CN106493186B - 一种汽车转向器连接杆的成型模具 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种汽车转向器连接杆的成型模具，属于机械技术领域。它解决了现有的汽车转向器连接杆的外型及内花键需要分次进行挤压、同轴度差的问题。本汽车转向器连接杆的成型模具，包括模座和模头，模座内设有模芯，模芯内具有型腔，模头位于模座的上方，模头的下端固定有外型冲头，模头下端还设有花键冲头，外型冲头的下端设有连接孔，花键冲头的上端***连接孔内且花键冲头上端与外型冲头通过紧配合形成固定，花键冲头与外型冲头相垂直,花键冲头的下端向下延伸至外型冲头的下端外，且花键冲头下端的横截面小于外型冲头的横截面。它具有能一次性成型连接杆的外型及内花键、提高内花键与连接杆杆身同轴度等优点。

Description

一种汽车转向器连接杆的成型模具

技术领域

本发明属于机械技术领域，涉及一种成型模具，尤其涉及一种汽车转向器连接杆的成型模具。

背景技术

汽车转向***对汽车的行驶至关重要，能够使汽车按照驾驶员的意愿控制汽车的形式方向，汽车转向管柱总成是汽车转向***中最重要的部件，而连接杆则是汽车转向管柱总成中的核心部件之一。

目前,汽车转向器的连接杆采用的都是挤压外型、挤压内花键、机加工工序加工而成，具体为先利用模具将原料毛坯的外型挤压成型为连接杆，连接杆的外型成型后再利用模具对连接杆进行内花键的挤压，最后再利用车床进行机加工。这种加工方式由于将连接杆的外型及内花键分为两次进行挤压成型，造成加工工序多，产品的加工周期较长，企业的生产效率低下，而且分次进行挤压更是会使得每次挤压时的基准不统一，从而导致内花键与连接杆的杆身的同轴度较差。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的上述问题，提出了一种汽车转向器连接杆的成型模具，所要解决的技术问题是如何对连接杆的外型及内花键实现一次性成型，提高连接杆的内花键与杆身的同轴度。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：

一种汽车转向器连接杆的成型模具，包括模座和模头，所述的模座内设有模芯，模芯内具有型腔，所述的模头位于模座的上方，所述的模头的下端固定有外型冲头，其特征在于，所述的模头下端还设有花键冲头，所述的外型冲头的下端设有连接孔，所述的花键冲头的上端***连接孔内且花键冲头上端与外型冲头通过紧配合形成固定，所述的花键冲头与外型冲头相垂直,所述的花键冲头的下端向下延伸至外型冲头的下端外，且花键冲头下端的横截面小于外型冲头的横截面。

制造连接杆时，将原料毛坯放置在模座上，然后下压模头。由于模头的下端连接有外型冲头以及花键冲头，花键冲头的上端***外型冲头下端的连接孔内且花键冲头上端与外型冲头通过紧配合形成固定，花键冲头与外型冲头由此相固定在一起,在模头下压时花键冲头与外型冲头会同步下移。花键冲头的下端向下延伸至外型冲头的下端外，花键冲头与外型冲头相垂直且花键冲头的横截面小于外型冲头的横截面，因此在模头下压至外型冲头将原料毛坯挤入到模芯的型腔内时，花键冲头会伸入到原料毛坯的内孔中。由于模芯内具有与汽车转向器连接杆的形状相对应的型腔，因此原料毛坯挤入到模芯的型腔内后会被型腔的内壁挤压成连接杆的外型，而花键冲头则会同时将原料毛坯的内孔挤压形成内花键。

在制造模具时需要保证外型冲头的横截面大于花键冲头下端的横截面，这样在模头下压时才能够保证花键冲头与外型冲头不会相互干涉，即表示花键冲头挤压内花键时不会影响到外型冲头将原料毛坯压入到模芯内挤压外型，得以成功实现连接杆外型及内花键的一次成型。通过外型冲头和花键冲头的作用，使汽车转向器连接杆的成型模具实现了连接杆的外型及内花键的一次性成型，由此减少了连接杆的加工工序，缩短了加工周期，很好地提高了企业的生产效率，且能够很好地保证内花键与连接杆的杆身的同轴度。

