一種汽車用節叉的成型方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于汽車領域，具有涉及一種汽車用節叉的成型方法，即采用旋鍛整體成型節叉的內外周面以及內花鍵再機加制得一體式的汽車用節叉。
【背景技術】
[0002]汽車轉向系統對汽車的操縱性和安全性至關重要，傳統的汽車轉向系統的連接節叉一般采用焊接連接的方式，即一端采用傳統鍛件，然后采用機加工的零件，另一端采用擠壓縮管或實心棒料加工成型，然后兩端采用焊接，該方法工藝路線較長，相對復雜，焊接過程中容易出現氣孔，夾渣，裂紋，焊接變形等常見的焊接缺陷，一旦出現問題將會導致連接節叉節叉斷裂，從而影響行車安全的事件產生，造成無法估量的后果。同時兩端的零件需要大量的進行機械加工，這樣不僅浪費材料，而且增加了產品的成本。
【發明內容】
[0003]為了解決現有技術中存在的分體式節叉加工工藝復雜、并且焊接的過程中容易出現影響行車安全的質量問題、以及浪費材料、加工成本高的技術問題，本發明提供一種汽車用節叉的成型方法，整體旋鍛成型節叉的內外周面以及內花鍵，再經過機加制得節叉。制得的節叉為一體式，內花鍵的一致性得到大幅度的提升，在降低零件重量的同時，節叉的強度和壽命都有大幅度提升。
[0004]本發明通過以下技術方案實現:
[0005]一種汽車用節叉的成型方法，包括以下步驟:
[0006]步驟1、下料:把鋼管切割成鋼管段，并對鋼管段的內孔倒角；
[0007]步驟2、把圓芯棒安裝在旋鍛機進給單元的連接軸上，連接軸后退到進給單元內部；把鋼管段穿過圓芯棒，然后把鋼管段安裝到進給單元的夾爪上；
[0008]步驟3、將旋鍛錘頭、第一斜板、卡簧安裝在旋鍛箱中，蓋好蓋板，同時確認錘頭側面貼合量；
[0009]步驟4、根據所要加工成型的節叉內花鍵端預鍛外形尺寸，及步驟3確定的工裝末端位置尺寸，采用進給式方式，對旋鍛機進行旋鍛編程；
[0010]步驟5、開啟旋鍛機，在程序的控制下，圓芯棒將定位在鋼管段前端，并且圓芯棒端面伸出鋼管端面20-30cm，在程序的控制下，圓芯棒與鋼管相對位置保持不變，進給單元作軸向運動，同時錘頭作高頻次徑向鍛打，鍛造成型節叉內花鍵端的預鍛外周面及錐面，得到第一半成品節叉；
[0011]在程序的控制下，旋鍛機進給單元自動將圓芯棒退出第一半成品節叉內腔，圓芯棒停止在旋鍛機進給單元特有預留位置上；
[0012]步驟6、把步驟1-步驟5中的旋鍛錘頭、圓芯棒卸下，把本工序錘頭安裝到旋鍛箱中，蓋好蓋板，并確認錘頭的貼合量；把花鍵芯棒安裝在旋鍛機進給單元的連接軸上，然后將連接軸后退到進給單元內部；再把第一半成品節叉安裝到進給單元夾爪上，并進行程序編制；開啟旋鍛機，在程序的控制下，花鍵芯棒移動到第一半成品節叉的內花鍵端，并超出內花鍵端面20-30cm ;進給單元作軸向運動，同時錘頭作高頻次鍛徑向打，旋鍛成型節叉內花鍵端的外圓、錐面及內花鍵，得到第二半成品節叉；
[0013]完成節叉內花鍵端旋鍛后，在程序的控制下，裝、下料機器手自動夾持旋鍛成型的第二半成品節叉，同時旋鍛機進給單元夾爪松開第二半成品節叉，機器手完成第二半成品節叉的卸載；
[0014]步驟7、把旋鍛內花鍵的錘頭更換為凹進式錘頭、第一斜板更換為第二斜板并安裝在鍛造箱中，蓋好蓋板，同時確認凹進式錘頭側面貼合量；
[0015]步驟8、將推頂器、反向芯棒安裝在旋鍛機反向進給單元的連接軸上，把第二半成品節叉穿過反向芯棒，再把第二半成品節叉安裝到進給單元夾爪上，并把反向芯棒定位到其行程初始端；
[0016]步驟9、根據所要加工成型的節叉大端外形尺寸，并采用凹進式方式，對旋鍛機進行旋鍛編程；
[0017]步驟10、開啟旋鍛機，在程序的控制下，反向芯棒將定位在凹進式錘頭中間部位，即反向芯棒行程末端位置，進給單元夾持第二半成品節叉運動到設定位置并停止，然后在凹進式錘頭徑向鍛打的作用下，旋鍛成型節叉大端，得到第三半成品節叉；
[0018]在程序的控制下，步驟8中的反向推頂器自動運動到節叉大端面，并與之保持合適的接觸力，然后旋鍛機自動將反向芯棒退出第三半成品節叉內腔，反向芯棒停止在旋鍛機特有預留位置上；
