头带动衬套40缓慢下落，至转向节衬套孔31处时，橡胶防尘侧耳44在转向节衬套孔31的压入孔口31-1处缓慢折叠，进而使衬套40压入转向节衬套孔31内，继续下压至橡胶防尘侧耳44从转向节衬套孔31的压出孔口31-2压出，在压头推压力以及衬套中间橡胶体43的弹性力共同作用下，衬套40的橡胶防尘侧耳44在转向节衬套孔31的压出孔口31-2外部自然展开并与转向节衬套孔31的端面无缝贴合，至此完成压装过程。

为了使压装过程更加稳定顺利，所述压头上安装有调整块6，所述调整块6下端面顶压于所述衬套40的衬套法兰45上，且其宽度应保证仅触压于所述衬套内管41管端而与所述衬套外管42无接触；由此结构来保证压装过程中，所述调整块6推压所述衬套内管41，使所述衬套内管41在中间橡胶体43的弹性作用下与所述衬套外管42产生相对位移，以使橡胶防尘侧耳44从转向节衬套孔31的压出孔口31-2中顺利压出并展开。

为了使衬套40与转向节衬套孔31之间具有更好的结合度，所述转向节衬套孔31的孔高应比所述衬套40的衬套法兰45内端面至橡胶防尘侧耳44内端面的距离小0.5-2cm。

上述压装工艺中，采用的所述压装工装的结构包括根据转向节30的结构及尺寸配置于压装底板上的：

主控制机构a，用以定位转向节衬套孔31并配合压装设备完成压装过程，其包括下部的定位导向部a1以及下部的与所述定位导向部a1位置相对应的压头部a2；

辅助校正机构b，用以对所述转向节衬套孔31的压装过程提供容错及校正功能；

辅助支撑机构c，用以辅助支撑所述转向节30的其他部位，以使转向节的压装部位获得更加稳固的效果。

其中，

所述主控制机构a的定位导向部a1包括一安装于压装底板1上的导向套a11、活动套装于所述导向套a11内部并与其同轴的芯轴a12，所述芯轴a12内部套设有与其同轴的导向销a13，所述导向销a13的末端卡固于所述芯轴a12的内套孔，在所述导向销a13的底部与所述压装底板1之间压设有弹簧a14；在所述弹簧a14自然释放状态下，所述导向销a13向上带动所述芯轴a12并且使芯轴a12的下部抵靠于所述导向套a11内孔的限位台上，所述芯轴a12延伸出导向套a11的部分轴段作为套装转向节衬套孔31的转向节衬套孔配合轴段a12-1，所述导向销a13延伸出芯轴a12的部分轴段作为衬套配合轴段a13-1；

所述导向套a11的上部预留有压装完成后容纳所述橡胶防尘侧耳44的预留侧耳槽a11-1；当所述衬套的橡胶防尘侧耳44由上而下从转向节衬套孔31中压出时，所述预留侧耳槽a11-1能够有效的容纳并保护所述橡胶防尘侧耳44不受挤压；

所述主控制机构a的压头部a2包括由压装设备控制的压头a21及安装于所述压头a21上的衬套40，所述压头a21的下部具有一衬套安装轴a21-1，所述衬套安装轴a21-1插装于所述衬套40的轴孔内并与其过盈配合；

为了进一步加强衬套安装轴a21-1与所述衬套40之间的配合强度，所述衬套安装轴a21-1的外周设有若干防脱凸环a21-2。

所述辅助校正机构b包括固定于所述压装底板1的立柱b1以及活动连接于所述立柱b1上部的垫块b4，所述垫片b4上安装有手动夹钳；所述立柱b1的上部设有中心内孔b2，在所述中心内孔b2底部安装有压缩弹簧b3，所述压缩弹簧b3的上部设有向心关节轴承b6，由连接螺栓b5贯穿所述垫块b4的内孔向下与所述立柱b1中心内孔b2中的向心关节轴承b6固定连接，为了防止所述垫片b4沿连接螺栓b5下滑，在所述连接螺栓b5的外周套设有分别限位于所述垫块b4底部和所述向心关节轴承b6上部的支撑套b7。

所述立柱b1的中心内孔b2上表面设有贯穿于连接螺栓b5和支撑套b7的挡圈b8。

所述辅助支撑机构c包括固定安装于所述压装底板1上的中空固定套c1，所述中空固定套c1的内部设有压簧c2，所述压簧c2的下部连接于所述压装底板1上，所述压簧c2的上部限位于顶柱c3，所述顶柱c3为t形结构，其一端限位于所述中空固定套c1内，另一端贯穿所述中空固定套c1的上部并向上延伸，作为转向节主体2相关部位的支撑点。

所述压头a21的下部的衬套安装轴a21-1上安装有一调整块6，所述调整块6的下部触压于所述衬套40的衬套法兰45上端面，所述调整块6宽度应保证仅触压于所述衬套内管41管端而与所述衬套外管42无接触。

本发明的一种衬套、转向节及其压装工艺，其结构设计简捷合理，根据特殊衬套的特有结构和材质而设计的转向节衬套孔，并进一步通过压装工装来完成整个压装过程。其压装工装在压装底板上分别设计了主控制机构以及配合所述主控制机构以完成压装工作的辅助校正机构和辅助支撑机构，在压装过程中，使衬套、转向节及压装工装之间具有一种稳定安全可靠的状态。本发明结构设计充分提高了特殊衬套特别是橡胶防尘侧耳在压装过程中的对正与稳定，本发明通过优化转向节衬套孔结构避免了橡胶防尘侧耳在压装时产生的破损问题，通过压装工装保证了衬套与衬套孔之间的定位及稳定结合，减化了操作过程，省时省力，大大提高了工作效率和产品的合格率。

附图说明

图1：本发明衬套结构示意图；

图2：本发明转向节衬套孔结构图；

图3：本发明的压装工装整体结构示意图；

图4：本发明的压装工装带有转向节的整体结构图；

图5：本发明主控制机构半剖结构示意图；

图6：带有特殊衬套的压头部结构示意图；

图7：本发明辅助校正机构结构示意图；

图8：本发明辅助支撑机构结构示意图；

图9：压装有衬套的转向节剖视图；

在图中，1、压装底板，30、转向节，31、转向节衬套孔，31-1、压入孔口，31-2、压出孔口，a、主控制机构，a1、定位导向部，a11、导向套，a11-1、预留侧耳槽，a12、芯轴，a12-1、转向节衬套孔配合轴段，a13、导向销，a13-1、衬套配合轴段，a14、弹簧，a2、压头部，a21、压头，a21-1、衬套安装轴，a21-2、防脱凸环，b、辅助校正机构，b1、立柱，b2、中心内孔，b3、压缩弹簧，b4、垫块，b5、连接螺栓，b6、向心关节轴承，b7、支撑套，b8、挡圈，c、辅助支撑机构，c1、中空固定套，c2、压簧，c3、顶柱，40、衬套，41、衬套内管，42、衬套外管，43、中间橡胶体，44、橡胶防尘侧耳，45、衬套法兰，46、中间轴孔，6、调整块。

具体实施方式

下面就附图1-9对本发明的衬套、转向节及其压装工艺作以下详细说明。

实施例1

衬套40，包括具有中间轴孔46的衬套主体，所述衬套主体是由衬套内管41、衬套外管42以及位于衬套内管41和衬套外管42之间的中间橡胶体43构成，所述衬套主体的轴向一侧设有沿所述衬套内管41外壁径向外延的橡胶防尘侧耳44；所述衬套主体的轴向另一侧设有衬套法兰45；所述衬套内管41和衬套外管42均为由金属材料制成的硬质管体；所述橡胶防尘侧耳44的直径大于所述衬套外管42的直径；所述衬套外管42的壁厚小于所述衬套内管41的壁厚，所述衬套40的衬套法兰45内端面与橡胶防尘侧耳44内端面之间与转向节衬套孔的内壁接触配合，其高度距离为47.5mm。

实施例2

用于安装实施例1所述衬套40的转向节30，包括转向节主体，所述转向节主体上设有用于安装衬套40的转向节衬套孔31，依衬套的压装先后顺序，所述转向节衬套孔31的压入孔口31-1和压出孔口31-2均设计为倒圆角结构。所述转向节衬套孔31的孔高为48±0.2mm，所述衬套40的衬套法兰45内端面至橡胶防尘侧耳44内端面的高度距离为47.5mm；所述压入孔口31-1和压出孔口的倒圆角半径r为2.2-2.5mm。

实施例3

用于实施例1所述衬套40以及实施例2所述转向节30的衬套压装工艺，包括以下具体步骤：

步骤一：安装衬套

将衬套40安装于压装设备的压头a21-1上，并在其橡胶防尘侧耳44表面均匀涂抹蓖麻油；

步骤二：固定转向节

将转向节30固定于压装工装上，并将转向节30的转向节衬套孔31定位于压装工装的主控制机构a上；

步骤三：压装

启动压装设备，压头部a2带动衬套40缓慢下落，至转向节衬套孔31处时，橡胶防尘侧耳44在转向节衬套孔31的压入孔口31-1处缓慢折叠，进而使衬套40压入转向节衬套孔31内，继续下压至橡胶防尘侧耳44从转向节衬套孔31的压出孔口31-2压出，在压头推压力以及衬套中间橡胶体43的弹性力共同作用下，衬套40的橡胶防尘侧耳44在转向节衬套孔31的压出孔口31-2外部自然展开并与转向节衬套孔31的端面无缝贴合，至此完成压装过程。为了使压装过程更加稳定顺利，所述压头上安装有调整块6，所述调整块6下端面顶压于所述衬套40的衬套法兰45上，且其宽度应保证仅触压于所述衬套内管41管端而与所述衬套外管42无接触；由此结构来保证压装过程中，所述调整块6推压所述衬套内管41，使所述衬套内管41在中间橡胶体43的弹性作用下与所述衬套外管42产生相对位移，以使橡胶防尘侧耳44从转向节衬套孔31的压出孔口31-2中顺利压出并展开。

