[发明专利]整体式汽车转向节封闭锻造毛坯设计方法

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封闭锻造毛坯设计方法。

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外档面与法兰2的下端面之间有一减重窝子，所示的小耳叉4的外档面与法兰2上端面的延长线之间有一锐角α，其角度是80°＜α＜90°。所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α，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，封闭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，这就决定了所生产的转向节工序复杂(如拍扁、劈叉、预锻等辅助工序)、所产生的飞边大，造成设备投入多，材料利用率低，劳动强度大。

发明内容

本发明提供的是整体式汽车转向节封闭锻造毛坯设计方法，以保证整体式转向节能够实现封闭锻打，在保证合格零件的情况下，大幅度减少金属材料消耗、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外档面与法兰2的下端面之间的减重窝子变更设计为充满不存在凹处与周围一样平(附图2，6阴影部分所示)；小耳叉4的外档面与法兰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，通过以上变更设计可以实现封闭模锻造。

本发明采用改变毛坯的结构实现封闭锻造，之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封闭锻造工艺的设计。依据新的整体式转向节毛坯设计，因有了耳叉与法兰下端面之间的轮廓，这样的锻造工艺使用封闭锻造就没有倒拔模，且具有正常的拔模斜度，模具设计时就可以沿着法兰底面分模，杆部在上模型腔中，耳叉在下模型腔中，这就形成了整体式转向节的封闭锻造工艺。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，使整体式转向节能够采用封闭锻造工艺，在原有卧式锻造工艺材料利用率只有75％左右，现封闭模锻造工艺材料利用率提高到100％。

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；α为法兰下端面与小耳叉之间的锐角。

附图2为本发明设计的整体式汽车转向节封闭锻造毛坯结构示意图。

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；6为大耳叉与法兰底面的窝子；7为毛坯的分模面；8为小耳叉4外档面与法兰2上端面延长线之间的钝角。

具体实施方式

本发明依据附图2所示毛坯设计方法，设计出具体的整体式汽车转向节新毛坯。

整体式汽车转向节封闭锻造毛坯，包括杆部1、法兰2，法兰2上端面的右、左两侧分别设有大耳叉5及小耳叉4。具体实施过程中，以毛坯分模面7进行上下分模，有意将小耳叉4的外档面与法兰2上端面的延长线之间的锐角也变更设计为大于90°小于100°的钝角；大耳叉5外档面与法兰2的下端面之间有一减重窝子，变更设计为充满状态，不存在凹处，与周围一样平(附图2，6阴影部分所示)。这样在毛坯中小耳叉与法兰上端面之间的夹角由锐角α变成钝角；大耳叉与法兰下端面之间的减重窝子变成充满状态，与周围一样平。使得封闭锻打成为可能，具体为耳叉在下模型腔中，杆部在上模型腔中。

根据附图2所示，设计制坯模、封闭终锻模，在锻压机上进行封闭锻造。利用常规工艺计算出的下料圆钢，经加热到1200～1250℃，放在制坯模中，先进行一次挤压，再立刻放到封闭终锻模中直接挤压成形，所形成的毛坯即我们设计的毛坯。经过调质处理使之达到图纸技术要求，最后把毛坯进行机械加工，其中图纸要求的耳叉与法兰上端面之间的锐角通过卧铣直接加工出来，以实现产品的最终各部尺寸，达到成品要求。