制造齿条轴的方法及其制造装置制造方法及图纸

一个有圆截面形状的钢管被一夹持件夹持。一个可转动的第一辊紧压在钢管的中部。在这种情况下，一个推杆使钢管沿其轴向运动，在第一辊与钢管保持滚动接触同时造成钢管塑性变形，从而在钢管的中部形成一平直部分。随后在钢管沿其轴向方向上相对的运动的同时，一个用于成型齿条齿的外边缘上有一些齿的第二辊紧压住钢管的平直部分。这就使钢管的平直部分塑性变形而在平直部分上形成齿条齿。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于车辆转向齿轮中的齿条轴的制造方法及其制造装置。车辆的转向装置通常为齿轮齿条转向装置。齿轮齿条转向装置是这样配置的，即一小齿轮与开设在齿条上的齿条齿相啮合，以便在由转向轮操纵而转动的情况下轴向运动齿条轴，由此使车辆转向。如附图说明图12和13所示，为了减轻重量用于这种齿轮齿条转向装置的齿条轴是由钢管P制成。钢管P在其轴向中间部分中切有与小齿轮相啮合的齿条齿90，齿条齿90是由包括下述步骤的方法形成的，通过塑性变形一部分钢管P而加工出平直部分92，钢管具有保持原样的弧形部分91，并且把平直部分92经过切削加工成为齿。通过高频硬化使齿条齿90变硬成为预定的硬度。作为形成上述齿条轴的平直部分92的一种方法，如图14和15所示，在由包括上模93a和下模93b的一个模具93夹持后通常采用压制成形，钢管P由具有平底表面的成形冲头压制。然而，遗憾的是这种方法会产生钢管P的突然塑性变形，于是类似压痕变形往往会出现在平直部分92的轴向和周边中心位置上，如图中双点划线所示，或一些断裂往往会出现在承受大量变形位置上，如内角部分处Pa，该部分是平直部分92的内侧与弧形部分91的内侧连接处。为克服这种缺点，已提出这样的一种加工方法，相对钢管P的轴线倾斜设置的一个类似杆状夹具95紧压钢管P，夹具以这种状态沿钢管P轴向地移动以形成平直部分92(见日本审查专利公开号(1993)-88662)。然而，采用杆状夹具95的方法会有这样的一个问题，即夹具95和钢管P在大压力下滑动接触，因此在滑动移动期间由于忽视了润滑摩擦阻力有时也会引起双方轧住。因此，这就需要让钢管P预先经过润滑处理，例如连接润滑油，以防止上述轧住的出现。其结果是增加了生产成本。因此本专利技术的目的是提供一种齿条轴的制造方法及其制造装置，从而无需对钢管进行润滑处理，能无裂痕地高精度成形平直部分。根据本专利技术用于制造齿条轴的方法包括下述的步骤，用于成形平直部分的第一个辊紧压住具有一圆截面形状的钢管中部，在这种状态下，在第一辊与钢管之间引起钢管轴向相对运动，同时第一辊保持与钢管滚动接触，因此钢管通过塑性变形而形成平直部分。根据制造齿条轴的这种方法，钢管的一部分被塑性变形成平直部分，这时第一辊保持与钢管滚动接触。因此，在滑动运动期间辊与钢管之间的摩擦阻力能达到最小值。这就无需为防止第一辊与钢管轧住之目的而润滑钢管，尽管现有的方法要求这种润滑。此外，由于钢管的塑性变形是沿其轴线方向渐进地加工，从而可避免平直部分中类似压痕变形的出现和在承受大变形部分中裂纹的产生，所述的这些缺点在压制形成加工中是易发生的。根据本专利技术的一个较佳方式，用于制造齿条轴的方法特征在于，第一辊的转动与第一辊和钢管之间的相对运动同步。这种方式有效的防止了在钢管与第一辊相对运动期间钢管与第一辊之间滑动的发生，从而能更有效防止钢管与第一辊的轧住。根据本专利技术的另一较佳方式，对于制造齿条轴的方法还包括如下步骤，在钢管上的平直部分形成之后，用于成形齿条齿的第二辊紧压住钢管的平直部分，其中在第二辊的外圆上形成有齿，在这种状态下，钢管的相对轴向运动产生在钢管与第二辊之间，而 在第二辊保持转动状态下，第二辊使钢管的平直部分塑性变形，以在其上形成齿条齿。本专利技术的这种方式是采用第二辊来使平直部分塑性变形使其形成齿条齿，因此在通过塑性变形的平直部分成形期间，齿条齿的成形不会受到产生在平直部分上的剩余应力的影响。这就提供了一种高精度成形的齿条齿。根据本专利技术的另一较佳方式，用于制造齿条轴的方法还包括下述步骤，在钢管上的平直部分形成之后，为了在平直部分形成齿条齿，钢管平直部分通过使用一齿条齿成形模具而压制成形。本专利技术的这种方式也适合于使为在平直部分处形成齿条齿的平直部分的塑性变形，从而形成的齿条齿不受平直部分上的的剩余应力的影响。这就提供了一种高精度成形的齿条齿。根据本专利技术用于齿条轴的制造装置包括一个用于夹持圆形截面钢管的夹持件，一个用于形成平直部分的第一辊，该第一辊是可转动的并且紧压钢管的中部，和在第一辊紧压所述钢管时在钢管与第一辊之间引起钢管轴线方向的相对运动的运动装置，以使钢管的一部分塑性变形为平直部分，这时候第一辊保持与钢管滚动接触。根据这种用于齿条轴的制造装置，第一辊紧压由夹持件握持的钢管，这时运动装置在第一辊与钢管之间引起以钢管轴向方向的相对运动，由于与钢管保持滚动接触，以致第一辊可使钢管的一部分塑性变形为平直部分。这就使在钢管与在其上滑动的第一辊之间的摩擦阻力减至最小，于是就无需为防止双方轧住而润滑钢管。因此，减少了齿条轴生产费用。此外，该装置渐进地引起钢管的塑性变形，故能避免平直部分上类似压痕变形的出现和大量变形部分上的断裂出现，尽管这些缺陷易发生于压力成形加工中。根据本专利技术的齿条轴制造装置的一较佳方法，其还包括一个用于转动第一辊使之与钢管和第一辊之间的相对运动同步的辊驱动装置。这种方式有效的防止了在其之间相对运动期间钢管与第一辊之间的滑动出现。从而能更有效的防止钢管与第一辊的轧住。根据本专利技术的齿条轴制造装置的另一较佳方式，其特征在于辊驱动装置包括一个与夹持件形成一体并且平行于钢管轴线延伸的齿条，和一个配合于第一辊的支承轴的小齿轮，用来与其一体转动并与齿条啮合。根据这种方式，钢管的运动能够通过齿条和小齿轮连动于第一辊的转动。这就使运动装置和辊传动装置共用一个驱动源。因此使制造装置的结构简化并由此降低了其成本。根据本专利技术的齿条轴制造装置的另一较佳方式，其特征是第一辊包括一个围绕支承轴固定的基部，和一个扇形的成形部分，该部分从基部的外边缘突出并具有基本等于平直部分整个长度的圆弧长度。根据这种方式，转动的第一辊把成形部分加压到钢管的表面部分上，由此使钢管的一部分塑性变形为一平直面。由于第一辊加压于钢管的表面部分上，这就不需要一种用来改变第一辊与钢管之间相对距离的机构。因此，使制造装置结构简化。附图简介图1是表示根据本专利技术的一个实施例的齿条轴制造装置的垂直剖面图；图2是表示齿条轴制造装置的水平剖面图；图3是表示齿条轴制造装置的主要剖面图；图4是表示形成平直部分钢管的透视图；图5是表示正在形成平直部分状态的垂直剖面图；图6是表示另一种正在形成平直部分状态的垂直剖面图；图7是表示已完成平直部分状态的垂直剖面图；图8是表示一齿条轴的透视图；图9是表示齿条齿正在形成状态的垂直剖面图；图10是表示另一种正在形成齿条齿状态的垂直剖面图；图11是表示齿条齿另一种成形方法的垂直剖面图；图12是表示齿条轴的正视图；图13是沿图12线XIII-XIII所剖的剖面图；图14是表示一个现有技术实例的垂直剖面图；图15是表示沿图14线XV-XV所剖的剖面图；图16是表示另一现有技术实例的垂直剖面图。最佳实施例本专利技术将结合附图所示的一些较佳实施例在下面进行详细描述。图1是表示根据本专利技术的齿条轴制造装置的垂直剖面图，而图2是表示相同装置的水平剖面图。齿条轴制造装置适用于在具有圆形截面的钢管P的轴向中部引起塑性变形，以在其上形成一平面，这样钢管P一部分可具有一D形状截面(图见4)。制造装置主要包括一个夹持件1，把钢管P插入在夹持件中使其固定，一个第一辊2将紧压钢管P的中部使其在钢管P上形成一平直部分，一个推杆3作为运动装置用来在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制造齿条轴的方法，其特征在于，包括下述步骤：用于成形平直部分的第一辊紧压住具有一圆截面形状的钢管的中部，在这种状态下，在所述钢管与所述第一辊之间引起钢管轴向相对运动，在所述的第一辊与所述的钢管保持滚动接触时，由此钢管的一部分塑性变形为一平直部分。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：八木正，
申请(专利权)人：光洋精工株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]