专利名称：汽车转向器变速比齿条的加工方法
技术领域：
本发明涉及一种汽车转向器变速比齿条的加工方法，特别是一种汽车齿轮齿条式转向器变速比齿条的加工方法。
背景技术：
目前使用的汽车齿轮齿条式转向器，可分为定速比和变速比两种，其结构都是一对齿轮与齿条相互啮合而成。定速比齿轮齿条式转向器，它的齿条齿形主要用铣齿、插齿、拉齿、磨齿等方法来加工。变速比齿轮齿条式转向器，它是由一个普通的渐开线螺旋齿轮和一个特殊的齿条相啮合而成。这种特殊的齿条各段齿面的结构参数是不同的，可根据设计要求，齿条中部及两端选用不同的齿距，即为变速比齿条。而这种变速比齿条用以上传统方法很难加工。最初，虽然有采用传统的展成切削法加工变速比齿条，其使用的刀具与齿条相啮合齿轮相同，但这种齿轮刀具的根圆直径只有10~12毫米，齿数只有5~7个，且螺旋角较大，制造工艺复杂，成本昂贵，强度弱、易损坏，只能进行单件生产；当今，国际上有一种加工变速比齿条的方法叫温锻，可加工设备相当昂贵，带来了成本高的问题，致使变速比齿条大批量生产至今仍是个难题。
发明内容
本发明提供了一种汽车转向器变速比齿条的加工方法，其简单易行、成本低廉，适合于批量生产。
本发明的技术方案是这样实现的变速比齿条的加工分为齿条基体及齿条镶件两部分加工，齿条基体部分是由钢材经机械加工出齿形缺口；齿条镶件部分的加工包括以下步骤a、混料，将粉末冶金的混料按比例进行混料后，放入模具中；b、压制，将混合后的金属粉末称量后放入模具的凹模中，进行压制；压制时的压力在0.5~0.7Mpa范围内，压制时间为0.5秒；c、烧结，温度控制在1100℃~1300℃区域内，时间为2~4小时；d、整形，重新压制保证齿形长度和密度。并通过钎焊方法焊接到加工好的带有缺口的齿条基体上。
本发明的积极效果在于利用粉末冶金烧结技术和普通机械加工方法，能大批量生产变速比齿条。
图1为一种汽车转向器变速比齿条的加工方法齿条基体示意图；图2为一种汽车转向器变速比齿条的加工方法齿条镶件示意图；图3为一种汽车转向器变速比齿条的结构示意图。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明做进一步描述汽车转向器变速比齿条可分为齿条基体1和齿条镶件2两部分进行加工。如图1所示，齿条基体1部分是采用普通的机械加工方法，首先将齿条加工成半成品，并加工出齿形缺口3。例如齿条材料选用45号钢棒料，调质后硬度在20~25HRC之间，进行机械加工，在φ22的直径尺寸上留出磨削余量为0.05~0.3mm。由于齿条镶件与齿条缺口配合间隙在0~0.07mm之间，所以在加工齿条缺口时应保证尺寸精度为1690+0.04。如图2所示，齿条镶件2采用粉末冶金压制并烧结成型。这个过程可分为四个步骤。(1)进行粉末冶金的混料，其化学成分按Fe87-95、Ni1.5-3.5、Mo1.5-3.5、Cu0.5-2.5、C1.5-3.5的比例进行均匀混料后，定量放入模具中。(2)进行压制，由于变速比齿条各段齿面的结构参数互不相同，首先利用传统的展成切削法，切削刀具的形状和尺寸采用与齿轮的形状和尺寸相啮合，并以铜为材料加工出一段带有变速比齿形的齿条，并将其做为齿条电极，通过电解方法加工出带有变速比齿形的模具。压制时，先把混合后的金属粉末精确称量后放入模具的凹模中，准备完毕后进行压制。保证压制时的压力在0.5~0.7Mpa范围内，压制时间为0.5秒。(3)进行烧结将压制成型的齿条镶件放入烧结炉中，烧结炉的温度控制在1100℃~1300℃区域内，烧结时保护气体可以为N3、H3，烧结时间为2~4小时。(4)整形由于在烧结过程中，粉末冶金件会有变形，再用具有精确变速比齿形的模具重新压制一次，使变速比齿形达到8级齿轮精度要求，长度尺寸精度保证为169-0.030，成型的带有变速比齿形的齿条镶件密度为ρ＞6.8g/cm3。如图3所示，把成型齿条镶件2采用钎焊方法焊接在如图1所示的齿条套体1上，再加工其它部位，而齿形部位不再进行任何加工。通过纤焊方法进行焊接，其原理是粉末冶金件+铜焊料+铁基体经高温气氛烧结成复合合金件，具体焊接过程为1、焊前应该在齿条基体1与齿条镶件2相接触的表面上涂一种焊接剂(焊料)，焊接剂的成分为Cu和B，百分含量Cu占98％、B占2％。2、把齿条镶件镶在齿条基体上，利用夹具夹紧放入焊接炉中，温度控制在1000℃~1200℃，保护气体为N3、H3或真空。3、经0.5小时高温气氛烧结成复合合金件，粉末件与基体结合为冶金结合，结合应力σ≥15Kg/mm2，复合合金件可在1100℃进行热处理。焊后进行校直、整体磨削、高频淬火、再校直、最后抛光，齿形部位不再进行任何加工。本发明只适用于齿轮齿条式转向器。
权利要求
1.一种汽车转向器变速比齿条的加工方法，其特征在于变速比齿条分为齿条基体(1)和齿条镶件(2)两部分加工，齿条基体(1)部分是由钢材经机械加工出齿形缺口(3)；齿条镶件(2)部分的加工包括以下步骤a、混料，将粉末冶金的混料按比例进行混料后，放入模具中；b、压制，将混合后的金属粉末称量后放入模具的凹模中，进行压制；压制时的压力在0.5~0.7Mpa范围内，压制时间为0.5秒；c、烧结，温度控制在1100℃~1300℃区域内，烧结时间为2~4小时；d、整形，重新压制保证齿形长度和密度。
2.根据权利要求1所述的一种汽车转向器变速比齿条的加工方法，其特征在于所述的齿条镶件(2)通过钎焊方法焊接到加工好的带有缺口(3)的齿条基体(1)上。
全文摘要
本发明涉及一种汽车转向器变速比齿条的加工方法，变速比齿条的加工分为齿条基体和齿条镶件两部分。齿条基体部分是由钢材经机械加工出齿形缺口，齿条镶件部分是用粉末冶金经混料、压制、烧结及整型工序完成的，之后再将齿条镶件焊接于已经加工好带有缺口的齿条基体上。本发明提供了一种变速比齿条新的加工方法，并且使变速比齿轮齿条式转向器批量生产的目标得以实现。本发明只适用于齿轮齿条式转向器。
文档编号F16H55/26GK1453487SQ02109578
公开日2003年11月5日 申请日期2002年4月26日 优先权日2002年4月26日
发明者蔡弘昊, 王少博, 姜殿鑫 申请人:长春华隆汽车科技发展有限公司