[發明專利]一種汽車轉向系統中間軸的公軸加工方法及其模具

有效

• 申請號: 201911345824.1
• 申請日: 2019-12-24
• 公開（公告）號: CN111015136B
• 公開（公告）日: 2021-07-20
• 發明（設計）人: 田玉龍;梁坤;許丁;賀成松;辛選榮;耿浩宇;許偉偉;高明輝;盧正良;董飛龍
• 申請（專利權）人: 洛陽秦漢精工股份有限公司;洛陽極頂冷鍛有限公司
• 主分類號: B23P15/14
• 分類號: B23P15/14;B23P15/00;B21J13/02
• 代理公司: 洛陽公信知識產權事務所(普通合伙) 41120
• 代理人: 常曉虎

本發明涉及一種汽車轉向系統中間軸的公軸加工方法及其模具，該加工方法利用鐓擠成型模具將棒料的一端進行鐓擠成型，形成T形坯件，然后將T形頭彎曲形成公軸的U型叉，經過表面潤滑處理后，冷擠壓成形公軸的花鍵部分，最后再經補充機械加工和最終熱處理就可得到所需的公軸；所述模具用于棒料端部的鐓擠成型，以得到所述的T形頭。本發明的材料利用率高，加工效率高，一致性好，成型精度高，U型叉和外花鍵部分連接部分強度高。

技術領域

本發明屬于汽車零部件加工領域，具體涉及一種汽車轉向系統中間軸的公軸加工方法及其模具。

背景技術

中間軸是汽車傳動系統的核心部件之一，用于傳遞轉向運動和轉向力。現有中間軸的公軸和母軸的連接方式主要是有兩大類：銷鎖定式和鍵滑動式。

其中鍵滑動式是在公軸上加工外花鍵，母軸上加工內花鍵，然后在外花鍵上安裝滾動體及保持架，然后將公軸壓裝入母軸。這種中間軸的公母軸連接方式的優點是公軸和母軸能夠相對滑動一定距離，從而起到減震降噪的作用。

目前，對于公軸的加工，一般是將先加工一個U型槽，得到公軸一端的U型叉，然后采用擠壓工藝或者機加工工藝成形公軸軸體部分的外花鍵，然后將二者焊接到一起使用。該方法存在的弊端是：1、分別成形U型叉和軸部外花鍵，工序長；2、采用工裝夾持公軸進行外花鍵加工時，由于該類零件具有較大的長徑比，花鍵長度大，因此難以控制加工的精度，甚至會使得加工的花鍵鍵槽出現歪斜，影響和母軸的配合使用，且后續將花鍵部分和U型叉連接起來使用，難以保證花鍵部分和U型叉的同軸度，傳動過程容易引起振動；3、采用后續焊接工藝，容易存在焊接缺陷，造成安全隱患。

發明內容

本發明的目的是提供一種汽車轉向系統中間軸的公軸加工方法及其模具，該方法利用鐓擠成型模具將棒料的一端進行鐓擠成型，形成T形坯件，然后將T形頭彎曲形成公軸的U型叉并成形U型叉內槽，然后冷擠壓成形外花鍵，最后再經熱處理就可得到所需的公軸，該方法材料利用率高，成型的花鍵精度高，有利于和母軸的配合，且花鍵部分和U型叉具有良好的同軸度。

為了實現上述目的，本發明所采用的技術方案是：一種汽車轉向系統中間軸的公軸加工方法，包括如下步驟：

步驟一、根據公軸設計長度，截取球化退火的棒料，放入鐓擠成型模具內，冷態擠壓棒料的一端，使材料徑向流動形成T形頭，得到T形坯件，棒料的另一端為T形坯件的軸部；

步驟二、所述T形坯件的T形頭的端面中心位置留有擠壓后的凸臺，采用盤銑刀或車床將凸臺切除；

步驟三、在T形坯件的T形頭涂抹潤滑劑，然后采用擠壓彎曲模將T形頭的兩翼對向彎曲，并形成圓弧，得到公軸端部的U型叉和U型叉內槽；

步驟四、去除所得U型叉上的毛刺后，利用沖床沖切掉U型叉端部的余量；

步驟五、對經步驟四處理所得的坯件進行表面潤滑處理，然后冷擠壓成形軸部外花鍵，得到所需的公軸毛坯，毛坯的花鍵和U型叉部分不再補充機械加工；

步驟六、對所得的公軸毛坯補充機加工至成品尺寸后，熱處理至技術要求的強度和硬度，得到公軸成品。

一種鐓擠成型模具，用于所述的公軸加工方法，所述的鐓擠成型模具包括上模和下模，在上模中安裝有凸模和彈性壓緊機構，所述彈性壓緊機構用于壓緊在下模上，使得下模各部件在豎直方向上配合緊密，所述凸模的直徑和待成型的棒料頭端相吻合，以便伸入下模的模孔并壓在棒料頭端的端面上；所述下模的模孔具有用于成型所述T形頭的模腔，所述凸模下壓鐓擠模孔內棒料的上端時，棒料上端的材料向下流動并沿徑向流入所述模腔，成型T形頭。

所述上模包括封模上座和封模座臺，封模座臺固定在封模上座下表面，所述彈性壓緊機構固定在封模上座和封模座臺相對應的安裝槽內，彈性壓緊機構下端伸出所述安裝槽；所述封模座臺的中心設有用以安裝所述凸模的安裝孔，凸模的上端面抵在安裝孔中的凸模墊塊上，由鎖定機構將凸模固定在所述安裝孔內。