專利名稱：電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向器中輸入軸的冷擠壓成型工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種冷擠壓工藝，特別涉及一種電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向器中輸入軸的冷擠壓成型工藝。
背景技術(shù)：
電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向器中的輸入軸是汽車上的一個(gè)零部件，它為三段式結(jié)構(gòu)(見圖1和圖2)包括上部的圓柱形軸桿11、近下部處通過一臺階增大直徑的過渡軸桿12及在該過渡軸桿12的下端再通過一臺階增大直徑形成下部的具有空腔的套筒13，該空腔的底面上設(shè)有一個(gè)十字形凸緣131，套筒13的腔壁上設(shè)有四個(gè)從套筒的下端面至十字形凸緣31頂面的缺口 132，四個(gè)缺口 132與十字形凸緣131錯(cuò)開45°并也成十字形。它的加工方式主要是冷擠壓工藝?，F(xiàn)有技術(shù)的冷擠壓工藝生產(chǎn)的輸入軸冷擠壓坯件只在套筒的空腔底面帶十字形凸緣，要完成最終產(chǎn)品還必須通過切削加工才能成型，即分別在套筒的腔壁上通過切削加工四個(gè)缺口。這種加工工藝即使冷擠壓坯件的精度較高，由于再經(jīng)過切削加工，也使得四個(gè)缺口與十字形凸緣之間的位置精度很難控制，存在加工誤差和累積誤差。因此本申請人研制了一種新的輸入軸冷擠壓坯件(見圖3和圖4)，即在輸入軸的下部擠壓一具有空腔并且壁厚大于成品套筒13壁厚的軸頭14，軸頭14的內(nèi)腔底面上設(shè)有十字形凸緣131，軸頭 14的內(nèi)腔壁上均布設(shè)有四個(gè)深度與套筒13的壁厚相同的凹坑140。要得到成品的輸入軸只需車削去軸頭14上大于套筒13壁厚的部分即可形成成品輸入軸，并自然得到套筒13上的四個(gè)缺口 132。此圓周面的車削加工相比現(xiàn)有技術(shù)要分別車削四個(gè)缺口的加工方便，而且加工過程中不改變原有的擠壓精度，從而能使成品后的輸入軸精度更高。為此對冷擠壓工藝的要求更高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向器中輸入軸的冷擠壓成型工藝，它實(shí)現(xiàn)了筒壁上具有缺口的筒類零件的少切削加工，從而降低后續(xù)加工的廢品率。實(shí)現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案是一種電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向器中輸入軸的冷擠壓成型工藝， 包括下列步驟步驟一，根據(jù)產(chǎn)品要求切割所需長度的圓柱形坯件，保證圓柱的長度公差在0 0. Imm ；步驟二，將圓柱形坯件進(jìn)行退火處理，退火后的圓柱形坯件硬度為120 130HB ；步驟三，磨削經(jīng)過步驟二的圓柱形坯件的外圓，保證磨削后的圓柱形坯件的直徑公差控制在-0. 05mm 0 ；步驟四，按常規(guī)磷皂化工藝對經(jīng)過步驟三的圓柱形坯件進(jìn)行磷皂化處理；步驟五，將經(jīng)過步驟四的圓柱形坯件放入冷擠壓成型模具進(jìn)行正擠壓工序，壓制成輸入軸的一次預(yù)成型坯件；