在上述的汽车转向器连接杆的成型模具中，所述的花键冲头的下端具有挤压部，所述的挤压部外侧具有外花键，且挤压部在外花键上设有圆弧形的并齿面二。

在花键冲头的挤压部的外花键上设置并齿面二，能够在原料毛坯的内孔挤压成的内花键上形成同样的并齿，从而使连接杆在利用本模具实现一次性成型连接杆的外型及内花键的同时还能够满足连接杆对于相位角的要求。

在上述的汽车转向器连接杆的成型模具中，所述的连接孔为内花键孔，所述的花键冲头的上端具有结合部，所述的结合部的外侧具有外花键且结合部与连接孔通过紧配合方式形成固定，所述的连接孔的内壁上具有圆弧形的并齿面三，所述的结合部在外花键上对应设有并齿面一，所述的并齿面二与并齿面一沿花键冲头的轴向相齐平。

由于外型冲头的连接孔的内壁上具有并齿面三，花键冲头在结合部的外花键上设有并齿面一，并齿面一与挤压部上的并齿面二沿着花键冲头的轴向相齐平，并齿面三的位置是固定不变的，那么在将外型冲头与花键冲头通过带外花键的结合部与连接孔相配合的形式形成固定后，并齿面二的位置也就自然被固定下来，从而就可以使连接杆上的内花键在挤压成型后其上的并齿位置被确定以满足连接杆对于相位角的要求。对于本成型模具一次性成型连接杆外型及内花键而言，由于连接杆有着通过内花键满足相位角的要求，因此在将外型冲头与花键冲头相集成在一起时对于花键冲头挤压部上的并齿面二的位置有着极高的要求，在制造模具时对外型冲头上的连接孔上的并齿面三的位置进行设置，能够在成型时使成型好后的连接杆均满足外型及内花键的要求。

在上述的汽车转向器连接杆的成型模具中，所述的外型冲头呈块状且外型冲头的一侧呈圆弧形，所述的并齿面三位于连接孔上远离外型冲头呈圆弧形的一侧处，并齿面三上的圆弧顶点与外型冲头呈圆弧形一侧的圆弧顶点位于同一条线上。

由于连接孔为内花键孔，在无设计基准的情况下在内花键孔上确定并齿面三的位置是非常困难的，因此将外型冲头的一侧设置为圆弧形，这样在连接孔的内壁上加工并齿面三时就可以以外型冲头呈圆弧形一侧的圆弧顶点为基准，这样可以在加工时便确定好并齿面三在连接孔内壁上的位置，然后当花键冲头与外型冲头相配合后就自然可以将花键冲头的挤压部上的并齿面二的位置确定下来，那么在连接杆上挤压成型的内花键上的并齿位置也就被确定下来了。

在上述的汽车转向器连接杆的成型模具中，所述的花键冲头在挤压部与结合部之间具有呈杆状的连接部，所述的挤压部与结合部的外径相同且大于连接部的外径。

挤压部与结合部的外径相同,那么结合部上的并齿面一与结合部的并齿面三就容易保证沿花键冲头的轴向相齐平,同时由于结合部起到与外型冲头上的连接孔通过紧配合形成固定的作用,而挤压部又是起到对原料毛坯上的内孔挤压形成内花键的作用,因此结合部与挤压部之间设置连接部且连接部小于结合部与挤压部的外径,在保证花键冲头在与外型冲头相配合实现一次性挤压成型连接杆外型及内花键的同时还可以保证挤压部在进入或退出原料毛坯的内孔时都更加顺畅。

在上述的汽车转向器连接杆的成型模具中，所述的连接孔贯穿外型冲头的上下两端，所述的挤压部的下端边沿具有锥形的导向面一，所述的结合部的下端边沿具有锥形的导向面三。

在装配时，将花键冲头从外型冲头的上方穿过连接孔，由于花键冲头需要与外型冲头通过带外花键的结合部与连接孔紧配合形成固定，因此通过在结合部的下端边沿处设置锥形的导向面三，使得花键冲头的结合部能够顺利地导入到连接孔中，而在挤压部的下端边沿设置导向面三也是同样的道理，另外，由于原料毛坯在被外型毛坯压入到模芯的型腔内时会受到向内的挤压力，因此导向面三还可以使挤压部能够顺利地导入到原料毛坯的内孔中来挤压形成内花键。

