专利名称:加工齿条的方法
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。
图中左半部分示出了另一种加工方式除了展宽部2之外，在齿部4部位还凸出一部分材料(虚线示出)，所形成背部5的半径R2大于原材料的半径R1。由此可以看出，半径R2的圆心M高于齿条轴心6。这样便在托板7(图中以虚线表示)上形成一较大的滑动面。再有，当齿条倾翻时，齿条即可抬高并更靠近小齿轮。就是说，齿条支承于以齿条轴线6(即半径R1的圆心)为中心的轴承内。而齿条位于托板7中时，则只能绕半径R2的圆心M转动。这就意味着，在齿条转动时，齿部将向上抬起，从而使托板的轴向间隙变小，与此同时噪音即可变小。
在加工过程中，须注意用适当的挡板阻止齿条坯料1的材料沿纵向流动。这样便可以使材料的余量最少，同时，还可在加工过程中，强制材料仅能直接地流入到上模的具有相反形状的齿部中去。这样便能避免出现材料的折叠现象以及由于材料流动造成的压下量增大的现象。
从图示的两种加工方式可以清楚看出，在右方所示的实施方案中，背部的横断面是一个半圆，与它邻接的是展宽部3。在左方，背部5的半径R2较大，因而背部的圆周能与展宽部2平滑地相接。这样，便可使齿条具有更大的承载能力。
权利要求
1、一种制造齿条的工艺方法，具体地说，是汽车转向装置中的一种齿条，是对至少为近似圆形断面的齿条坯料进行无屑加工的工艺方法，其特征为使坯料(1)齿部(4)部位的余量材料，从侧面向外压出并形成展宽部(2，3)，由此使齿部展宽，并使齿条背部(5)的横断面至少近似于圆形。
2、根据权利要求
1提出的工艺方法，其特征为加工出的圆，半径为(R2)，它较坯料和(或)齿条的支承端的半径(R1)大，半径(R2)的圆心(M)位于齿条轴心(6)之上。
3、根据权利要求
1或2提出的工艺方法，其特征为在同一加工过程中，也可以用无屑加工的方法将齿部(4)加工出来。
4、根据权利要求
1-3中的一个提出的工艺方法，其特征为齿条可以用一做摆动运动的模子，以冷变形方法进行加工。
5、一种齿条，具体地说是汽车转向装置中的齿条，是对至少为近似圆形断面的齿条坯料进行无屑加工制造出来的，其特征为在齿条或坯料(1)半径(R1)上方的齿部(4)一侧，加工有一展宽部(2，3)，从而使齿部加宽;加工后的齿条背部(5)的断面至少呈近似的圆形。
6、根据权利要求
5提出的齿条，其特征为此圆的半径(R2)大于坯料和(或)齿条支承端部的半径(R1)，半径(R2)的圆心(M)位于齿条轴心(6)之上。
7、根据权利要求
5或6提出的齿条，其特征为背部(5)的断面呈半圆形，并与展宽部(3)连接。
8、根据权利要求
5或6提出的齿条，其特征为此半圆形与展宽部(2)平滑连接。
专利摘要
一种齿条，具体地说是汽车转向装置中的齿条， 是对断面至少呈近似圆形的齿条坯料(1)进行无屑 加工制造的。加工时，将坯料(1)齿部的余量材料从 侧面向外压出，并形成展宽部(2，3)，从而将齿部变 宽。将齿条的背部断面至少加工成近似的圆形。此圆 的半径(R2)大于坯料的半径(R1)。
文档编号B21J5/02GK86101932SQ86101932
公开日1986年10月15日 申请日期1986年3月25日
发明者安斯加·比茨 申请人:腓特烈港齿轮工厂股份公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan