阅读说明：本技术 一种转向器齿轮及其加工方法 (Steering gear and machining method thereof ) 是由 张敏 于 2019-12-22 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种转向器齿轮,包括转向器齿轮本体,转向器齿轮本体为一体成型的阶梯式圆柱结构,包括依次同轴连接的第一段、第二段、第三段及第四段,转向器齿轮本体在所述第一段的轴向端面开设空心槽,所述第一段表面通过搓齿加工出花键,所述第一段的末端为外圆部,所述花键在远离所述外圆部的一端开设第一环形凹槽,所述花键在靠近所述外圆部的一端开设第二环形凹槽,所述第一环形凹槽与第二环形的底径比所述花键的大径小1.2-2mm,第一环形凹槽的宽度为花键长度的1/5-1/4,第二环形凹槽的宽度为所述花键长度的1/3-2/3。本发明搓齿加工过程中,通过设计倒角宽度,减小倒角底径,减少空心搓齿变形,增加金属流动空间,保证搓齿加工轴向和径向尺寸。(The invention relates to a steering gear, which comprises a steering gear body, wherein the steering gear body is of an integrally formed stepped cylindrical structure and comprises a first section, a second section, a third section and a fourth section which are coaxially connected in sequence, a hollow groove is formed in the axial end face of the first section of the steering gear body, a spline is processed on the surface of the first section through gear rolling, the tail end of the first section is an excircle part, a first annular groove is formed at one end of the spline far away from the excircle part, and a second annular groove is formed in one end, close to the excircle part, of the spline, the bottom diameters of the first annular groove and the second annular groove are 1.2-2mm smaller than the major diameter of the spline, the width of the first annular groove is 1/5-1/4 of the length of the spline, and the width of the second annular groove is 1/3-2/3 of the length of the spline. In the gear rolling processing process, the chamfer width is designed, the chamfer bottom diameter is reduced, the hollow gear rolling deformation is reduced, the metal flowing space is increased, and the axial and radial sizes of the gear rolling processing are ensured.)

一种转向器齿轮及其加工方法

技术领域

本发明涉及汽车转向器技术领域，具体涉及一种转向器齿轮及其加工方法。

背景技术

转向器是汽车转向系统中的重要组成部分，而齿轮齿条转向器是汽车转向系统中应用较为普遍的一种机械式转向器，其结构的设计形式对整车转向系统的摩擦感、中心感以及回正性能都有直接的影响，进而也对整车的品质感及驾驶乐趣有着直接的影响。

转向器齿轮是转向器的组成部件之一，在转向器齿轮的生产中，需要搓齿加工花键，涉及上下搓齿板的相对运动，驱动工件旋转并逐渐将工件挤压成形，而金属材料具有一定的流动性，在搓齿加工过程中，转向器齿轮的尺寸容易发生变化，尤其在花键成形时，影响轴向尺寸，容易造成产品尺寸不合格。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题而提供一种转向器齿轮及其加工方法，通过更改转向器齿轮花键两侧相邻外圆间的倒角以及底径尺寸，在搓齿前一道加工中，尽可能增大槽宽，减小底径，增加金属流动空间，减少搓齿变形，避免加工影响相邻外圆，保证花键成形尺寸。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种转向器齿轮，包括转向器齿轮本体，所述转向器齿轮本体为一体成型的阶梯式圆柱结构，包括依次同轴连接的第一段、第二段、第三段及第四段，所述转向器齿轮本体在所述第一段的轴向端面开设空心槽，所述第一段表面通过搓齿加工出花键，所述第一段的末端为外圆部，所述花键在远离所述外圆部的一端开设第一环形凹槽，所述花键在靠近所述外圆部的一端开设第二环形凹槽，所述第一环形凹槽与第二环形的底径比所述花键的大径小1.2-2mm，所述第一环形凹槽的宽度为所述花键长度的1/5-1/4，所述第二环形凹槽的宽度为所述花键长度的1/3-2/3。此尺寸的限定是根据空心搓齿变形以及金属流动的空间来界定；尺寸过大造成轴向尺寸超差，影响装配，或者花键整体轴向尺寸不满足最初轴向长度；尺寸过小，搓齿引起的金属流动无流动空间，引起变形，花键尺寸不合格等。

本发明通过在花键两边设置预定尺寸的第一环形凹槽与第二环形凹槽，如此在搓齿前一道的加工中，可以增加金属流动的空间，大大减少搓齿的变形，避免加工影响到相邻外圆，充分保证了花键成形以及尺寸的精确。

进一步地，所述第一环形凹槽与所述花键的连接处设置倒角，远离所述花键的一端设置倒圆。

进一步地，所述第一环形凹槽与所述花键的连接处设置的倒角为30°，远离所述花键的一端设置的倒圆半径为0.5mm。花键两端圆弧角和底径相同，便于搓齿加工；倒角根据相连接外圆的外径不同设定不同，从而达到便于加工以及减小变形的目的。

