[发明专利]整体式汽车转向节立式锻造毛坯设计方法

说明书

技术领域

本发明涉及汽车转向系统中的转向节叉类零件，具体是整体式汽车转向节立式锻造毛坯设计方法。

背景技术

如附图1所示的整体式汽车转向节成品零件的示意图，其由杆部1、法兰盘2、法兰2上设有的大耳叉5及小耳叉4形成一个整体，所示的大耳叉5内开档面与法兰2的上端面之间有一锐角β，其角度是80°＜β＜90°，所示的小耳叉4的外开档面与法兰2上端面的延长线之间也有一锐角β，其角度也是80°＜β＜90°。两个锐角的形成使得整体式汽车转向节是一个不规则的形状。

此类转向节的毛坯都是合金钢材锻造，依据整体式转向节的形状，因有耳叉与法兰上端面之间的夹角为锐角，而且锻件毛坯的设计全部是以产品零件的外形尺寸增加2～5mm的余量作为设计依据，所以当今世界上传统的整体式转向节的毛坯设计就没有改变原有耳叉与法兰上端面之间锐角的设计，继续保持同一锐角β，而这一锐角的毛坯设计就决定了整体式汽车转向节毛坯锻造工艺必须是采用卧式锻造工艺，立式锻造工艺就不可能实现。而原有的卧式锻造工艺因整体式转向节在模具中是以转向节杆部水平轴向分模，这就决定了转向节水平投影面积大，要求设备的打击力大、飞边大，造成设备投入高，材料利用率低。同时整体式转向节因耳叉、法兰直到杆部的截面变形大，又带分叉，所以需要的制坯工序多(如拍扁、劈叉等辅助工序)，就决定了转向节的锻造设备投入多、工序长、效率低、产品成本高、材料利用率低。

公开号为CN 101456056A的汽车转向节叉立式锻造工艺方法中虽然提到了对汽车转向节的叉耳内档进行补料，形成拔模角，但没有对产品描述到位，不清楚补料后再锻打成型还是一次成型，造成本领域的技术人员无法实现该产品。

申请号为20101014257.0的整体式汽车转向节立式锻造加工工艺方法的发明专利，虽然也提到了转向节立式锻造加工工艺，但是不清楚如何进行补料，不清楚锻造毛坯和补料后的转向节毛坯之间的关系。

综合上述两个发明专利的申请，本领域的技术人员无法判断毛坯与成品之间的关系，也无法生产出产品。

也有《锻压技术》1998年第五期《汽车转向节的少飞边锻造技术》中提到的转向节立式锻打工艺，适用于耳叉与法兰面之间带有钝角的转向节生产，而耳叉与法兰上端面之间带有锐角的整体式转向节毛坯设计方法在此文献中并无任何说明及提出具体解决问题的方法。

发明内容

本发明提供的是整体式汽车转向节立式锻造毛坯设计方法，以保证整体式转向节能够实现立式锻打，在保证合格零件的情况下，提高材料利用率，减少设备投入，以解决当今世界整体式转向节零件锻造成本高的难题。

为此，本发明的技术方案如附图2所示：整体式转向节特有的大耳叉5内开档面与法兰2的上端面之间的锐角变更设计为大于90°小于100°的钝角；小耳叉4的外开档面与法兰2上端面延长线之间的锐角也变更设计为大于90°小于100°的钝角。

本发明采用改变毛坯的结构实现常规工艺---立式锻打，然后再把毛坯中设计的钝角用机械加工的方式加工出成品要求的锐角，其它各部尺寸的设计就按常规设计增加锻造之后的机械加工余量即可。根据以上毛坯设计方案，就可以实现整体式转向节立式锻造工艺的设计。依据新的整体式转向节毛坯设计，因有了耳叉与法兰上端面之间的钝角，这样的锻造工艺利用立式锻造就没有倒拔模，而具有正常的拔模斜度，模具设计时就可以沿着法兰面水平分模，杆部在下模型腔中，耳叉部分在上模型腔中，这就形成了整体式转向节的立式锻造工艺。以此新工艺实现的整体式转向节毛坯便有了耳叉与法兰上端面之间的钝角。

有益效果：

由于有了新的整体式转向节毛坯设计方法，才使整体式转向节能够采用立式锻造，比当今世界上原整体式转向节毛坯设计方法带来的必须采用的卧式锻造工艺减少了投影面积50％左右，这样打击力就减少了50％左右，设备投入节约80％左右；同时飞边减少了75％左右，材料利用率由原来的70％左右提高到了90％左右。由于毛坯立式锻造不受变截面大的影响，这样就取消了制坯工序，减少了制坯设备，提高了生产效率，降低了劳动强度。

附图说明

附图1为整体式汽车转向节叉的结构示意图。

其中：1为杆部；2为法兰；3为杆部中心线并与法兰2垂直；4为小耳叉；5为大耳叉；β为法兰上端面与耳叉之间的锐角。

附图2为本发明设计的整体式汽车转向节立式锻造毛坯结构示意图。