一种变节距齿条预成形件的成形模具与方法技术

本发明专利技术属于齿条制造技术领域，公开了一种变节距齿条预成形件的成形模具与方法。该成形模具包括下模具和上模具，下模具包括下模及分别设置于下模两侧的浮升机构，上模具包括上模及分别设置于所述上模两侧的压料机构。上模具和下模具之间用于放置预成形坯料，预成形坯料的两端设置于浮升机构和压料机构之间，预成形坯料的中段设置于下模和上模之间。上模具能够相对于下模具竖直上下移动，预成形坯料经所述上模具和下模具成形为预成形工件。该成形方法包括以下步骤：步骤1)制作预成形坯料；步骤2)压制预成形。通过预成形坯料的两端分别设置于浮升机构和压料机构之间，使得预成形坯料定位可靠，进而提高了预成形工件的直线精度。

Forming die and method for variable pitch rack preform

The invention belongs to the rack manufacturing technology field, and discloses a forming die and a method for a variable pitch rack preform. The forming die comprises a lower die and an upper die, the lower die comprises a lower die and a floating mechanism respectively arranged on both sides of the lower die, and the upper die comprises an upper die and a pressing mechanism respectively arranged on both sides of the upper die. The upper die and the lower die are used to place the preformed blank. The two ends of the preformed blank are arranged between the floating mechanism and the pressing mechanism, and the middle part of the preformed blank is arranged between the lower die and the upper die. The upper die can move vertically up and down relative to the lower die, and the preformed blank is formed into a preformed workpiece by the upper die and the lower die. The forming method comprises the following steps: Step 1) making pre formed billets; and step 2, preforming. By setting the two ends of the preformed blank between the floating mechanism and the pressing mechanism respectively, the preformed blank can be positioned reliably and the linear precision of the preformed workpiece can be improved.

