專利名稱:加工齒條的方法
本發(fā)明涉及一種制造齒條的工藝方法，具體地說(shuō)，是一種用于汽車轉(zhuǎn)向裝置的齒條，該方法是對(duì)近似圓形斷面的齒條坯料進(jìn)行無(wú)屑加工。還涉及在此之后制成的齒條。
在DE-OS 32 02 254中對(duì)制造齒條的工藝方法的設(shè)備做了說(shuō)明。所述的工藝方法是對(duì)齒條進(jìn)行壓力加工，即將齒條坯料放置于壓力機(jī)中，由一個(gè)上模和一個(gè)下模進(jìn)行冷成型壓力加工，加工時(shí)，坯料上的壓模會(huì)產(chǎn)生一種擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)。這種制造方法的加工時(shí)間是比較短的，對(duì)材料的要求也很低。由此方法制成的齒條底部或背部呈Y形。在轉(zhuǎn)向裝置中，齒條以此部位支承于一托板上。由于呈Y形，因而齒條可以很好地支承于此托板上，然而卻不能繞其縱軸轉(zhuǎn)動(dòng)。這就意味著，如果存在有間隙、加工不精確部位或彎曲力矩時(shí)，齒條和與它嚙合的齒輪之間的嚙合情況，有時(shí)是不平穩(wěn)的。
人們已知，在多種齒條轉(zhuǎn)向裝置中，齒條的背部為圓形斷面。這種齒條的優(yōu)點(diǎn)是，它可在它的導(dǎo)向支承件，即托板中，繞其縱軸轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣便能夠準(zhǔn)確地定位在小齒輪的齒部。為了使這種齒條的齒部具有較大的寬度，就必須將圓斷面坯料的相當(dāng)一部分切去。這樣，如果齒部離齒條的斷面中心越近，則齒部也越寬，這對(duì)轉(zhuǎn)向力的傳遞，對(duì)嚙合時(shí)產(chǎn)生的力(滑動(dòng)摩擦，齒條傾翻)以及齒條繞其軸的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩的承受能力是有很大意義的。但是，齒部越接近斷面的中心，齒條的彎曲強(qiáng)度便越低，這對(duì)安裝有強(qiáng)度很大的呈人字形的轉(zhuǎn)向橫拉桿的轉(zhuǎn)向裝置來(lái)說(shuō)，將形成不允許存在的薄弱點(diǎn)。這樣，人們便不得不從上述兩種極端情況之中，做出一種經(jīng)常并不令人滿意的妥協(xié)，并由于齒部不夠?qū)挾鴮?dǎo)致轉(zhuǎn)向裝置中會(huì)產(chǎn)生格格響的噪聲。由于齒部的原因，人們還經(jīng)常不得不選用比齒條所要求的直徑大得多的棒材。由于這個(gè)原因，所以眾所周知，Y形斷面的齒條仍在使用，其制造方法，例如可如同上述的那樣，Y形斷面齒條的操作情況是否完好，在很大程度上取決于齒條導(dǎo)向支承件(托板)和轉(zhuǎn)向裝置殼體的制造公差。
所以，本發(fā)明的目的是提出一種齒條和一種制造齒條的工藝方法，這種齒條可以用簡(jiǎn)單的方法制造出來(lái)，并對(duì)出現(xiàn)的力和力矩具有高的強(qiáng)度，且是不敏感的，特別是對(duì)操作時(shí)出現(xiàn)的轉(zhuǎn)向力，齒部的力和彎曲力以及繞其縱軸的翻轉(zhuǎn)力矩是不敏感的。這些力和力矩是由于有制造公差產(chǎn)生的。
根據(jù)本發(fā)明，這些目的是這樣達(dá)到的，即不銑去圓斷面齒條原料的齒部處的余量材料，而是通過(guò)無(wú)屑成型的方法，從側(cè)面向外壓寬，這樣便可以使齒部的寬度加大，而齒條背部的斷面形狀，至少是接近于圓形的。
根據(jù)本發(fā)明提出的制造工藝，可將齒條坯料上的齒部余量材料向外壓延，因而實(shí)現(xiàn)了無(wú)屑加工。還有，由于支承面較寬，因而齒條即可以讓其齒部支承于小齒輪上。這樣便可以去掉滑塊，齒條本身的尺寸也不必很大。此外，還可以使齒條的背部仍是圓的，這樣便可以在托板中實(shí)現(xiàn)良好的導(dǎo)向，并具有適宜的配合，由于支承面增大，齒條便具有更大的承載能力，產(chǎn)生的噪音卻較小。
本發(fā)明的另一優(yōu)選方案是使齒條的圓形部分的半徑，較坯料的半徑和(或)齒條支承端部的半徑大。圓形部分的半圓圓心位于齒條軸心的上方。
這種設(shè)計(jì)方案可在托板上形成較大的滑移面，這意味著，相應(yīng)的表面壓力就較小，此外還可阻止齒條產(chǎn)生過(guò)大的傾斜，因?yàn)楫?dāng)產(chǎn)生這種情況時(shí)，齒條便將更向上靠近小齒輪，這樣，由于杠桿力臂變小，因而使齒條轉(zhuǎn)動(dòng)的摩擦力的作用也變小了。
如果對(duì)齒部同樣進(jìn)行無(wú)屑加工，那是有利的，必要時(shí)，可以將齒條坯料用一個(gè)操作程序制成齒條。
在本發(fā)明的范疇內(nèi)，可以用多種無(wú)屑加工工藝制造齒條，如熱鍛法，以及帶擺動(dòng)模的冷變形工藝。
下面是本發(fā)明的一實(shí)施方案，并以原理。