步驟六，將經(jīng)過步驟五的所述一次預(yù)成型坯件進(jìn)行鐓頭工序，形成二次預(yù)成型坯件；步驟七，將經(jīng)過步驟六的所述二次預(yù)成型坯件進(jìn)行球化退火處理，球化后的二次預(yù)成型坯件硬度為120 130HB ；步驟八，按常規(guī)厚膜磷皂化工藝對經(jīng)過步驟七的二次預(yù)成型坯件進(jìn)行厚膜磷皂化處理；步驟九， 將經(jīng)過步驟八的二次預(yù)成型坯件再放入冷擠壓成型模具進(jìn)行反擠壓工序，壓制成輸入軸的冷擠壓件。上述的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向器中輸入軸的冷擠壓成型工藝，其中，所述步驟二的退火處理和步驟七的球化退火處理分別為先將爐溫升至840°C 880°C，保溫3 4小時(shí)后，隨爐冷卻，冷卻速度小于20°C /小時(shí)，在溫度小于500°C時(shí)出爐，然后自然冷卻。本發(fā)明的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向器中輸入軸的冷擠壓成型工藝的技術(shù)方案，它實(shí)現(xiàn)了筒壁上具有缺口的復(fù)雜型腔類零件的少切削加工，可以節(jié)約加工費(fèi)用，并使輸入軸冷擠壓件的內(nèi)在質(zhì)量明顯提高，而且精度高，降低后續(xù)加工的廢品率。


圖1為電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向器中輸入軸的結(jié)構(gòu)剖視圖；圖2圖1中的A向視圖；圖3為電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向器中輸入軸的冷擠壓件的結(jié)構(gòu)剖視圖；圖4圖3中的B向視圖；圖5a、圖5b、圖5c、圖5d、圖5e為本發(fā)明的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向器中輸入軸的冷擠壓成型步驟的示意圖；圖6為電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向器中輸入軸的冷擠壓成型模具的結(jié)構(gòu)剖視圖。
具體實(shí)施例方式為了能更好地對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行理解，下面通過具體實(shí)施例并結(jié)合附圖進(jìn)行詳細(xì)說明本發(fā)明的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向器中輸入軸的冷擠壓成型工藝，包括下列步驟步驟一，根據(jù)產(chǎn)品要求切割所需長度的圓柱形坯件20(見圖5a)，保證圓柱形坯件的長度公差在0 0. Imm ；步驟二，將圓柱形坯件進(jìn)行退火處理，先將爐溫升至840°C 880°C，保溫3 4小時(shí)后，隨爐冷卻，冷卻速度小于20°C /小時(shí)，在溫度小于500°C時(shí)出爐，然后自然冷卻；退火后的圓柱形坯件的硬度為120 130HB ；步驟三，磨削經(jīng)過步驟二的圓柱形坯件的外圓，保證磨削后的圓柱形坯件21 (見圖5b)的直徑公差控制在-0. 05mm 0 ；步驟四，按常規(guī)磷皂化工藝對經(jīng)過步驟三的圓柱形坯件進(jìn)行磷皂化處理，以對下一步驟的正擠壓工序起到潤滑作用，同時(shí)增加模具的使用壽命；步驟五，將經(jīng)過步驟四的圓柱形坯件21放入冷擠壓成型模具進(jìn)行正擠壓工序，壓制成輸入軸的一次預(yù)成型坯件22 (見圖5c)；此時(shí)一次預(yù)成型坯件22只有兩段，即上部的圓柱形軸桿段11和預(yù)成型的過渡軸桿段12’