【技术实现步骤摘要】
一种变节距齿条预成形件的成形模具与方法
本专利技术涉及齿条制造
，尤其涉及一种变节距齿条预成形件的成形模具与方法。
技术介绍
汽车转向器又名转向机，转向机齿条是汽车转向系统的关键部件。在汽车转向过程中，方向盘的旋转运动通过齿轮齿条的啮合，转换成齿条的直线运动，齿条通过传动机构带动车轮偏转，进而实现汽车的转向。传统的汽车转向机齿条，其齿与齿之间是等距的，属于等节距齿条，通常采用切削加工的方法制造。先进的汽车转向机，采用变节距齿条，其齿与齿之间的节距是按照设计的规律变化的。转向机配备变节距齿条，使车辆具有更好的操控特性，已在高端汽车上普及。我国已成为汽车产业第一大国，但变节距齿条仍然依赖进口。这种变节距齿条，采用传统的切削加工方式，很难进行经济、批量制造。然而采用坯料预成形和摆辗终成形，是实现齿条高效、高精度成形的有效方法。如果预成形坯料及预成形模具设计得不合理，会造成后续成形定位困难，使得齿面不平整、预成形工件直线度差，进而导致容易出现飞边等问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种变节距齿条预成形件的成形模具与方法，在成形过程中，预成形坯料定位可靠，避免出现飞边的情况，进而提高了预成形工件的直线度精度高及齿面平整度。为达此目的，本专利技术提供了一种变节距齿条预成形件的成形模具，包括下模具和上模具；所述下模具包括下模及分别设置于所述下模两侧的浮升机构；所述上模具包括上模及分别设置于所述上模两侧的压料机构；所述上模具和下模具之间用于放置预成形坯料，预成形坯料的两端设置于所述浮升机构和所述压料机构之间，预成形坯料的中段设置于所述下模和所述上模之间；所述上模具能够相对于所述下模具竖直上下移动，预成形坯料经所述上模具和所述下模具成形为预成形工件。作为优选，所述下模具还包括下模板及设置于所述下模板上的下模垫板，所述下模设置于所述下模垫板上，所述浮升机构贯穿于所述下模垫板且连接于所述下模板。作为优选，所述浮升机构包括浮升弹簧和浮升块，所述浮升弹簧的一端贯穿于所述下模垫板且连接于所述下模板，另一端连接于所述浮升块。作为优选，所述上模具还包括上模板及设置于所述上模板上的上模垫板，所述上模设置于所述上模垫板上，所述压料机构贯穿于所述上模垫板且连接于所述上模板。作为优选，所述压料机构包括压料弹簧和压料块，所述压料弹簧的一端贯穿于所述上模垫板且连接于所述上模板，另一端连接于所述压料块。作为优选，所述浮升块和所述压料块均设置有半圆形凹槽，所述浮升块与所述压料块合拢用于固定预成形坯料的大径部位。作为优选，还包括压料平衡柱，所述压料平衡柱抵靠于预成形坯料的端面，且所述压料平衡柱设置于所述浮升块与所述压料块之间。为达此目的，本专利技术还提供了一种变节距齿条预成形件的成形方法，采用上述的变节距齿条预成形件的成形模具进行成形加工，包括以下步骤：步骤1)制作预成形坯料，将原始坯料制成中段直径小、两端直径大的哑铃形坯料后，将哑铃形坯料经过热处理及机加工后获得预成形坯料；步骤2)压制预成形，将预成形坯料在变节距齿条预成形件的成形模具中压制，形成预成形工件。作为优选，步骤1)的热处理及机加工具体包括以下步骤：步骤A：热处理，对制备完成的哑铃形坯料进行球化退火或正火处理；步骤B：抛丸处理，清理经热处理的哑铃形坯料的表面氧化层，形成麻坑状表面；步骤C：预加热，将经抛丸处理的哑铃形坯料预加热至150℃～200℃；步骤D：涂覆润滑剂，在经预加热处理的哑铃形坯料的麻坑状表面涂覆润滑剂，形成预成形坯料。本专利技术的有益效果：本专利技术提供的变节距齿条预成形件的成形模具，通过在上模具和下模具之间放置预成形坯料，且预成形坯料的两端分别设置于浮升机构和压料机构之间，使得预成形坯料定位可靠，避免出现飞边的情况，进而提高了预成形工件的直线精度及齿面平整度。同时，通过预成形坯料的中段均与下模和上模正对设置，上模具能够相对于所述下模具竖直上下移动，使得预成形坯料经上模具和下模具成形为预成形工件，结构简单，操作方便，适合大规模生产，进而提高了坯料的利用率，降低了生产成本。本专利技术提供的变节距齿条预成形件的成形方法，先制作中段直径小、两端直径大的哑铃形坯料，然后将哑铃形坯料在变节距齿条预成形件的成形模具中压制，最终形成预成形工件，该成形方法简单、可靠，能够高效地实现变节距齿条的成形，适合大规模生产，进而降低了生产成本。附图说明图1是本专利技术预成形坯料的结构示意图；图2是图1在A-A处的截面示意图；图3是图1在B-B处的截面示意图；图4是本专利技术变节距齿条预成形件的成形模具未放置预成形坯料的状态示意图；图5是图4在上模和下模处的截面示意图；图6是本专利技术变节距齿条预成形件的成形模具放置预成形坯料在压制之前的状态示意图；图7是图6在上模和下模处的截面示意图；图8是本专利技术变节距齿条预成形件的成形模具放置预成形坯料在压制过程中的状态示意图；图9是图8在上模和下模处的截面示意图；图10是本专利技术变节距齿条预成形件的成形模具放置预成形坯料在压制完成的状态示意图；图11是图10在上模和下模处的截面示意图；图12是本专利技术预成形工件的结构示意图；图13是图12在C-C处的截面示意图；图14是图12在D-D处的截面示意图。图中：1、下模具；11、下模；12、浮升机构；13、下模板；14、下模垫板；15、下模固定板；121、浮升弹簧；122、浮升块；2、上模具；21、上模；22、压料机构；23、上模板；24、上模垫板；25、上模固定板；221、压料弹簧；222、压料块；3、压料平衡柱；80、预成形坯料；801、预成形坯料的大径区；802、预成形坯料的小径区；803、预成形坯料的锥面区；90、预成形工件；901、预成形工件的大径区；902、预成形工件的小径区；903、预成形工件的锥面区；904、凸起；905、倾斜面；906、定位背槽。具体实施方式下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本专利技术的技术方案。本实施例提供了一种变节距齿条预成形件的成形模具，如图1-14所示，该成形模具包括下模具1和上模具2，其中下模具1包括下模11及分别设置于下模11两侧的浮升机构12，上模具2包括上模21及分别设置于所述上模21两侧的压料机构22。同时，上模具2和下模具1之间用于放置预成形坯料80，预成形坯料80的两端分别设置于浮升机构12和压料机构22之间，预成形坯料80的中段均与下模11和上模21正对设置。另外，上模具2能够相对于下模具1竖直上下移动，预成形坯料80经所述上模具2和下模具1成形为预成形工件90。通过设置上模具2和下模具1之间放置预成形坯料80，且预成形坯料80的两端分别设置于浮升机构12和压料机构22之间，使得预成形坯料80定位可靠，避免出现飞边的情况，进而提高了预成形工件90的直线精度及齿面平整度。同时，通过预成形坯料80的中段均与下模11和上模21正对设置，上模具2能够相对于所述下模具1竖直上下移动，使得预成形坯料80经上模具2和下模具1成形为预成形工件90，结构简单，操作方便，适合大规模生产，进而提高了坯料的利用率，降低了生产成本。如图1-3所示，由圆柱形坯料制作成预成形坯料80，其中预成形坯料80的两端为预成形坯料的大径区801，预成形坯料80的中段为预成形坯料的小径区802和预成形坯料的锥面区80本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种变节距齿条预成形件的成形模具，其特征在于，包括下模具(1)和上模具(2)；所述下模具(1)包括下模(11)及分别设置于所述下模(11)两侧的浮升机构(12)；所述上模具(2)包括上模(21)及分别设置于所述上模(21)两侧的压料机构(22)；所述上模具(2)和下模具(1)之间用于放置预成形坯料(80)，预成形坯料(80)的两端设置于所述浮升机构(12)和所述压料机构(22)之间，预成形坯料(80)的中段设置于所述下模(11)和所述上模(21)之间；所述上模具(2)能够相对于所述下模具(1)竖直上下移动，预成形坯料(80)经所述上模具(2)和所述下模具(1)成形为预成形工件(90)。