进一步地，所述第二环形凹槽与所述花键的连接处设置倒角，远离所述花键的一端设置倒圆。

进一步地，所述第二环形凹槽与所述花键的连接处设置的倒角为15°，远离所述花键的一端设置的倒圆半径为0.5mm。花键两端圆弧角和底径相同，便于搓齿加工；倒角根据相连接外圆的外径不同设定不同，从而达到便于加工以及减小变形的目的。

进一步地，所述转向器齿轮本体沿所述第一段、第二段、第三段及第四段直径依次减小。

进一步地，所述转向器齿轮的总长度为120-130mm，所述空心槽的直径为15-17mm。

进一步地，所述花键的长度为8-9mm，模数为0.3，压力角为30°，齿数为115-120，大径为35.1-35.2mm，小径直径为34.3-34.4mm。

进一步地，所述转向器齿轮本体在所述第一段的外侧设有凸缘，所述第二段的两端设有凹槽，所述第四段与所述第三段的连接处设置凹槽。

一种转向器齿轮的加工方法，先在所述转向器齿轮的第一段上加工出预定尺寸的第一环形凹槽与第二环形凹槽，然后搓齿加工出花键。

搓齿加工是加工轴类齿轮，端面空心孔，外圆搓齿的加工。搓齿加工是安装在滑台上的上下对置的两把搓齿板，在经同步齿轮同步后由油压或伺服电机驱动相对直线运动，搓齿板被修磨成逐渐切入的齿形，工件由前后顶尖支撑，并可以通过前后顶尖的移动能方便的调整工件的加工部位，上下搓齿板的相对运动驱动工件旋转并逐渐将工件挤压成形，经整形后最终退出。

花键冷成形实际上是一次齿根材料被逐渐挤压替换到齿顶的一个无屑加工过程，数秒内完成无屑成形，是一种相对精度高且比较经济的外圆花键的加工方法，花键成形过程中由于材料金属流动性，因此需要一定的空间来保证金属流动，也就是外圆连接处的尺寸的要保证金属流动及花键成形，本发明通过研究，合理确定了花键两侧的环形凹槽尺寸，以满足花键加工需要，充分保证花键成型的尺寸。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明合理确定了花键两侧的环形凹槽尺寸，以满足花键加工需要，充分保证花键成型的尺寸，搓齿加工过程中，通过设计倒角宽度，减小倒角底径，减少空心搓齿变形，增加金属流动空间，保证搓齿加工轴向和径向尺寸。

附图说明

图1为本发明转向器齿轮的结构示意图；

图2、图3为本发明实施例的结构示意图；

图4为图2、图3的X处局部放大示意图；

图中：第一段100、第二段200、第三段300、第四段400、凸缘500、空心槽600、花键101、第二环形凹槽102、第一环形凹槽103、外圆部104。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例

如图1，一种转向器齿轮，包括转向器齿轮本体，转向器齿轮本体为一体成型的阶梯式圆柱结构，包括依次同轴连接的第一段100、第二段200、第三段300及第四段400，转向器齿轮本体沿第一段100、第二段200、第三段300及第四段400直径依次减小，转向器齿轮本体在第一段100的外侧设有凸缘500，第二段200的两端设有凹槽，第四段400与第三段300的连接处设置凹槽，转向器齿轮本体在第一段100的轴向端面开设空心槽600。

第一段100表面通过搓齿加工出花键101，第一段100的末端为外圆部104，花键101在远离外圆部104的一端开设第一环形凹槽103，花键101在靠近外圆部104的一端开设第二环形凹槽102，第一环形凹槽103与第二环形的底径比花键101的大径小1.2-2mm，第一环形凹槽103的宽度为花键101长度的1/5-1/4，第二环形凹槽102的宽度为花键101长度的1/3-2/3。

如图2、3、4，本实施例中，转向器齿轮的总长度为122mm，空心槽600的直径为16mm。花键101的长度为8.7mm，模数为0.3，压力角为30°，齿数为116，大径为35.16mm，小径直径为34.32mm。第一环形凹槽103与花键101的连接处设置倒角，远离花键101的一端设置倒圆。第一环形凹槽103与花键101的连接处设置的倒角为30°，远离花键101的一端设置的倒圆半径为0.5mm。第二环形凹槽102与花键101的连接处设置倒角，远离花键101的一端设置倒圆。第二环形凹槽102与花键101的连接处设置的倒角为15°，远离花键101的一端设置的倒圆半径为0.5mm。

具体加工时，先在转向器齿轮的第一段100上加工出预定尺寸的第一环形凹槽103与第二环形凹槽102，然后搓齿加工出花键101。搓齿加工是加工轴类齿轮，端面空心孔，外圆搓齿的加工。搓齿加工是安装在滑台上的上下对置的两把搓齿板，在经同步齿轮同步后由油压或伺服电机驱动相对直线运动，搓齿板被修磨成逐渐切入的齿形，工件由前后顶尖支撑，并可以通过前后顶尖的移动能方便的调整工件的加工部位，上下搓齿板的相对运动驱动工件旋转并逐渐将工件挤压成形，经整形后最终退出。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。