汽車轉向器的偏心軸承的制作方法

專利名稱：汽車轉向器的偏心軸承的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及汽車零件技術領域，尤其是一種汽車轉向器的偏心軸承。
背景技術：
汽車的動力轉向系統包括包括包括方向盤、轉詢軸、轉向中間軸、轉 向油管、轉向油泵、轉向油罐、轉向節臂、轉向橫拉桿、轉向搖臂、整體 式轉向器、轉向直拉桿、轉向減振器；當駕駛員轉動轉向盤時，帶動轉向 器輸入軸轉動，并由轉向器輸出軸帶動轉向搖臂擺動，通過轉向直拉桿、 橫拉桿、轉向節臂，使轉向輪偏轉，從而改變汽車的行駛方向。與此同時， 轉向器輸入軸還帶動轉向器內部的轉向控制閥轉動，使轉向動力缸產生液 壓作用力，幫助駕駛員轉向操縱。這樣，為了克服地面作用于轉向輪上的 轉向阻力矩，駕駛員需要加于轉向盤上的轉向力矩，比用機械轉向系統時 所需的轉向力矩小得多。對于汽車使用的一種蝸輪蝸桿式轉向器，傳統的結構是在蝸輪軸的兩 端采用偏心套加上軸承進行裝配，如附圖1和2的原有偏心軸承結構，最 外圈是偏心套，最內圈排列的是滾子，中間設置的是滾道，排列的滾子空 隙處有一個卡緊墊塊。裝配時可以調節蝸輪與蝸桿的嚙合間隙，但一旦裝 配后便無法調節嚙合間隙，只能通過變齒厚和螺釘調節間隙蝸輪與蝸桿的 嚙合間隙，并且由于偏心軸承的不可互換性，蝸桿與蝸輪的裝配麻煩，裝 配精度較差，并且裝配的時間長、功效低、難度大。 發明內容
本實用新型要解決的技術問題是提供一種新的安裝于汽車蝸輪蝸桿 式轉向器的偏心軸承，能克服目前使用的偏心軸承所存在的不能在裝配后 再調節蝸輪蝸桿的嚙合間隙之不足，并能進一步提高偏心軸承的安裝性能 及轉向器的使用性能。本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是 一種汽車轉向器的 偏心軸承，包括有軸承外殼和滾子，所述的軸承外殼一側的開口上具有直 角形內滾道，內滾道上環形排列圓柱形滾子，滾子經緊貼排列后在頭尾滾 子之間的空隙處設置有卡緊墊塊，在軸承外殼的另一側端面上設置有至少 兩個銷孔，銷孔與軸承相同軸向，在具有銷孔的端面與內滾道之間的軸承 外殼內圈設置有至少一個內密封槽，所述的軸承外殼的外圈與內滾道具有偏心結構。內密封槽內安裝密封件，用于軸^:外殼與蝸輪軸之間的密封。進一步說所述的銷孔為兩個位于同一直徑線上的第一銷孔和第二銷 孔，第一銷孔和第二銷孔具有不同的孔徑。進一步說所述的軸承外殼的外圈圓心與內滾道圓心相偏0.8 1.5毫米。進一步說所述的直角形內滾道的圓內壁和端內壁的表面經淬火處理， 其中圓內壁淬火層深度為0. 65 2. 0毫米、淬火硬度為HRC57 62;端內壁淬 火層深度為0. 65 1. 5毫米、淬火硬度為HRC54 62。進一步說所述的卡緊墊塊為X形、并且X形兩外側為與滾子外壁相 吻合的弧形。進一步說所述的軸承外殼的外周邊上設置有用于對軸承軸向定位的 環形定位槽。
本實用新型的有益效果是本實用新型的偏心軸承應用于重型汽車的 蝸輪蝸桿轉向器始終能夠對蝸輪蝸桿的嚙合間隙進行調節，裝配簡單，裝 配精度好。


