[发明专利]转向节复合模具及工艺

说明书

本发明涉及转向节生产制造技术领域，特别是涉及一种转向节复合模具及工艺。该复合工艺为将锻件置于校正下模中，驱动上模板向下移动，通过校正上模和校正下模包裹并压紧锻件，使得锻件的立方体头持续扭转变形直至立方体头成型，且在立方体头扭转变形过程中通过切边凹模与卸料板配合切边，切边完成后，上模板继续向下运动，校正上模和校正下模持续包裹并压紧锻件完成锻件整体的精度整形。本发明的有益效果是：通过扭转变形使得转向节的立方体头成型到位，无需切削加工，简化工序，提高了效率，降低了成本，并且转向节在包裹压紧成型的过程中同步完成了切边工序，解决了切边变形的问题，保证了产品在质量和尺寸精度。

技术领域

本发明涉及转向节生产制造技术领域，特别是涉及一种转向节复合模具及工艺。

背景技术

汽车转向节是汽车转向前桥总成的主要安保零件之一，将方向盘转动的角度值有效地传递到汽车前轮上，控制汽车行进方向，并且承受汽车前部多变的冲击载荷。因此转向节不仅要求有可靠的强度，而且必须保证其较高的加工精度。但由于转向节本身就属于枝杈类高难度复杂锻件，集中了轴、孔、盘环、叉架等四类零件的结构特点，细长支臂转向节的结构更复杂，支臂空间尺寸精度要求更高。在实际生产中，普遍存在切边变形和细长支臂尺寸精度不能保证的问题，传统的锻造工艺可以通过增加单独的热校正工步，或者通过冷校正和回火来提高锻件质量，但锻造工艺距离长，能耗、人力消耗大，生产效率低，成本高。

目前转向节的传统生产工艺流程为下料—加热—锻造—切边，即锻造完成后通过切边工序切除余料完成转向节的生产。如图1至图3所示，现有的细长支臂转向节结构，其细长支臂11的长度H1约为337mm，距法兰面的垂直距离H2约为156mm，且在空间螺旋扭曲，细长支臂11的立方体头12与主轴13形成的夹角β为15°，细长支臂11、转向臂球头14和法兰面薄凸台15等部位都属于易变形部位。生产时主要有以下难点：(1)锻件质量控制困难，由于细长支臂11上的立方体头12有3个面都需要切削加工，为了避免锻造流线被过多切削影响锻件强度，所以要求加工余量仅为1mm，相对位置尺寸精度要求为±0.5mm，尺寸精度要求高；(2)锻造工艺操作困难，由于此类转向节生产时只能采用立式锻造工艺，细长支臂11、转向臂球头14和法兰面薄凸台15等部位锻造、切边时容易变形，细长支臂11的立方体头12受到尺寸大小的要求，转向节立方体头12的锻造分模线121的最合理位置为立方体头对角圆弧起点处，若在分模线的合理位置进行分模，立方体头的最大拔模角α为10°，即只能为立方体头提供10°的扭转角，但细长支臂11的立方体头12与主轴13形成的夹角β为15°，在锻造工序很难实现，如果增加单独的热校正工步，或者通过冷校正加回火来提高此类复杂锻件质量，工艺距离长，能耗、人力消耗大，生产效率低。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种转向节复合工艺及模具，用于解决现有技术中转向节生产尺寸精度低、生产工序复杂，生产效率低，成本高等问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种转向节复合模具，包括上模板、下模板,下模板上设置有卸料板，还包括切边凹模、用于成型及校正的校正上模和校正下模，所述切边凹模安装在上模板上，所述校正上模通过弹性机构与上模板连接，并能够上下移动，所述校正下模安装在卸料板内，与所述校正上模正对。

进一步，所述切边凹模通过凹模连接座与上模板连接，所述切边凹模和凹模连接座上均设有用于校正上模上下移动的空腔。

进一步，所述凹模连接座的空腔内设有用于校正上模移动限位的限位块，所述限位块位于上模板和校正上模之间并固装在上模板上。

进一步，所述弹性机构包括弹簧导销和校正上模弹簧，所述弹簧导销的一端固定安装在上模板上，所述弹簧导销的另一端穿过校正上模弹簧后伸入校正上模的导向孔内，所述校正上模弹簧穿过限位块，且其两端分别顶住上模板和校正上模。

进一步，所述卸料板上设有用于安装校正下模的腔体，所述卸料板和下模板之间设有用于顶出校正下模内锻件的锻件顶出机构。