在上述的汽车转向器连接杆的成型模具中，所述的挤压部的上端边沿具有锥形的导向面二。

在挤压部的下端边沿设置锥形的导向面二是为了在原料毛坯的内孔中形成内花键后能够顺利地使花键冲头的挤压部从原料毛坯的内孔中退出来。

在上述的汽车转向器连接杆的成型模具中，所述的花键冲头上沿轴向开设有贯穿的排气孔。

由于原料毛坯在成型时受到模芯的型腔内壁的挤压以及花键冲头的挤压部的侧壁的挤压，因此，为了使连接杆能够顺利成型，通过在花键冲头上设置排气孔来使原料毛坯的内孔中的空气从排气孔中排出，以防止被挤压的空气对连接杆的内花键的成型造成影响，这也是为了使本汽车转向器连接杆的成型模具能够更顺利地实现连接杆外型及内花键的一次性成型。

与现有技术相比，本汽车转向器连接杆通过在外型冲头上集成花键冲头，实现了连接杆的外型及内花键的一次性成型，减少了连接杆的加工工序，缩短了加工周期，很好地提高了企业的生产效率，而且由于减少了挤压工序，很好地保证了成型后的内花键与连接杆的杆身的同轴度，也使得连接杆在加工过程中的公差更加稳定和准确；另外，将外型冲头与花键冲头通过带外花键的结合部与连接孔相配合的形式形成固定，并齿面二的位置也就自然被固定下来，从而就可以使连接杆上的内花键在挤压成型后其上的并齿位置被确定以满足连接杆对于相位角的要求。

附图说明

图1是本汽车转向器连接杆的成型模具的纵向剖视图。

图2是本汽车转向器连接杆的成型模具中模头处的***图。

图3是本汽车转向器连接杆的成型模具中外型冲头及花键冲头处的横向剖视图。

图4是本汽车转向器连接杆的成型模具中花键冲头的示意图。

图中，1、模座；1a、模座一；1b、模座二；1c、模座三；2、模头；3、模芯；3a、型腔；3b、模芯一；3c、模芯二；3d、模芯三；4、外型冲头；4a、连接孔；4a1、并齿面三；5、花键冲头；5a、结合部；5a1、并齿面一；5a2、导向面三；5b、挤压部；5b1、导向面一；5b2、导向面二；5b3、并齿面二；5c、连接部；5d、排气孔；6、定位套；6a、装配孔。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1和图2所示，一种汽车转向器连接杆的成型模具，包括模座1和模头2，模座1内设有模芯3，模芯3的内部具有与连接杆的外型相匹配的型腔3a。模头2位于模座1的上方，模头2的下端设有外型冲头4，模头2内设有定位套6，定位套6的中心处设有与外型冲头4的形状相配的装配孔6a，外型冲头4的上端固定在装配孔6a内，外型冲头4的下端伸出模头2的下端外。在本实施例中，模座1包括模座一1a、模座二1b以及模座三1c，且模座一1a、模座二1b以及模座三1c由上至下叠放，模芯3包括模芯一3b、模芯二3c以及模芯三3d，模芯一3b设置于模座一1a内，模芯二3c设置于模座二1b内，模芯三3d设置于模座三1c内，且模芯一3b、模芯二3c以及模芯三3d的内腔形成整个模芯3的型腔3a，由于连接杆的长度较长，而模座1的长度太长又无法加工，因此将模座1分为模座一1a、模座二1b以及模座三1c进行加工，在使用时再将模座一1a、模座二1b以及模座三1c叠放形成整个模座1。

如图1、图2、图3和图4所示，模头2的下端还设有花键冲头5，外型冲头4上开设有连接孔4a，花键冲头5呈杆状，花键冲头5的上端具有带外花键的结合部5a，连接孔4a为内花键孔，结合部5a***到连接孔4a内且结合部5a与外型冲头4通过紧配合形成固定。结合部5a的下端边沿具有锥形的导向面三5a2，连接孔4a贯穿外型冲头4的上下两端。在装配时，将花键冲头5从外型冲头4的上方穿过连接孔4a，由于花键冲头5需要与外型冲头4通过带外花键的结合部5a与连接孔4a紧配合形成固定，也就表示结合部5a与连接孔4a之间为过盈配合，因此通过在结合部5a的下端边沿处设置锥形的导向面三5a2，使得花键冲头5的结合部5a能够顺利地导入到连接孔4a中。