齒條坯料1(圖中以虛線表示部分)可以由一種半徑為R1的圓形棒材作為原料制造。用適當(dāng)?shù)哪Ｗ?共有兩件，與待加工的齒條具有相反的形狀)經(jīng)過(guò)無(wú)屑加工之后，即可將齒條坯料加工成齒條。二模子未示出的分型面將根據(jù)應(yīng)用情況來(lái)確定。一般，人們用一個(gè)模子使齒部成型，用另外一個(gè)模子使齒條的背部成型。
在成型過(guò)程中，齒條坯料的材料可從上面壓下，并從側(cè)面向外壓出，這樣便在兩側(cè)形成展寬部2和3，其寬度超出了半徑R1。此展寬部位于齒部4內(nèi)，即齒條齒部將伸展至二展寬部2和3內(nèi)，這樣便使齒部4明顯加寬。
圖中右半部分示出了一種加工方式齒條坯料的底部半徑仍為R1，即齒條的背部5仍保持圓形或至少近似于圓形。這樣，便在背部5和展寬部3之間的過(guò)渡區(qū)形成一個(gè)棱。
圖中左半部分示出了另一種加工方式除了展寬部2之外，在齒部4部位還凸出一部分材料(虛線示出)，所形成背部5的半徑R2大于原材料的半徑R1。由此可以看出，半徑R2的圓心M高于齒條軸心6。這樣便在托板7(圖中以虛線表示)上形成一較大的滑動(dòng)面。再有，當(dāng)齒條傾翻時(shí)，齒條即可抬高并更靠近小齒輪。就是說(shuō)，齒條支承于以齒條軸線6(即半徑R1的圓心)為中心的軸承內(nèi)。而齒條位于托板7中時(shí)，則只能繞半徑R2的圓心M轉(zhuǎn)動(dòng)。這就意味著，在齒條轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，齒部將向上抬起，從而使托板的軸向間隙變小，與此同時(shí)噪音即可變小。
在加工過(guò)程中，須注意用適當(dāng)?shù)膿醢遄柚过X條坯料1的材料沿縱向流動(dòng)。這樣便可以使材料的余量最少，同時(shí)，還可在加工過(guò)程中，強(qiáng)制材料僅能直接地流入到上模的具有相反形狀的齒部中去。這樣便能避免出現(xiàn)材料的折疊現(xiàn)象以及由于材料流動(dòng)造成的壓下量增大的現(xiàn)象。
從圖示的兩種加工方式可以清楚看出，在右方所示的實(shí)施方案中，背部的橫斷面是一個(gè)半圓，與它鄰接的是展寬部3。在左方，背部5的半徑R2較大，因而背部的圓周能與展寬部2平滑地相接。這樣，便可使齒條具有更大的承載能力。
權(quán)利要求
1、一種制造齒條的工藝方法，具體地說(shuō)，是汽車轉(zhuǎn)向裝置中的一種齒條，是對(duì)至少為近似圓形斷面的齒條坯料進(jìn)行無(wú)屑加工的工藝方法，其特征為使坯料(1)齒部(4)部位的余量材料，從側(cè)面向外壓出并形成展寬部(2，3)，由此使齒部展寬，并使齒條背部(5)的橫斷面至少近似于圓形。
2、根據(jù)權(quán)利要求
1提出的工藝方法，其特征為加工出的圓，半徑為(R2)，它較坯料和(或)齒條的支承端的半徑(R1)大，半徑(R2)的圓心(M)位于齒條軸心(6)之上。
3、根據(jù)權(quán)利要求
1或2提出的工藝方法，其特征為在同一加工過(guò)程中，也可以用無(wú)屑加工的方法將齒部(4)加工出來(lái)。
4、根據(jù)權(quán)利要求
1-3中的一個(gè)提出的工藝方法，其特征為齒條可以用一做擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的模子，以冷變形方法進(jìn)行加工。
5、一種齒條，具體地說(shuō)是汽車轉(zhuǎn)向裝置中的齒條，是對(duì)至少為近似圓形斷面的齒條坯料進(jìn)行無(wú)屑加工制造出來(lái)的，其特征為在齒條或坯料(1)半徑(R1)上方的齒部(4)一側(cè)，加工有一展寬部(2，3)，從而使齒部加寬;加工后的齒條背部(5)的斷面至少呈近似的圓形。
6、根據(jù)權(quán)利要求
5提出的齒條，其特征為此圓的半徑(R2)大于坯料和(或)齒條支承端部的半徑(R1)，半徑(R2)的圓心(M)位于齒條軸心(6)之上。
7、根據(jù)權(quán)利要求
5或6提出的齒條，其特征為背部(5)的斷面呈半圓形，并與展寬部(3)連接。
8、根據(jù)權(quán)利要求
5或6提出的齒條，其特征為此半圓形與展寬部(2)平滑連接。
專利摘要
一種齒條，具體地說(shuō)是汽車轉(zhuǎn)向裝置中的齒條， 是對(duì)斷面至少呈近似圓形的齒條坯料(1)進(jìn)行無(wú)屑 加工制造的。加工時(shí)，將坯料(1)齒部的余量材料從 側(cè)面向外壓出，并形成展寬部(2，3)，從而將齒部變 寬。將齒條的背部斷面至少加工成近似的圓形。此圓 的半徑(R2)大于坯料的半徑(R1)。
文檔編號(hào)B21J5/02GK86101932SQ86101932
公開(kāi)日1986年10月15日 申請(qǐng)日期1986年3月25日
發(fā)明者安斯加·比茨 申請(qǐng)人:腓特烈港齒輪工廠股份公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan