制造锻制齿条的方法和装置制造方法及图纸

一种通过锻压制造转向齿条杆（６）的方法，该方法包括步骤：将加热的圆柱形齿条杆（６）放入第一锻压模（１５），在其一端锻制出第一齿部分（３７），取出齿条杆；在所述齿条杆的另一端或其附近对齿条杆加热，将齿条杆的另一端放入第二锻压模并锻制出第二齿部分（３８），在锻制第二齿部分之前，利用第一齿部分或齿条杆一端或附近的特征为基准，使齿条杆的轴向位置和角度与预定的轴向位置和角度对准，并在进行锻制第二齿部分之前设定并保持确定的轴向位置和角度位置。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种制造转向齿条的方法和装置，转向齿条可用于齿条齿轮转向机构，其中转向齿条有两个间隔开的齿部分。
技术介绍
具有两个间隔开的齿部分的转向齿条可用于汽车的电动机动力转向系统。第一齿部分与轴向连接到汽车方向盘的齿轮啮合，而第二齿部分与连接到电动机的齿轮啮合。因此这样的转向齿条在下面称作”双齿齿条”。第一齿轮可通过扭矩传感器轴向连接到汽车方向盘。感测到的扭矩用于通过第二齿轮调节施加到转向齿条上的扭矩，因此可提供助力转向。目前使用的大部分汽车电动力转向系统是立柱助力(columnassist)。马达驱动扭矩通过齿轮传动传到转向齿轮输入轴，汽车转向所要求的全部驱动扭矩通过轴向连接到输入轴的齿轮传送到转向齿条的齿部分。马达需要占用客舱的空间，可成为不希望有的噪音及热量的发生源。因此，对客舱不设置电动机的设计方案的兴趣在不断增加，上面介绍的双齿齿条就是一种解决方案。已知的制造双齿齿条的方法是对齿条杆上的第一和第二齿部分进行机械加工。机械加工齿条杆的齿部分存在许多缺点，一个是浪费材料，另外，机械加工齿部分不适合生产具有不同变速比齿的齿条杆，因此只能限于生产具有不变比齿的齿条杆。然而，与美国专利No.4116085(授予Bishop等人)，No.4,715,210(授予Bishop等人)和No.4,571,982(授予Bishop等人)所介绍的方法类似的锻压方法适合于锻制可变比和不变比齿的形式。在这些专利中说明了锻制齿条的优点已经有人提出采用这些已知的锻压方法来制造双齿齿条的第一齿部分。接下来通过机械加工来制造第二齿部分。然而，其缺点是机械加工齿部分浪费材料并限于不变比齿的形式。通过上面提到的专利所介绍的方法和设备制造的可变比和不变比转向齿条已经很好地用于大部分的液压动力转向齿轮。然而，适应采用电动力转向的趋向，锻制可变比转向齿条的使用在不断增加。除了能够选择可有良好动力反应的最佳中间比(on-center ratio)，设计师还可以选择改变齿条行程的全锁定部分附近的机械传动比，为电动机提供另外的机械性能上的优点。本专利技术提供了一种方法，可通过锻压来制造双齿齿条的第一齿部分和第二齿部分。本专利技术提供了一种装置，允许通过锻压来制造双齿齿条的第二齿部分，更具体地，可通过锻压制造双齿齿条的第一和第二齿部分。
技术实现思路
在本专利技术的一个方面，提出了通过锻压制造转向齿条杆的方法，所述方法包括步骤(i)将加热的圆柱形齿条杆放入第一锻压模，在一端锻制出第一齿部分；(ii)取出所述齿条杆；(iii)加热所述齿条杆的另一端或其附近；和(iv)将所述齿条杆的另一端放入第二锻压模并锻制出第二齿部分，在锻压所述第二齿部分之前，利用所述第一齿部分或所述齿条杆一端或其附近的特征作为基准，使所示齿条杆的轴向位置或角度与规定的轴向位置和角度位置对准，并且在锻制所述第二齿部分之前，设定和保持所述确定的轴向位置和角度位置。所述第一齿部分最好在步骤(ii)后和步骤(iii)前进行冷却，淬硬和回火。最好在步骤(iv)后的下一步骤，测量所述第一齿部分相对所述第二齿部分的角度。如果所述第一齿部分相对所述第二齿部分的角度位置大于规定的公差，最好在下一步骤向所述齿条施加扭曲变形，使所述第一齿部分相对所述第二齿部分的角度位置控制在所述规定公差之内。在一个实施例中，最好所述第一和第二齿部分中至少一个具有Y形截面。所述第一和第二齿部分中至少一个最好具有不变比齿的形式。在另一个实施例中，最好所述第一和第二齿部分中至少一个具有不变比齿的形式。所述第二齿部分的齿最好绕所述齿条的纵轴线相对所述第一齿部分的齿偏斜一定角度。