花键冲头5的下端向下延伸至外型冲头4的下端外，且花键冲头5下端的横截面投射在外型冲头4的横截面上时花键冲头5下端的横截面位于外型冲头4的横截面内。花键冲头5的下端具有带外花键的挤压部5b，挤压部5b的下端边沿具有锥形的导向面一5b1，挤压部5b的上端边沿具有锥形的导向面二5b2，由于花键冲头5是通过挤压部5b上的外花键对原料毛坯的内孔侧壁进行挤压而形成内花键的，因此在挤压部5b的下端边沿设置锥形的导向面一5b1有利于花键冲头5在模头2下压时能够顺利进入到原料毛坯的内孔中，同时在挤压部5b的下端边沿设置锥形的导向面二5b2是为了在原料毛坯的内孔中形成内花键后能够顺利地使花键冲头5从原料毛坯的内孔中退出来。花键冲头5在挤压部5b与结合部5a之间具有呈杆状的连接部5c，挤压部5b与结合部5a的外径相同且大于连接部5c的外径。

在制造连接杆时，将原料毛坯放置在模座1上，然后下压模头2。由于模头2的下端连接有外型冲头4以及花键冲头5，花键冲头5的下端向下延伸至外型冲头4的下端外，且花键冲头5下端的横截面投射在外型冲头4的横截面上时花键冲头5下端的横截面位于外型冲头4的横截面内，因此外型冲头4会将原料毛坯挤入模芯3内，同时花键冲头5***到原料毛坯的内孔中。由于模芯3内具有与汽车转向器连接杆的形状相对应的型腔3a，因此原料毛坯挤入到模芯3的型腔3a内后会被型腔3a的内壁挤压成连接杆的外型。而由于花键冲头5的下端具有带外花键的挤压部5b，花键冲头5的挤压部5b会对原料毛坯的内孔挤压形成内花键，这样一来，在原料毛坯的外型被挤压形成连接杆外型的同时又在原料毛坯的内孔中挤压出内花键来。

花键冲头5在结合部5a的外花键上设有圆弧形的并齿面一5a1，外型冲头4的连接孔4a的内壁上设有圆弧形的并齿面三4a1，并齿面三4a1与并齿面一5a1相贴合。花键冲头5在挤压部5b的外花键上设有圆弧形的并齿面二5b3，并齿面二5b3与并齿面一5a1沿着花键冲头的轴向相齐平。在花键冲头5的挤压部5b的外花键上设置并齿面二5b3，能够在原料毛坯的内孔挤压成的内花键上形成同样的并齿，从而使连接杆满足对于相位角的要求。同时，由于外型冲头4的连接孔4a的内壁上具有并齿面三4a1，花键冲头5在结合部5a的外花键上设有并齿面一5a1，并齿面一5a1与挤压部5b上的并齿面二5b3沿着花键冲头的轴向相齐平，并齿面三4a1的位置是固定不变的，那么在将外型冲头4与花键冲头5通过带外花键的结合部5a与连接孔4a相配合的形式形成固定后，并齿面二5b3的位置也就自然被固定下来，从而就可以使连接杆上的内花键在挤压成型后其上的并齿位置被确定以满足连接杆对于相位角的要求。在本实施例中，外型冲头4呈块状且外型冲头4的一侧呈圆弧形，并齿面三4a1位于连接孔4a上远离外型冲头4呈圆弧形的一侧处，并齿面三4a1上的圆弧顶点与外型冲头4呈圆弧形一侧的圆弧顶点位于同一条线上。将外型冲头4的一侧设置为圆弧形，这样在连接孔4a的内壁上加工并齿面三4a1时就可以以外型冲头4呈圆弧形一侧的圆弧顶点为基准，这样可以在加工时便确定好并齿面三4a在连接孔4a1内壁上的位置，然后当花键冲头5与外型冲头4相配合后就自然可以将花键冲头5的挤压部5b上的并齿面二5b3的位置确定下来，那么在连接杆上挤压成型的内花键上的并齿位置也就被确定下来了。