[0019]在程序的控制下，裝、下料機器手自動夾持旋鍛成型的第三半成品節叉，同時旋鍛機松開第三半成品節叉，機器手完成第三半成品節叉的卸載，進入后續機加程序，制得節叉。
[0020]進一步，為了使圓芯棒、花鍵芯棒可以在鋼管段中自由移動，同時為了保證旋鍛完成后圓芯棒、花鍵芯棒夠順利拔出，所述圓芯棒、花鍵芯棒的直徑均小于鋼管段的內徑，且圓芯棒、花鍵芯棒具有一定的錐度；圓芯棒、花鍵芯棒的表面進行精密涂層和拋光處理。
[0021]進一步，為了保證產品質量，同時使旋鍛完成后反向芯棒夠能順利拔出，所述反向芯棒的形狀根據所鍛產品的內腔進行設計，反向芯棒具有一定的拔模錐度。
[0022]進一步，為了滿足鍛造要求，所述圓芯棒、花鍵芯棒、反向芯棒的材質均為高強度的合金鋼。
[0023]進一步，所述鋼管的壁厚為2?11mm。
[0024]進一步，在步驟7中，所述凹進式錘頭數量為4個，兩個一組，對稱安裝，同時凹進式錘頭工作面為仿形，為保證錘頭在相同的進給量情況下，保證旋鍛出不同的，側面形狀，兩組凹進式錘頭間的高度差必須合適，同時同一組凹進式錘頭的一致性必須控制精確。
[0025]進一步，為了使推頂器具有足夠的硬度，確保足夠支撐即將反向芯棒取出，所述推頂器的端面進行高頻淬火。
[0026]本發明的有益效果:
[0027]本發明成型的節叉為一體式，采用精密管料進行整體旋鍛成型的節叉，可以避免出現由于焊接引起的安全隱患，也極大的減小了材料的浪費，降低了成本。同時通過采用高精度芯棒旋鍛成型的節叉，內花鍵的一致性得到大幅度的提升，對后續裝配間隙的降低，震動的改善具有較大優勢。在降低零件重量的同時，節叉的強度和壽命都有大幅度的提升。同時對減輕整車重量，降低油耗，提高駕乘人員安全性和舒適性具有較大的作用。
【附圖說明】
[0028]圖1為本發明鋼管段的剖視圖；
[0029]圖2為本發明加工過程中第一半成品節叉與圓芯軸的剖視圖；
[0030]圖3為本發明加工過程中第二半成品節叉與花鍵芯軸剖視圖；
[0031]圖4a為旋鍛完成后第三半成品節叉與反向芯軸的剖視圖；
[0032]圖4b為圖4a中的A-A向剖視圖；
[0033]圖5為經過后續機加的最終成品節叉的剖視圖。
[0034]附圖標記
[0035]1-節叉；la_節叉大端；lb_節叉內花鍵端；lc_錐面；ld_內花鍵；le_節叉大端面；11-第一半成品平叉；12_第二半成品平叉；13_第三半成品平叉；2_鋼管段；3_圓芯軸；4_花鍵芯軸；5_反向芯軸。
【具體實施方式】
[0036]下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。
[0037]一種汽車用節叉的成型方法，包括以下步驟:
[0038]步驟1、下料:如圖1所示，把鋼管切割成鋼管段2，并對鋼管段2的內孔倒角，所述鋼管段2的壁厚為2?Ilmm;
[0039]步驟2、把圓芯棒3安裝在旋鍛機進給單元的連接軸上，連接軸后退到進給單元內部；再把鋼管段2穿過圓芯棒3，并把鋼管段2安裝到進給單元的夾爪上；
[0040]步驟3、將旋鍛錘頭、第一斜板，卡簧安裝在旋鍛箱中，蓋好蓋板，同時確認錘頭側面貼合量；本實施例中第一斜板為3°，調節第一斜板位置，當凸輪頭運動到最高點(本實施例中是2.5mm)時，錘頭側面剛好處于完全貼合狀態；從而確定錘頭鍛打成型的外圓尺寸；
[0041]步驟4、根據所要加工成型的節叉內花鍵端預鍛外形尺寸，及步驟3確定的工裝末端位置參數，并采用進給式方式，對旋鍛機進行旋鍛編程；
[0042]步驟5、開啟旋鍛機，在程序的控制下，圓芯棒3將定位在鋼管段2前端，并且圓芯棒3端面伸出鋼管段2端面20-30cm，在程序的控制下，圓芯棒3與鋼管段相對位置保持不變，進給單元作軸向運動，同時錘頭作高頻次徑向鍛打，鍛造成型節叉內花鍵端的預鍛外周面及錐面，得到第一半成品節叉11 ;
[0043]在程序的控制下，旋鍛機進給單元自動將圓芯棒3退出第一半成品節叉11內腔，圓芯棒3停止在旋鍛機進給單元特有預留位置上；
[0044]步驟6、把步驟1-步驟5中的旋鍛錘頭、圓芯棒3卸下，把本工序錘頭安裝到旋鍛箱中，蓋好蓋板，并確認錘頭的貼合量；把花鍵芯棒4安裝在旋鍛機進給單元的連接軸上，然后將連接軸后退到進給單元內部；再把第一半成品節叉11安裝到進給單元夾爪上