在本专利技术的第二方面，提出了一种锻制转向齿条杆的第二齿部分的装置，转向齿条杆的一端或其附近具有第一齿部分，所述装置包括夹持机构，可利用所述第一齿部分或所述一端或其附近的特征作为基准，夹持位于规定的轴向位置和角度位置的所述齿条杆；传送机构，可传送所述夹持的齿条杆，将所述齿条杆的另一端放到锻压模中；和定位保持机构，在通过所述锻压模锻制所述第二齿部分之前，保持所述齿条杆于规定的轴向位置和角度位置。所述夹持机构和所述传送机构最好都是多轴机器人的部件。所述定位保持机构最好包括磁支架。所述磁支架最好是弹性固定到所述锻压模的下模具。在本专利技术的第三方面，提出了一种锻制的转向齿条，其包括至少两个轴向间隔开的齿部分。所述齿部分中的至少一个最好具有Y形截面。在一个实施例中，所述齿部分中至少一个最好具有可变比齿的形式。在另一实施例中，所述齿部分中至少一个最好具有不变比齿的形式。一个所述齿部分的齿最好绕所述齿条的纵轴相对另一齿部分的齿偏斜一定角度。附图说明图1是具有可变比齿形式和特征Y形截面的齿部分的现有技术的转向齿条的透视图；图2是根据本专利技术的第一实施例的具有可变比齿形式和特征Y形截面的齿部分的锻制双齿齿条的透视图；图3是图2所示的锻制双齿齿条的正面图；图4是图3中剖面III-III的双齿齿条的剖视图；图5是沿图3中剖面IV-IV的双齿齿条的剖视图；图6显示了进入感应加热线圈箱的图1所示转向齿条；图7显示了在感应加热线圈箱中加热的转向齿条；图8是显示从感应加热线圈箱出来后撞到端部止动件的转向齿条；图9显示了多轴机器人夹持的转向齿条；图10显示了通过多轴机器人以正确角度进入锻压模的转向齿条；图11显示了通过多轴机器人以正确的轴向和角度定位装入锻压模的下模具的转向齿条，并首先接触定位保持机构；图12显示了位于封闭位置的锻压模；图13显示了通过多轴机器人从锻压模取出的锻制双齿转向齿条；图14是图2的锻制双齿齿条的透视图，显示了大小相等和方相相反的扭矩施加到第一和第二齿部分；图15是锻制的双齿齿条的端面图，显示了第一和第二齿部分的角度位置。具体实施例方式图1显示了现有技术的转向齿条1，在齿部分37具有可变比齿形式2和Y形截面3，齿部分37可根据美国专利No.5,862,701锻制出来。在圆柱形齿条杆的一端或其附近锻制出齿2。一旦锻制完成，齿条1具有长圆柱部分4，和设置在Y形截面部分3两侧的短圆柱部分5。图2到5显示了根据本专利技术的锻制双齿齿条6的第一实施例。齿条6的一端具有短圆柱部分5和第一齿部分37，第一齿部分具有可变比齿2和Y形截面3，其结构类似于上面介绍的现有技术的齿条1。齿条6的另一端具有短圆柱部分12和第二齿部分38，第二齿部分具有可变比齿8和Y形截面部分10；齿条还包括中间圆柱形部分13。齿8绕纵向轴线L相对齿2偏斜大约45度的角度。为了制造锻制齿条6，可根据美国专利No.5,862,701锻制圆柱形杆，以形成与齿条1类似的结构，其包括带有可变比齿2和Y形截面3的第一齿部分37，长圆柱形部分4和短圆柱形部分5。锻制齿条1然后冷却到室温，通过普通的方式进行冲洗。可变比齿2和Y形截面3然后通过普通方式进行感应淬硬和回火。圆柱形部分4和5也可以进行感应淬硬和回火。可能还需要通过已知的校直机进行侧向弯曲对齿条1校直，以保证齿条1的直线度位于可接受的限度内。为了在齿条1锻制出带有可变比齿8和Y形截面10的第二齿部分38，以形成双齿齿条6，要进行下面的步骤。首先，将齿条1放置在感应加热线圈箱14中，如图6和图7所示，然后对临近自由端的圆柱形部分4进行感应加热。滚筒传送带和推送机本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通过锻压制造转向齿条杆的方法，所述方法包括步骤：　　　　（ｉ）将加热的圆柱形齿条杆放入第一锻压模，在一端锻制出第一齿部分；　　　　（ｉｉ）取出所述齿条杆；　　　　（ｉｉｉ）在所述齿条杆的另一端或其附近对所述齿条杆加热；和　　　　（ｉｖ）将所述齿条的另一端放入第二锻压模并锻制出第二齿部分，在锻制所述第二齿部分之前，利用所述第一齿部分或所述齿条杆一端或其附近的特征为基准，使所述齿条杆的轴向位置和角度与规定的轴向位置和角度对准，并在锻制所述第二齿部分之前，设定并保持确定的轴向位置和角度位置。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：LJ麦利恩，
申请(专利权)人：毕晓普创新有限公司，
类型：发明
国别省市：AU[澳大利亚]