以下結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。 圖l是原有偏心軸承的主視圖。圖2是圖1的A-A剖視圖。圖3是本實用新型的偏心軸承的主視圖。圖4是圖3的B-B剖視圖。圖5是本實用新型軸承的淬火層要求示意圖。圖6是圖5的C處放大圖。圖7是對角落部位淬火層的國家標準中的示意圖。 圖8是對角落部位淬火層易形成的缺陷形式示意圖。 圖9是圖8的D處放大圖。圖io是本實用新型加工過程中所用的感應器的截面示意圖。圖中l.軸承外殼，2.滾子，3.卡緊墊塊，11.內滾道，12.內密封槽， 13.外圈，14.第一銷孔，15.第二銷孔，16.定位槽。
具體實施方式
如附圖3和4的汽車轉向器的偏心軸承，包括有軸承外殼1和滾子2， 軸承外殼1 —側的開口上具有直角形內滾道11，內滾道11上環形排列圓柱 形滾子2，滾子2經緊貼排列后在頭尾滾子2之間的空隙處設置有卡緊墊塊 3，在軸承外殼1的另一側端面上設置有兩個銷孔，銷孔與軸承相同軸向， 在具有銷孔的端面與內滾道11之間的軸承外殼1內圈設置有至少一個內密
封槽12，軸承外殼1的外圈13與內滾道11具有偏心結構、并且偏心方向 與銷孔在端面上的對稱軸線同向。銷孔為兩個位于同一直徑線上的第一銷孔14和第二銷孔15，第一銷孔 14和第二銷孔15具有不同的孔徑并分別為05毫米和06毫米。軸承外殼1的外圈13圓心與內滾道11圓心相偏1毫米。直角形內滾道的圓內壁和端內壁的表面經高頻淬火處理，其中圓內壁 淬火層深度為0. 65~2. 0毫米、淬火硬度為HRC57 62;端內壁淬火層深度為 0.65 1. 5亳米、淬火硬度為HRC54飛2。卡緊墊塊為X形、并且X形兩外側為與滾子外壁相吻合的弧形。軸承外殼1的外周邊上設置有環形定位槽16，環形定位槽16設置在與 銷孔的相近處。如附圖3和4所示的本實用新型的偏心軸承，偏心軸承裝入汽車轉向 器總成泵體，滾子裝入偏心軸承座的內滾道并用卡緊墊塊卡緊，滾子內復 圓內裝配蝸輪軸，卡緊墊塊在運輸及軸承使用過程中仍留在軸承內，墊塊 的圓周向預負荷為50 150N，兩滾子間的滾子滑動力為10 30N。軸承內孔 內有1 2條平墊及0型圈組合型密封槽，另一端面有兩個銷孔用來調節蝸 桿進入與蝸輪嚙合的正確位置，滾子內復圓與外徑的偏心距為0.8 1.5毫 米，另有一端面槽用來固定偏心軸承在汽車轉向器總成泵體內的圓周向位 置。下面對本實用新型在結構方面的特點作進一步介紹 1.由于在裝配時看不到里面的嚙合情況，為使蝸輪軸裝配后的中心線 不歪斜，必須使兩偏心軸承的偏心方向保持一致，而其調節是用專用裝配
扳手通過兩偏心軸承端面上的兩個第一銷孔和第二銷孔來調節的，因此， 兩銷孔中心連線與偏心方向要求一致。2.同樣，為使蝸輪軸裝配后的中心線不歪斜，成對裝配使用的偏心軸 承的偏心距要求一致。對以上兩特點的具體要求是1、 滾子內復圓中心線和兩銷孔中心線的位置度要求為00. 05毫米。2、 兩銷孔中心連線與偏心中心線方向的夾角i^差為不大于土1.43度 (ID3、 軸承成對使用，整批次軸承的偏心距變動量不大于0.025毫米。 針對上述要求，在如果確定第一銷孔為05毫米，第二銷孔為06毫米(銷孔不同是為了方便本發明的安裝和調節)經計算，以06毫米銷孔周 向定位，在兩銷孔中心連線與偏心中心線之間偏轉1. 