[发明专利]一种汽车转向系统中间轴的公轴加工方法及其模具

说明书

本发明涉及一种汽车转向系统中间轴的公轴加工方法及其模具，该加工方法利用镦挤成型模具将棒料的一端进行镦挤成型，形成T形坯件，然后将T形头弯曲形成公轴的U型叉，经过表面润滑处理后，冷挤压成形公轴的花键部分，最后再经补充机械加工和最终热处理就可得到所需的公轴；所述模具用于棒料端部的镦挤成型，以得到所述的T形头。本发明的材料利用率高，加工效率高，一致性好，成型精度高，U型叉和外花键部分连接部分强度高。

技术领域

本发明属于汽车零部件加工领域，具体涉及一种汽车转向系统中间轴的公轴加工方法及其模具。

背景技术

中间轴是汽车传动系统的核心部件之一，用于传递转向运动和转向力。现有中间轴的公轴和母轴的连接方式主要是有两大类：销锁定式和键滑动式。

其中键滑动式是在公轴上加工外花键，母轴上加工内花键，然后在外花键上安装滚动体及保持架，然后将公轴压装入母轴。这种中间轴的公母轴连接方式的优点是公轴和母轴能够相对滑动一定距离，从而起到减震降噪的作用。

目前，对于公轴的加工，一般是将先加工一个U型槽，得到公轴一端的U型叉，然后采用挤压工艺或者机加工工艺成形公轴轴体部分的外花键，然后将二者焊接到一起使用。该方法存在的弊端是：1、分别成形U型叉和轴部外花键，工序长；2、采用工装夹持公轴进行外花键加工时，由于该类零件具有较大的长径比，花键长度大，因此难以控制加工的精度，甚至会使得加工的花键键槽出现歪斜，影响和母轴的配合使用，且后续将花键部分和U型叉连接起来使用，难以保证花键部分和U型叉的同轴度，传动过程容易引起振动；3、采用后续焊接工艺，容易存在焊接缺陷，造成安全隐患。

发明内容

本发明的目的是提供一种汽车转向系统中间轴的公轴加工方法及其模具，该方法利用镦挤成型模具将棒料的一端进行镦挤成型，形成T形坯件，然后将T形头弯曲形成公轴的U型叉并成形U型叉内槽，然后冷挤压成形外花键，最后再经热处理就可得到所需的公轴，该方法材料利用率高，成型的花键精度高，有利于和母轴的配合，且花键部分和U型叉具有良好的同轴度。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种汽车转向系统中间轴的公轴加工方法，包括如下步骤：

步骤一、根据公轴设计长度，截取球化退火的棒料，放入镦挤成型模具内，冷态挤压棒料的一端，使材料径向流动形成T形头，得到T形坯件，棒料的另一端为T形坯件的轴部；

步骤二、所述T形坯件的T形头的端面中心位置留有挤压后的凸台，采用盘铣刀或车床将凸台切除；

步骤三、在T形坯件的T形头涂抹润滑剂，然后采用挤压弯曲模将T形头的两翼对向弯曲，并形成圆弧，得到公轴端部的U型叉和U型叉内槽；

步骤四、去除所得U型叉上的毛刺后，利用冲床冲切掉U型叉端部的余量；

步骤五、对经步骤四处理所得的坯件进行表面润滑处理，然后冷挤压成形轴部外花键，得到所需的公轴毛坯，毛坯的花键和U型叉部分不再补充机械加工；

步骤六、对所得的公轴毛坯补充机加工至成品尺寸后，热处理至技术要求的强度和硬度，得到公轴成品。

一种镦挤成型模具，用于所述的公轴加工方法，所述的镦挤成型模具包括上模和下模，在上模中安装有凸模和弹性压紧机构，所述弹性压紧机构用于压紧在下模上，使得下模各部件在竖直方向上配合紧密，所述凸模的直径和待成型的棒料头端相吻合，以便伸入下模的模孔并压在棒料头端的端面上；所述下模的模孔具有用于成型所述T形头的模腔，所述凸模下压镦挤模孔内棒料的上端时，棒料上端的材料向下流动并沿径向流入所述模腔，成型T形头。

所述上模包括封模上座和封模座台，封模座台固定在封模上座下表面，所述弹性压紧机构固定在封模上座和封模座台相对应的安装槽内，弹性压紧机构下端伸出所述安装槽；所述封模座台的中心设有用以安装所述凸模的安装孔，凸模的上端面抵在安装孔中的凸模垫块上，由锁定机构将凸模固定在所述安装孔内。