步驟六，將經(jīng)過步驟五的所述一次預(yù)成型坯件22進(jìn)行鐓頭工序，形成二次預(yù)成型坯件23(見圖5d)；此時(shí)二次預(yù)成型坯件23有三段，上部的圓柱形軸桿段11、過渡軸桿段12 和預(yù)成型的不具有空腔的軸頭段14’ ；步驟七，將經(jīng)過步驟六的所述二次預(yù)成型坯件23進(jìn)行球化退火處理，先將爐溫升至840°C 880°C，保溫3 4小時(shí)后，隨爐冷卻，冷卻速度小于20°C /小時(shí)，在溫度小于 500°C時(shí)出爐，然后自然冷卻；球化后的二次預(yù)成型坯件23硬度為120 130HB ；步驟八，按常規(guī)厚膜磷皂化工藝對經(jīng)過步驟七的二次預(yù)成型坯件23進(jìn)行厚膜磷皂化處理，以對下一步驟的反擠壓工序起到潤滑作用，同時(shí)增加模具的使用壽命；步驟九，將經(jīng)過步驟八的二次預(yù)成型坯件再放入冷擠壓成型模具進(jìn)行反擠壓工序，壓制成輸入軸的冷擠壓件24(見圖5e)，即包括上部的圓柱形軸桿段11、過渡軸桿段12 和具有空腔結(jié)構(gòu)的軸頭段14。本發(fā)明的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向器中輸入軸的冷擠壓成型工藝，實(shí)現(xiàn)了筒壁上具有缺口的復(fù)雜型腔類零件的少切削加工，可以節(jié)約加工費(fèi)用，并使輸入軸冷擠壓件的內(nèi)在質(zhì)量明顯提高，而且精度高，降低后續(xù)加工的廢品率。再請參閱圖6，輸入軸的冷擠壓成型模具，用于進(jìn)行反擠壓工序，它包括上模架1、 上沖頭墊塊2、上沖頭固定圈3、上沖頭4、模架外套5、擠壓凹模、下封頂桿7、下墊塊8及下模架9，其中，上沖頭墊塊2設(shè)在上模架1上；上沖頭4通過上沖頭固定圈3固定在上模架1上；模架外套5固定在下模架9的上端；擠壓凹模安裝在模架外套5的內(nèi)腔中上部，它由上、中、下擠壓凹模61、62、63連接構(gòu)成，上、中、下擠壓凹模61、62、63具有不同結(jié)構(gòu)的擠壓型腔；上擠壓凹模61的型腔形狀與輸入軸冷擠壓件的軸頭14的外形相應(yīng)；中擠壓凹模62的上部型腔形狀與輸入軸冷擠壓件的過渡軸桿12的外形相應(yīng)，下部型腔形狀與軸桿11的外形相應(yīng)；下擠壓凹模63的型腔形狀與輸入軸冷擠壓件的軸桿11的外形相應(yīng)；上擠壓凹模61的下端面的中央設(shè)有一與中擠壓凹模62外形匹配的凹槽，中擠壓凹模62的下端面的中央設(shè)有一與下擠壓凹模63外形匹配的凹槽，中、下擠壓凹模62、63的上部分別嵌設(shè)在上擠壓凹模61和中擠壓凹模62的凹槽中使上、中、下擠壓凹模61、62、63連接成一整體凹模；下封頂桿7設(shè)在模架外套5的內(nèi)腔下部并位于下擠壓凹模63的型腔中；下墊塊8設(shè)在下模架9上并位于下封頂桿7的下端。本實(shí)用新型的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向器中輸入軸的冷擠壓成型模具在使用時(shí)，將通過鐓頭工序形成的包括不具有空腔的軸頭14’、過渡軸桿12和軸桿11的二次預(yù)成型坯件23放入上、中、下擠壓凹模61、62、63的型腔中進(jìn)行反擠壓工序，此時(shí)下封頂桿7頂在二次預(yù)成型坯件23的下端，下墊塊8設(shè)在下封頂桿7的下端，并采用反擠壓工序的上沖頭4，該上沖頭4的下部外徑與輸入軸冷擠壓件軸頭14內(nèi)腔直徑相應(yīng)，并在它的下端面中央設(shè)有一與輸入軸冷擠壓件的軸頭14內(nèi)腔中十字形凸緣131相應(yīng)的十字槽及與凹坑140相應(yīng)的十字形凸緣。 隨著壓力機(jī)驅(qū)動(dòng)上模架1逐步下壓，帶動(dòng)上沖頭4從二次預(yù)成型坯件23的軸頭14’端面進(jìn)行反擠壓，形成輸入軸冷擠壓件的軸頭14的內(nèi)腔結(jié)構(gòu)，進(jìn)而得到輸入軸的冷擠壓件24，即包括上部的圓柱形軸桿段11、過渡軸桿段12和具有空腔結(jié)構(gòu)的軸頭段14。