43度時，06毫米銷孔 與定位銷之間的間隙為0. 84毫米，因此在控制06毫米銷孔與定位銷之間 的間隙在遠小于0.84毫米的情況下，可以單件加工，且能夠保證其偏轉角 度在公差范圍內。本實用新型的偏心軸承在調節好蝸輪和蝸桿的嚙合間隙后，應將軸承 外殼沿徑向定位，具體一種較簡單實用的方法是用轉向器殼體上的結構鉚 緊軸承外殼的外圈沿邊，再在軸承外殼外安裝一個外蓋，外蓋外面再安裝 一卡入軸承外殼上定位槽的卡簧。本實用新型加工過程是這樣的包括軸承外殼、滾子、卡緊墊塊的分 別加工和軸承裝配的過程；所述的軸承外殼的加工又具有如下過程a.車 銷孔端的內孔及端面，b.車滾道端的外圓及端面，C.粗車內滾道，d.調質 處理，e.軟磨外圓，f.精車內滾道，g.高頻淬火，h.車內密封槽，i.磨兩個外端面，j.磨外圓，k.磨銷孔端的內孔，l.磨內滾道，m.鉆擴兩銷孔， n.車偏心外圓，o.車定位槽，p.倒成品角，q.終磨外圓。過程g.高頻淬火所用的感應器具有能內置于軸承軌道的結構，感應器 的截面為矩形；感應器與內滾道的內孔壁間隙為0. 5毫米，與內滾道端平面 的間隙為0.5毫米。過程n.車偏心外圓，是采用脹胎式單件車偏心夾具進行內孔定位單件 加工的過程。下面再對本實用新型的加工過程的特點作進一步說明一般軸承產品98%采取GCrl5軸承鋼經整體淬硬而制成，少數采用滲碳淬火鋼制造，感應淬火極少采用。但是隨著社會的發展，感應淬火的發展前景極廣，感應淬火工藝特點如下1、 感應加熱屬于內熱源直接加熱，熱損失小，加熱速度快，熱效率高。2、 加熱過程中，由于加熱時間短，零件表面氧化脫碳少，不用甲醇或 氮氣保護。3、 感應加熱淬火后零件表面硬度高，調質的心部保持較好塑性與韌性， 呈現低的缺口敏感性，故沖擊韌性，疲勞強度和耐磨性等有很大提高。4、 感應加熱設備緊湊，占地面積小，使用簡便。5、 生產過程清潔，無高溫，勞動條件好。6、 能用水劑淬火介質代替污染大、成本高的油劑淬火介質。 總之感應加熱工藝具有加熱速度快，生產效率高，節省能源，不氧化脫碳，不污染環境，易于機械化與自動化，符合現代工業生產的3S標準與 3C標準(Sure可靠、Safe安全、Saving節約及Cool低溫、Clean清潔、 Clam安靜)。感應淬火特別在汽車零部件制造方面得到廣泛的應用。 針對該軸承我們決定采取調質作為預備熱處理，工作面感應淬火回火 工藝。調質一方面作為感應淬火的預處理，另一方面保證零件其他部位具有良好的綜合機械性能，如附圖5和附圖6。該軸承的感應淬火部位是內孔與平面同時淬火，存在很多難點1、 加熱過程中，上口加熱快，平面與內孔相交的角落部位無法加熱，我國標準中該部位允許8毫米不淬火，但無法滿足該軸承的使用要求，如 附圖7。2、 內孔厚加熱慢，平面擋邊極薄易淬透、淬裂及熔化，如附圖8和圖9。3、 感應器兩面加熱，門型導磁體無法安裝。4、 感應器上無法設計噴水淬火圈，同時加熱后浸液淬火硬度較低，達 不到設計要求(材料40Cr ，服C 57-62)。5、 內孔平面加熱感應器與工件的距離近，極易產生拉火，燒壞感應器 與工件，而且工件與感應器的間隙必須同一性好，定位要求高。