实施例4

一种用于实施例3的压装工装，其结构包括根据转向节30的结构及尺寸配置于压装底板1上的主控制机构a，以及至少一对配合使用的辅助校正机构b和辅助支撑机构c；所述主控制机构a用以定位转向节衬套孔31并配合压装设备完成压装过程，其包括下部的定位导向部a1以及下部的与所述定位导向部a1位置相对应的压头部a2；所述辅助校正机构b用以对所述转向节衬套孔31的压装过程提供容错及校正功能；所述辅助支撑机构c用以辅助支撑所述转向节主体的其他部位，以使转向节的压装部位获得更加稳固的效果。所述主控制机构a的定位导向部a1包括一安装于压装底板1上的导向套a11、活动套装于所述导向套a11内部并与其同轴的芯轴a12，所述芯轴a12内部套设有与其同轴的导向销a13，所述导向销a13的末端卡固于所述芯轴a12的内套孔，在所述导向销a13的底部与所述压装底板1之间压设有弹簧a14；在所述弹簧a14自然释放状态下，所述导向销a13向上带动所述芯轴a12并且使芯轴a12的下部抵靠于所述导向套a11内孔的限位台上，所述芯轴a12延伸出导向套a11的部分轴段作为套装转向节衬套孔31的转向节衬套孔配合轴段a12-1，所述导向销a13延伸出芯轴a12的部分轴段作为衬套配合轴段a13-1；所述导向套a11的上部预留有压装完成后容纳所述橡胶防尘侧耳44的预留侧耳槽a11-1；当所述衬套40的橡胶防尘侧耳44由上而下从转向节衬套孔31中压出时，所述预留侧耳槽a11-1能够有效的容纳并保护所述橡胶防尘侧耳44不受挤压；

所述主控制机构a的压头部a2包括由压装设备控制的压头a21及安装于所述压头a21上的衬套40，所述压头a21的下部具有一衬套安装轴a21-1，所述衬套安装轴a21-1插装于所述衬套40的轴孔内并与其过盈配合；为了进一步加强衬套安装轴a21-1与所述衬套40之间的配合强度，所述衬套安装轴a21-1的外周设有若干防脱凸环a21-2。所述辅助校正机构b包括固定于所述压装底板1的立柱b1以及活动连接于所述立柱b1上部的垫块b4，所述垫片b4上安装有手动夹钳；所述立柱b1的上部设有中心内孔b2，在所述中心内孔b2底部安装有压缩弹簧b3，所述压缩弹簧b3的上部设有向心关节轴承b6，由连接螺栓b5贯穿所述垫块b4的内孔向下与所述立柱b1中心内孔b2中的向心关节轴承b6固定连接，为了防止所述垫片b4沿连接螺栓b5下滑，在所述连接螺栓b5的外周套设有分别限位于所述垫块b4底部和所述向心关节轴承b6上部的支撑套b7。所述立柱b1的中心内孔b2上表面设有贯穿于连接螺栓b5和支撑套b7的挡圈b8。

所述辅助支撑机构c包括固定安装于所述压装底板1上的中空固定套c1，所述中空固定套c1的内部设有压簧c2，所述压簧c2的下部连接于所述压装底板1上，所述压簧c2的上部限位于顶柱c3，所述顶柱c3为t形结构，其一端限位于所述中空固定套c1内，另一端贯穿所述中空固定套c1的上部并向上延伸，作为转向节主体2相关部位的支撑点。

所述压装工装操作过程介绍如下：

使用时，将特殊衬套插于压头的衬套安装轴上，将转向节主体的转向节衬套孔放置于压装底板的定位导向部，将转向节主体其他需要支撑的部位分别固定于辅助校正机构和辅助支撑机构上，辅助支撑机构直接由顶柱顶紧固定，辅助校正机构通过手动夹钳可将转向节主体部分压固于尼龙材料制成的垫块上。安装定位完成后，启动压装设备，压头携带衬套缓慢向下压入衬套孔，衬套橡胶防尘侧耳在整个压装过程中是先折叠后展开，辅助校正机构和辅助支撑机构在整个压装过程中保证了主控制机构的自动校正功能和容错功能，充分保护了特殊衬套的橡胶防尘侧耳的安全，大大减少了衬套破损的几率。

本发明的一种衬套、转向节及其压装工艺，其结构设计简捷合理，根据特殊衬套的特有结构和材质而设计的转向节衬套孔，并进一步通过压装工装来完成整个压装过程。其压装工装在压装底板上分别设计了主控制机构以及配合所述主控制机构以完成压装工作的辅助校正机构和辅助支撑机构，在压装过程中，使衬套、转向节及压装工装之间具有一种稳定安全可靠的状态。本发明结构设计充分提高了特殊衬套特别是橡胶防尘侧耳在压装过程中的对正与稳定，本发明通过优化转向节衬套孔结构避免了橡胶防尘侧耳在压装时产生的破损问题，通过压装工装保证了衬套与衬套孔之间的定位及稳定结合，减化了操作过程，省时省力，大大提高了工作效率和产品的合格率。