[发明专利]利用冷锻的汽车用转向装置的夹紧轭制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及利用冷锻(自动多级冷锻)的汽车用转向装置的夹紧轭(pinch yoke)的制造方法。

背景技术

通常，汽车用转向装置作为由驾驶者通过对转向盘的操作而控制行驶方向的装置，上述转向装置包括：方向盘，其设于驾驶座的前方，通过驾驶者的操作而改变汽车的行进方向；转向柱，其设于上述方向盘的下部；齿轮箱，其将上述方向盘的旋转运动转换为直线运动，同时提高转向力而改变车轮的方向；万向节，其将传递到上述方向盘柱的旋转力传递到齿轮箱。

上述万向节由轴接头和管接头构成，在上述轴接头的外周面的长度方向上形成有凹凸，在管接头的内周面加工有与上述凹凸部对应的花键，从而轴接头能够以与管接头结合、连接的状态滑动。

另外，轴接头和管接头的各个端部分别连接有夹紧轭，一侧的夹紧轭结合到转向柱，另一侧的夹紧轭连接到齿轮箱。

如上所述的夹紧轭是利用热锻加工方法或冲压加工方法而制得的。

利用冲压加工方法的夹紧轭是通过利用冲压的单一的工序来制得的，在通过单一的锻造工序来制作产品的情况下，产品的变形量多，因此存在因通过缓慢的加压而进行的冲压作业而导致成型速度缓慢的缺点。

另外，通过热锻工序来成型夹紧轭的情况下，在热锻工序的特性上会产生表面结垢，由润滑剂飞散而导致作业环境恶劣，并通过追加的切削工序而确保尺寸精度，但因材料的特性发生改变而导致硬度下降，由此引发产品的稳定性下降等问题。

作为解决这样的问题的手段，提出了利用冷锻成型技术而制造产品的内容。

换言之，冷锻即自动多级冷锻作为最近应用增加的技术，特别作为适于制造如汽车部件这样的小且精密的部件的技术而获得认可，在相关企业中对利用冷锻的产品制造不断进行研究。

在上述冷锻中将一定形状的材料投入到锻造机，并通过4-6步骤或其以上的自动多级冷锻而成型出所希望的产品，根据按照步骤而锻造的模具的设计条件，在金属产品中所生成的锻造流线的稳定性和高强度的确保性不同，而且通过热变形，产品的尺寸精度发生变化。

由此，解决冲压成型及热锻工序的问题，而研究利用冷锻成型技术的夹紧轭产品成型的现有技术，则以往提供有如韩国专利第10-1272252号“汽车用转向装置的夹紧螺栓轭及其制造方法”(专利文献1)这样的利用自动多级冷锻的制造夹紧螺栓轭的手段。

参照图8至图13，对上述专利文献1的技术内容说明如下。

即，通过如下的6个步骤的工序来完成冷锻工序：如图8所示，将原材料切断成所需的长度而准备材料(M)的切断工序；如图9所示，将上述材料(M)嵌入夹紧螺栓轭用模具，用冲头进行加压而塑性变形，从而将材料镦锻(up setting)，由此形成为在外侧形成有槽(110)的主体(100)和一对轭部(200)形状的预备成型工序；如图10所示，将上述预备成型的轭部(200)之间成型为U字形，在轭部(200)的内侧面将槽(210)成型的工序；如图11所示，在上述轭部(200)之间的主体(100)的上部面将用于形成通孔(130)的部分即位置面(120)成型的通孔预备成型工序；如图12所示，将上述预备成型的位置面(120)部分击碎而成型为通孔(130)的穿孔工序；如图13所示，在上述通孔(130)将锯齿(140)成型，以使相对部件被组装并啮合。

通过多个加工工序，用通过冷锻工序而成型出锯齿(140)的产品而制造汽车转向装置的夹紧螺栓轭。

在专利文献1的工序中，仅通过在将如图8所示的圆形的金属材料(M)嵌入模具之后用冲头加压的预备成型的这一个工序，镦锻成如图9所示的主体(100)和形成于主体(100)的两侧的槽(110)及一对轭部(200)形状。

但是，在冷锻单一工序即预备成型工序中，在将圆筒形的材料(M)冲切而一次性地成型主体(100)、槽(110)、轭部(200)的情况下，对模具和冲头传递过大的负荷，因此实际上难以成型，并且即便能够成型，在成型产品中难以形成稳定的锻造流线，因过负荷而导致模具被破损或极其缩短寿命。

另外，在图9的预备成型工序中成型图10的槽(210)的工序与在上述图10的槽(210)成型工序中成型图11的位置面(120)的通孔预备成型工序之间，产品的形状变形极其微小，从而连续进行无需的工序，存在不仅导致资源浪费而且还消耗额外的模具和冲头的问题。

不仅如此，如图11所示，在主体(100)成型位置面(120)之后，在如图12所示这样直接成型通孔(130)的穿孔工序的情况下，也会对冲头模具施加过大的负荷，因此并非优选，缩短冲头的使用寿命。