[其他]加工齿条的方法

说明书

本发明涉及一种制造齿条的工艺方法，具体地说，是一种用于汽车转向装置的齿条，该方法是对近似圆形断面的齿条坯料进行无屑加工。还涉及在此之后制成的齿条。

在DE-OS    32    02    254中对制造齿条的工艺方法的设备做了说明。所述的工艺方法是对齿条进行压力加工，即将齿条坯料放置于压力机中，由一个上模和一个下模进行冷成型压力加工，加工时，坯料上的压模会产生一种摆动运动。这种制造方法的加工时间是比较短的，对材料的要求也很低。由此方法制成的齿条底部或背部呈Y形。在转向装置中，齿条以此部位支承于一托板上。由于呈Y形，因而齿条可以很好地支承于此托板上，然而却不能绕其纵轴转动。这就意味着，如果存在有间隙、加工不精确部位或弯曲力矩时，齿条和与它啮合的齿轮之间的啮合情况，有时是不平稳的。

人们已知，在多种齿条转向装置中，齿条的背部为圆形断面。这种齿条的优点是，它可在它的导向支承件，即托板中，绕其纵轴转动，这样便能够准确地定位在小齿轮的齿部。为了使这种齿条的齿部具有较大的宽度，就必须将圆断面坯料的相当一部分切去。这样，如果齿部离齿条的断面中心越近，则齿部也越宽，这对转向力的传递，对啮合时产生的力（滑动摩擦，齿条倾翻）以及齿条绕其轴的转动力矩的承受能力是有很大意义的。但是，齿部越接近断面的中心，齿条的弯曲强度便越低，这对安装有强度很大的呈人字形的转向横拉杆的转向装置来说，将形成不允许存在的薄弱点。这样，人们便不得不从上述两种极端情况之中，做出一种经常并不令人满意的妥协，并由于齿部不够宽而导致转向装置中会产生格格响的噪声。由于齿部的原因，人们还经常不得不选用比齿条所要求的直径大得多的棒材。由于这个原因，所以众所周知，Y形断面的齿条仍在使用，其制造方法，例如可如同上述的那样，Y形断面齿条的操作情况是否完好，在很大程度上取决于齿条导向支承件（托板）和转向装置壳体的制造公差。

所以，本发明的目的是提出一种齿条和一种制造齿条的工艺方法，这种齿条可以用简单的方法制造出来，并对出现的力和力矩具有高的强度，且是不敏感的，特别是对操作时出现的转向力，齿部的力和弯曲力以及绕其纵轴的翻转力矩是不敏感的。这些力和力矩是由于有制造公差产生的。

根据本发明，这些目的是这样达到的，即不铣去圆断面齿条原料的齿部处的余量材料，而是通过无屑成型的方法，从侧面向外压宽，这样便可以使齿部的宽度加大，而齿条背部的断面形状，至少是接近于圆形的。

根据本发明提出的制造工艺，可将齿条坯料上的齿部余量材料向外压延，因而实现了无屑加工。还有，由于支承面较宽，因而齿条即可以让其齿部支承于小齿轮上。这样便可以去掉滑块，齿条本身的尺寸也不必很大。此外，还可以使齿条的背部仍是圆的，这样便可以在托板中实现良好的导向，并具有适宜的配合，由于支承面增大，齿条便具有更大的承载能力，产生的噪音却较小。

本发明的另一优选方案是使齿条的圆形部分的半径，较坯料的半径和（或）齿条支承端部的半径大。圆形部分的半圆圆心位于齿条轴心的上方。

这种设计方案可在托板上形成较大的滑移面，这意味着，相应的表面压力就较小，此外还可阻止齿条产生过大的倾斜，因为当产生这种情况时，齿条便将更向上靠近小齿轮，这样，由于杠杆力臂变小，因而使齿条转动的摩擦力的作用也变小了。

如果对齿部同样进行无屑加工，那是有利的，必要时，可以将齿条坯料用一个操作程序制成齿条。

在本发明的范畴内，可以用多种无屑加工工艺制造齿条，如热锻法，以及带摆动模的冷变形工艺。

下面是本发明的一实施方案，并以附图说明原理。

齿条坯料1（图中以虚线表示部分）可以由一种半径为R1的圆形棒材作为原料制造。用适当的模子（共有两件，与待加工的齿条具有相反的形状）经过无屑加工之后，即可将齿条坯料加工成齿条。二模子未示出的分型面将根据应用情况来确定。一般，人们用一个模子使齿部成型，用另外一个模子使齿条的背部成型。

在成型过程中，齿条坯料的材料可从上面压下，并从侧面向外压出，这样便在两侧形成展宽部2和3，其宽度超出了半径R1。此展宽部位于齿部4内，即齿条齿部将伸展至二展宽部2和3内，这样便使齿部4明显加宽。

图中右半部分示出了一种加工方式：齿条坯料的底部半径仍为R1，即齿条的背部5仍保持圆形或至少近似于圆形。这样，便在背部5和展宽部3之间的过渡区形成一个棱。