用于制造转向齿条的装置制造方法及图纸

一种模具，用该模具使坯料通过锻造加工成转向齿条带齿部分，该带齿部分具有一个带齿的面和至少两纵向延伸的导向面，所述模具包括第一、第二模构件和由第一、第二、第三及第四成形元件组成的一个元件组，这些成形元件在坯料放入模具中时可相对移动地聚拢于坯料上，第一成形元件是第二模构件的一部分，并且其中一个面具有与所述齿形相对应的形状，第二和第三成形元件是第一模构件的一部分，并具有适于加工带齿部分纵向延伸的导向面的成形面，第四成形元件与第一偏压装置相连，可第二和第三成形元件之间相对于第一模构件滑动，并且适于加工带齿部分的位于两导向面之间并与齿相对的表面，所述第一偏压装置在锻造期间允许第四成形元件在负载作用下离开坯料而运动，该模具还包括在锻造期间纵向限制坯料的夹持装置，夹持装置包括在锻造期间对坯料非加工面施加径向负载的相对的第一和第二夹具，第一夹具与第二偏压装置相连，并可相对第一模构件滑动，第二夹具与第三偏压装置相连，并可相对第二模构件滑动，其特征是，第一偏压装置与第二偏压装置机械地分离。２．根据权利要求１所述的模具，其特征是，第一偏压装置和第二偏压装置是液压促动器。（*该技术在2014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汽车的转向齿条及其制造。
技术介绍
大部分的转向齿条是用柱状钢棒制造的，从靠近该柱状钢棒的一端切削齿，带齿部分大约为钢棒长度的四分之一。这种制造齿条技术的缺点在美国专利第4,715,210和4,571,982号中进行了描述，这两个专利分别描述了通过在一种通常称作“Y”型模具的多元件模具中进行锻造来制造转向齿条的方法和装置，在这种Y型模具中，模具的成形元件朝齿条中心线汇拢，以保证成形压力最大、产生的“毛刺”最小。这种技术特别适用于制造带齿部分具有类似于大写字母“Y”的唯一横断面形状的齿条，它的最大优点在美国专利第4,116,085号中已有描述。用美国专利第4,571,982所记载的装置制造的齿条，其弯曲和疲劳强度优于用同样直径柱状棒毛坯制造的齿条，并且正如美国专利第3,753,378所披露的此锻造过程中，无论是恒定传动比的齿形还是可变传动比的齿形部都可以得到。可变传动比的变化曲线沿齿条的轴向光滑变化，因此，不能进行精确地拉削或磨削加工，而且除了锻造外，其它方法例如用化学或放电机加工方法不能进行经济地生产。自1983年以来，齿条一直是用美国专利4,571,982所描述的“温锻”技术进行生产。所用模具的特点是，模腔体积与坯料的体积紧密匹配，以便产生的“毛刺”最小。虽然宣称获得的好处是提高了主轴周围的疲劳和弯曲强度、产品平直度好、降低了生产费用并且能生产出可变传动比的齿形，但是，生产经济证明其缺点集中在现行Y型模具的设计中。现有的Y型模具的主要缺陷是不能独立地控制锻造和夹持负载。在这种现有技术的模具中，上部模件(控制锻造负载)和上部夹具(控制夹持负载)都固定在一块板上，并且，借两个弹簧垂直向下预加负载。此板可在上部台板上垂直滑动，因此上部模件和上部夹具不可能进行独立运动。上部模件用来容纳齿条Y型横截面杆中向上突起的成形金属，并且实际中发现，为了适应齿条坯的直径公差，上部模件也有某种程度的变化(但很轻微)。结果导致安装有上部模件和上部夹具的板也需要有某种程度的变化，由此，导致夹持负载的可变性。此外，分布在板上的不均匀负载会引起临接齿条带齿部分的板侧面相对上部夹具的支撑侧面垂直向上翘曲，有将上部和下部夹具撬开的倾向。这样，导致夹持力损失，附带地引起模具本身的压力受损，继而使齿的充填(fill)质量变劣，并使金属坯沿轴向从夹具之间挤出。板相对向上的翘曲会进一步导致分布在模腔中的轴向压力不均，经常需要多次反复地调整上部模件的尺寸才能获得满意的齿充填和Y型横断面，这一过程必须在每次变换加工工具之后进行，结果，既费时，又不适用于需要迅速变换加工工具的大批量生产的环境。进一步，上述板的不均匀翘曲会导致锻造的齿条平直度降低，表现在带齿部分与柱状部分之间的过渡区弯曲。Y型模具的现有设计的其它缺点是利用机械式弹簧控制锻造力和夹持力。如美国专利4,571,982所描述的螺旋形弹簧很难装配，由于这种原因，至今在生产Y型模具中一直使用机械梁式弹簧(beam spring)。然而，上述的这种机械式弹簧(无论是螺旋式或梁式弹簧)的弹簧预载力均不易变化，但因磨损而需要使用中进行变化，因此使生产过程出现易变性并由于机械预载力的损失使这些弹簧疲劳失效可能性增加。并且，不同尺寸的齿条需要不同的最大弹簧负载和/或弹簧刚度。而这些参数在生产环境中也是不易改变的。本专利技术的目的是克服现有技术中Y型模具的缺点，而提供一种用于制造具有美国专利4,571,982中所描述的形状的钢齿条。本专利技术的重要特征是提供对夹持力、锻造力和压力的分开控制。这种夹持机能与锻造机能的分开，能够随着齿填充的改进及齿条平直的提高而使每根齿条最佳化。进一步，上部模件及上、下夹具从模具完全闭合时所处位置的返回可独立控制和定时，以便释放与其它模具接触的锻造齿条，避免了齿条的重大破坏和不对中。