【技术特征摘要】
1.一种变节距齿条预成形件的成形模具，其特征在于，包括下模具(1)和上模具(2)；所述下模具(1)包括下模(11)及分别设置于所述下模(11)两侧的浮升机构(12)；所述上模具(2)包括上模(21)及分别设置于所述上模(21)两侧的压料机构(22)；所述上模具(2)和下模具(1)之间用于放置预成形坯料(80)，预成形坯料(80)的两端设置于所述浮升机构(12)和所述压料机构(22)之间，预成形坯料(80)的中段设置于所述下模(11)和所述上模(21)之间；所述上模具(2)能够相对于所述下模具(1)竖直上下移动，预成形坯料(80)经所述上模具(2)和所述下模具(1)成形为预成形工件(90)。2.根据权利要求1所述的变节距齿条预成形件的成形模具，其特征在于，所述下模具(1)还包括下模板(13)及设置于所述下模板(13)上的下模垫板(14)，所述下模(11)设置于所述下模垫板(14)上，所述浮升机构(12)贯穿于所述下模垫板(14)且连接于所述下模板(13)。3.根据权利要求2所述的变节距齿条预成形件的成形模具，其特征在于，所述浮升机构(12)包括浮升弹簧(121)和浮升块(122)，所述浮升弹簧(121)的一端贯穿于所述下模垫板(14)且连接于所述下模板(13)，另一端连接于所述浮升块(122)。4.根据权利要求3所述的变节距齿条预成形件的成形模具，其特征在于，所述上模具(2)还包括上模板(23)及设置于所述上模板(23)上的上模垫板(24)，所述上模(21)设置于所述上模垫板(24)上，所述压料机构(22)贯穿于所述上模垫板(24)且连接于所述上模板(23)。5.根据权利要求4所述的变节距齿条预成形件的成形模具，其特征在于，所述压料机构(22)包括压料弹簧(22...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟志平，梁阿慧，章立预，
申请(专利权)人：太仓久信精密模具股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32