本實(shí)用新型的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向器中輸入軸的冷擠壓成型模具提高了輸入軸冷擠壓件的尺寸穩(wěn)定，內(nèi)在質(zhì)量明顯提高，精度高，表面粗糙度大為降低，降低了廢品率，提高了原材料的利用率，減少加工量，降低后續(xù)加工的廢品率。本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，以上的實(shí)施例僅是用來說明本發(fā)明， 而并非用作為對本發(fā)明的限定，只要在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)精神范圍內(nèi)，對以上所述實(shí)施例的變化、變型都將落在本發(fā)明的權(quán)利要求書范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向器中輸入軸的冷擠壓成型工藝，其特征在于，所述成型工藝包括下列步驟步驟一，根據(jù)產(chǎn)品要求切割所需長度的圓柱形坯件，保證圓柱的長度公差在O 0. Imm ；步驟二，將圓柱形坯件進(jìn)行退火處理，退火后的圓柱形坯件硬度為120 130HB ； 步驟三，磨削經(jīng)過步驟二的圓柱形坯件的外圓，保證磨削后的圓柱形坯件的直徑公差控制在-0. 05mm 0 ；步驟四，按常規(guī)磷皂化工藝對經(jīng)過步驟三的圓柱形坯件進(jìn)行磷皂化處理； 步驟五，將經(jīng)過步驟四的圓柱形坯件放入冷擠壓成型模具進(jìn)行正擠壓工序，壓制成輸入軸的一次預(yù)成型坯件；步驟六，將經(jīng)過步驟五的所述一次預(yù)成型坯件進(jìn)行鐓頭工序，形成二次預(yù)成型坯件； 步驟七，將經(jīng)過步驟六的所述二次預(yù)成型坯件進(jìn)行球化退火處理，球化后的二次預(yù)成型坯件硬度為120 130HB ；步驟八，按常規(guī)厚膜磷皂化工藝對經(jīng)過步驟七的二次預(yù)成型坯件進(jìn)行厚膜磷皂化處理；步驟九，將經(jīng)過步驟八的二次預(yù)成型坯件再放入冷擠壓成型模具進(jìn)行反擠壓工序，壓制成輸入軸的冷擠壓件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向器中輸入軸的冷擠壓成型工藝，其特征在于， 所述步驟二的退火處理和步驟七的球化退火處理分別為先將爐溫升至840°C 880°C，保溫3 4小時(shí)后，隨爐冷卻，冷卻速度小于20°C /小時(shí)，在溫度小于500°C時(shí)出爐，然后自然冷卻。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種能夠?qū)崿F(xiàn)筒壁上具有缺口的復(fù)雜型腔類零件的少切削加工的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向器中輸入軸的冷擠壓成型工藝，包括下列步驟步驟一，根據(jù)產(chǎn)品要求切割所需長度的圓柱形坯件；步驟二，將圓柱形坯件進(jìn)行退火處理；步驟三，磨削經(jīng)過步驟二的圓柱形坯件的外圓；步驟四，對圓柱形坯件進(jìn)行磷皂化處理；步驟五，將圓柱形坯件放入冷擠壓成型模具進(jìn)行正擠壓工序，壓制成輸入軸的一次預(yù)成型坯件；步驟六，將所述一次預(yù)成型坯件進(jìn)行鐓頭工序，形成二次預(yù)成型坯件；步驟七，將二次預(yù)成型坯件進(jìn)行球化退火處理；步驟八，對二次預(yù)成型坯件進(jìn)行厚膜磷皂化處理；步驟九，將二次預(yù)成型坯件再放入冷擠壓成型模具進(jìn)行反擠壓工序，壓制成輸入軸的冷擠壓件。
文檔編號C21D1/26GK102284535SQ201010204638
公開日2011年12月21日 申請日期2010年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月18日
發(fā)明者謝華民 申請人:上海久豐汽車零件有限公司