此外，如图2所示，在花键冲头5上沿轴向设有贯穿的排气孔5d，由于原料毛坯在成型时受到模芯3的型腔内壁的挤压以及花键冲头5的挤压部5b的侧壁的挤压，因此，为了使连接杆能够顺利成型，通过在花键冲头5上设置排气孔5d来使原料毛坯的内孔中的空气从排气孔5d中排出，以防止被挤压的空气对连接杆的内花键的成型造成影响。

本汽车转向器连接杆的成型模具通过将外型冲头4与花键冲头5集成在一起，实现了连接杆的外型及内花键的一次性成型，减少了连接杆的加工工序，缩短了加工周期，很好地提高了企业的生产效率，而且由于减少了挤压工序，很好地提高了成型后的内花键与连接杆的杆身的同轴度，也使得连接杆在加工过程中的公差更加稳定和准确。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (8)

1.一种汽车转向器连接杆的成型模具，包括模座(1)和模头(2)，所述的模座(1)内设有模芯(3)，模芯(3)内具有型腔(3a)，所述的模头(2)位于模座(1)的上方，所述的模头(2)的下端固定有外型冲头(4)，模头(2)下端还设有花键冲头(5)，外型冲头(4)的下端设有连接孔(4a)，花键冲头(5)的上端***连接孔(4a)内，花键冲头(5)与外型冲头(4)相垂直，花键冲头(5)的下端向下延伸至外型冲头(4)的下端外，且花键冲头(5)下端的横截面小于外型冲头(4)的横截面，其特征在于，花键冲头(5)上端与外型冲头(4)通过紧配合形成固定，花键冲头(5)的下端外侧设有圆弧形的并齿面二(5b3)，连接孔(4a)的内壁上具有圆弧形的并齿面三(4a1)，花键冲头(5)的上端外侧对应设有并齿面一(5a1)，并齿面二(5b3)与并齿面一(5a1)沿花键冲头(5)的轴向相齐平，外型冲头(4)的一侧呈圆弧形，并齿面三(4a1)上的圆弧顶点与外型冲头(4)呈圆弧形一侧的圆弧顶点位于同一条直线上。

2.根据权利要求1所述的汽车转向器连接杆的成型模具，其特征在于，所述的花键冲头的下端具有挤压部(5b)，所述的挤压部(5b)外侧具有外花键，且并齿面二(5b3)设于挤压部(5b)的外花键上。

3.根据权利要求2所述的汽车转向器连接杆的成型模具，其特征在于，所述的连接孔(4a)为内花键孔，所述的花键冲头(5)的上端具有结合部(5a)，所述的结合部(5a)的外侧具有外花键且结合部(5a)与连接孔(4a)通过紧配合方式形成固定，并齿面一(5a1)设于结合部(5a)的外花键上。

4.根据权利要求2所述的汽车转向器连接杆的成型模具，其特征在于，所述的外型冲头(4)呈块状，所述的并齿面三(4a1)位于连接孔(4a)上远离外型冲头(4)呈圆弧形的一侧处。

5.根据权利要求2或3或4所述的汽车转向器连接杆的成型模具，其特征在于，所述的花键冲头(5)在挤压部(5b)与结合部(5a)之间具有呈杆状的连接部(5c)，所述的挤压部(5b)与结合部(5a)的外径相同且大于连接部(5c)的外径。

6.根据权利要求3所述的汽车转向器连接杆的成型模具，其特征在于，所述的连接孔(4a)贯穿外型冲头(4)的上下两端，所述的挤压部(5b)的下端边沿具有锥形的导向面一(5b1)，所述的结合部(5a)的下端边沿具有锥形的导向面三(5a2)。

7.根据权利要求2或3或4所述的汽车转向器连接杆的成型模具，其特征在于，所述的挤压部(5b)的上端边沿具有锥形的导向面二(5b2)。

8.根据权利要求1所述的汽车转向器连接杆的成型模具，其特征在于，所述的花键冲头(5)上沿轴向开设有贯穿的排气孔(5d)。