本专利技术还能在不拆除模具的情况下，使快速微调或重新设置锻造参数成为可能，由此，可快速变换加工工具，并使所述模具适用于大量生产的环境。专利技术概述本专利技术一方面提供一种模具，用该模具使坯料通过锻造加工成转向齿条带齿部分。该带齿部分具有一个带齿的面和至少两个纵向延伸的导向面，所述模具包括第一、第二模构件和由第一、第二、第三及第四成形元件组成的一个元件组，这些成形元件当坯料放入模具中时可相对移动地聚拢于坯料上，第一成形元件是第二模构件的一部分，并且其中一个面具有与所述齿形相对应的形状，第二和第三成形元件是第一模构件的一部分，并且有适于加工带齿部分纵向延伸的导向面的成形面，第四成形元件与第一偏压装置相连，在第二和第三成形元件之间相对于第一模构件滑动，并且适于加工带齿部分位于两导向面之间并与齿相对的表面，所述第一偏压装置在锻造期间允许第四成形元件在负载作用下离开坯料而运动，该模具还包括在锻造期间纵向限制坯料的夹持系统，夹持系统包括在锻造期间对坯料非加工面施加径向负载的相对布置的第一和第二夹具，第一夹具与第二偏压装置相连，并可相对第一模构件滑动，第二夹具与第三偏压装置相连，并可相对第二模构件滑动，其特征是，第一偏压装置与第二偏压装置机械地分离。第一、第二和第三偏压装置最好是液压促动器。第三和第二偏压装置也可以液体连通。当然，作为另外一种替换形式，第三偏压装置也可以是机械弹簧，在这种情况下，第二偏压装置与第三偏压装置不需要液体连通。至少在一个液压促动器中压力作用的瞬间和大小最好是单独控制的。也可以对任意一个或多个液压促动器进行控制，使其作为第一和第二模构件相对移动的函数。至少一个液压促动器最好由至少一个压力溢流阀来控制。也可以在至少一个液压促动器和它的相应溢流阀之间的液体连接件上连接一个蓄能器。模具最好还包括用于在锻造期间纵向限制坯料的限制装置，该限制装置绕基本垂直于坯料的轴线可转动地安装着，并具有一个基本垂直于坯料纵轴线的表面，而且在模具闭合期间由一个夹紧装置夹持在第二模构件的固定止挡部分上。本专利技术的另一方面，提供一种模具，用该模具使坯料通过锻造加工成转向齿条带齿部分，该带齿部分具有一带齿的面和至少两个纵向延伸的导向面，所述模具包括第一、第二模构件和由第一、第二、第三及第四成形元件组成的一个元件组，这些成形元件在坯料放入模具中时可相对移动地聚拢于坯料上，第一成形元件是第二模构件的一部分，并且其中一个面具有与所述齿形相对应的形状，第二和第三成形元件是第一模构件的一部分，并具有适于加工带齿部分纵向延伸的导向面的成形面，第四成形元件与第一液压促动器相连，可在第二和第三成形元件之间相对于第一模构件滑动，并且适于加工带齿部分位于两导向面之间并与齿相对的表面，第一液压促动器在锻造期间允许第四成形元件在负载作用下移开坯料而运动，其特征是，对于第一液压促动器中压力作用瞬间和大小进行控制。附图的详细描述为更好地理解本专利技术，以下参照附图，借助于非限定的例子对用于实践中的实施例进行详述。其中附图说明图1是依据本专利技术模具制作的齿条示意图；图2是图1中A-A平面的齿条横断面图；图3是根据本专利技术模具的纵断面图；图4是图3中C-C平面的模具断面图；图5是图3中的D-D平面模具断面图；图6、7和8示出了形成齿条Y型部分和齿的不同阶段；图9示出了作用在模件上的力与压力之间的关系，这两者都是模具开度的函数；及图10a～c是放大的纵断本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种模具，用该模具使坯料通过锻造加工成转向齿条带齿部分，该带齿部分具有一个带齿的面和至少两纵向延伸的导向面，所述模具包括第一、第二模构件和由第一、第二、第三及第四成形元件组成的一个元件组，这些成形元件在坯料放入模具中时可相对移动地聚拢于坯料上，第一成形元件是第二模构件的一部分，并且其中一个面具有与所述齿形相对应的形状，第二和第三成形元件是第一模构件的一部分，并具有适于加工带齿部分纵向延伸的导向面的成形面，第四成形元件与第一偏压装置相连，可第二和第三成形元件之间相对于第一模构件滑动，并且适于加工带齿部分的位于两导向面之间并与齿相对的表面，所述第一偏压装置在锻造期间允许第四成形元件在负载作用下离开坯料而运动，该模具还包括在锻造期间纵向限制坯料的夹持装置，夹持装置包括在锻造期间对坯料非加工面施加径向负载的相对的第一和第二夹具，第一夹具与第二偏压装置相连，并可相对第一模构件滑动，第二夹具与第三偏压装置相连，并可相对第二模构件滑动，其特征是，第一偏压装置与第二偏压装置机械地分离。2.根据权利要求1所述的模具，其特征是，第一偏压装置和第二偏压装置是液压促动器。3.根据权利要求1所述的模具，其特征是，第三偏压装置是液压促动器。4.根据权利要求1所述的模具，其特征是，第二和第三偏压装置是液压促动器，并且相互液体连通。5.根据权利要求1所述的模具，其特征是，第一、第二和第三偏压装置的至少两个是液压促动器，并且在至少一个液压促动器中的压力作用瞬间和大小是单独控制的。6.根据权利要求1所述的模具，其特征是，所述的模具还包括用于在...

【专利技术属性】
技术研发人员：AE毕晓普，LJ麦连，
申请(专利权)人：AE毕晓普及合夥人有限公司，
类型：发明
国别省市：