[发明专利]助力转向器中小齿轮轴的冷挤压成型工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种冷挤压工艺，特别涉及一种助力转向器中小齿轮轴的冷挤压成型工艺。

背景技术

转向器中的小齿轮轴是汽车上的一个零部件，它的冷挤压件结构(见图1和图2)包括上部的圆柱形小轴杆11、通过一台阶增大直径形成中部的圆柱形中轴杆12及再通过一台阶增大直径形成下部的具有盲孔形空腔的套筒13，该空腔的下部131呈圆柱状，上部132的截面呈中心对称的两片扇形并与圆柱状的空腔下部131为阶梯形过渡。现有技术的小齿轮轴的加工方式主要是通过切削加工，这样不但工序复杂消耗多，而且加工精度不易控制，尤其是成批的产品一致性难以保证，生产成本也高，因此亟待改进。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种助力转向器中小齿轮轴的冷挤压成型工艺，它实现了助力转向器中小齿轮轴的一次成型，并实现了复杂型腔类零件的少切削或无切削加工。

实现上述目的的技术方案是：一种助力转向器中小齿轮轴的冷挤压成型工艺，包括下列步骤：

步骤一，根据产品要求在一圆盘上锯一所需长度的圆柱形坯件，保证圆柱形坯件的长度公差在0～0.1mm，圆柱形坯件的两端面与圆柱形坯件的外周面的垂直度为0.10mm；

步骤二，磨削所述圆柱形坯件的外圆，保证磨削后的圆柱坯件的直径公差控制在0～0.05mm，并且单件磨削后的圆柱形坯件的重量误差控制在±1g；

步骤三，按常规磷皂化工艺对经过步骤二的圆柱形坯件进行第一次磷皂化处理；

步骤四，将经过步骤三处理后的坯件放入冷挤压成型模具进行正挤压工序，压制成小齿轮轴的预成型坯件；

步骤五，将经过步骤四的预成型坯件进行球化退火处理，球化等级为3～6级，球化后的坯件硬度为110～130HB；

步骤六，按常规磷皂化工艺对经过步骤五的坯件进行第二次磷皂化处理；

步骤七，将经过步骤六的坯件再放入冷挤压成型模具进行反挤压工序，压制成小齿轮轴的冷挤压件。

上述的助力转向器中小齿轮轴的冷挤压成型工艺，其中，所述球化退火处理为先将炉温升至840℃～880℃，保温3～4小时后，随炉冷却，冷却速度小于20℃/小时，在温度小于500℃时出炉，然后自然冷却。

本发明的助力转向器中小齿轮轴的冷挤压成型工艺的技术方案，它实现了助力转向器中小齿轮轴的一次成型，并实现了复杂型腔类零件的少切削或无切削加工，可以节约原材件和加工费用，并使小齿轮轴冷挤压件的内在质量明显提高，而且精度高，提高了原材件的利用率，减少加工量，降低后续加工的废品率。

附图说明

图1为助力转向器中小齿轮轴冷挤压件的结构剖视图；

图2图1中的A向视图；

图3a、图3b、图3c、图3d为本发明的助力转向器中小齿轮轴的冷挤压成型步骤的示意图；

图4为助力转向器中小齿轮轴的冷挤压成型模具的结构剖视图。

具体实施方式

为了能更好地对本发明的技术方案进行理解，下面通过具体地实施例并结合附图进行详细地说明：

本发明的助力转向器中小齿轮轴的冷挤压成型工艺，包括下列步骤：

步骤一，根据产品要求在一圆盘上锯一所需长度的圆柱形坯件20(见图3a)，保证圆柱形坯件的长度公差在0～0.1mm，圆柱形坯件的两端面与圆柱形坯件的外周面的垂直度为0.10mm；

步骤二，磨削所述圆柱形坯件的外圆，保证磨削后的圆柱形坯件21(见图3b)的直径公差控制在0～0.05mm，并且单件磨削后的圆柱形坯件的重量误差控制在±1g；

步骤三，按常规磷皂化工艺对经过步骤二的圆柱坯件21进行第一次磷皂化处理，以对下一步骤的正挤压工序起到润滑作用，同时增加模具的使用寿命；

步骤四，将经过步骤三处理后的坯件21放入小齿轮轴的冷挤压成型模具进行正挤压工序，压制成小齿轮轴的预成型坯件22(见图3c)，此时预成型坯件22只有两段，即预成型的中部中轴杆段12’和预成型的不具有空腔的下部套筒段13’；

步骤五，将经过步骤四的预成型坯件22进行球化退火处理，先将炉温升至840℃～880℃，保温3～4小时后，随炉冷却，冷却速度小于20℃/小时，在温度小于500℃时出炉，然后自然冷却；球化等级为3～6级，球化后的坯件硬度为110～130HB；

步骤六，按常规磷皂化工艺对经过步骤五的预成型坯件22进行第二次磷皂化处理；以对下一步骤的反挤压工序起到润滑作用，同时增加模具的使用寿命；