根據零件的淬火表面積與硬化層深度，設備選用IOOKW、 250KHZGGC— 80—2變頻電源，CK一600數控淬火機床，用5%—8%美國好富頓Q251水劑 淬火介質。感應器設計成矩形截面，如附圖10，同時加熱內孔與平面，平面擋邊 內孔直徑部位處采用金屬屏蔽的方法，降低工件加熱溫度。噴水淬火圈設 計在工件與感應器的上方，加熱結束后同時噴水冷卻工件與感應器。具體工藝參數如下感應器與內孔的間隙0. 5毫米,與內端面的間隙0. 5毫米，加熱時間5 一5.1秒，加熱溫度870—880度，陽極高壓11.8KV，陽極電流6.5A，柵極 電流1.6A，冷卻時間4—5秒，生產節拍20秒/件。檢測采用線切割制樣，用HX—IOOO顯微溫度計檢測有效硬化層深度 (RhtHV500),金相用XJG—05顯微鏡按JB/T9204—1999標準評級l一5級 合格。表面硬度用服一150A洛氏硬度計檢測。對于過程n.車偏心外圓用內孔定位，選擇采用脹胎定位，以消除內孔 的定位間隙。為此采用車偏心夾具，偏心夾具上具有偏心錐形套、定位銷、 脹胎等零件，脹胎式單件車偏心夾具使該偏心軸承的產品精度達到載重汽 車轉向器的裝配性能要求。本實用新型加工過程中的淬火方法和對偏心的加工方法進一步提高了 這種偏心軸承的機械性能和加工精度。
權利要求1.一種汽車轉向器的偏心軸承，包括有軸承外殼和滾子，其特征是所述的軸承外殼一側的開口上具有直角形內滾道，內滾道上環形排列圓柱形滾子，滾子經緊貼排列后在頭尾滾子之間的空隙處設置有卡緊墊塊，在軸承外殼的另一側端面上設置有至少兩個銷孔，銷孔與軸承相同軸向，在具有銷孔的端面與內滾道之間的軸承外殼內圈設置有至少一個內密封槽，所述的軸承外殼的外圈與內滾道具有偏心結構、并且偏心方向與銷孔在端面上的對稱軸線同向。
2. 根據權利要求1所述汽車轉向器的偏心軸承，其特征是所述的銷 孔為兩個位于同一直徑線上的第一銷孔和第二銷孔，第一銷孔和第二銷孔 具有不同的孔徑。
3. 根據權利要求1所述汽車轉向器的偏心軸承，其特征是所述的軸 承外殼的外圈圓心與內滾道圓心相偏0. 8 1. 5毫米。
4. 根據權利要求1所述汽車轉向器的偏心軸承，其特征是所述的直 角形內滾道的圓內壁和端內壁的表面經淬火處理，其中圓內壁淬火層深度 為0.65 2.0毫米、淬火硬度為服C57 62;端內壁淬火層深度為0. 65 1. 5亳米、淬火硬度為HRC54 62。
5. 根據權利要求1所述汽車轉向器的偏心軸承，其特征是所述的卡 緊墊塊為X形、并且X形兩外側為與滾子外壁相吻合的弧形。
6. 根據權利要求1所述汽車轉向器的偏心軸承，其特征是所述的軸承外殼的外周邊上設置有用于對軸承軸向定位的環形定位槽。
專利摘要本實用新型涉及汽車零件技術領域，尤其是一種汽車轉向器的偏心軸承。包括有軸承外殼和滾子，軸承外殼一側的開口上具有直角形內滾道，內滾道上環形排列圓柱形滾子，滾子經緊貼排列后在頭尾滾子之間的空隙處設置有卡緊墊塊，在軸承外殼的另一側端面上設置有至少兩個銷孔，銷孔與軸承相同軸向，在具有銷孔的端面與內滾道之間的軸承外殼內圈設置有至少一個內密封槽，軸承外殼的外圈與內滾道具有偏心結構、并且偏心方向與銷孔在端面上的對稱軸線同向。本實用新型的偏心軸承應用于重型汽車的蝸輪蝸桿轉向器始終能夠對蝸輪蝸桿的嚙合間隙進行調節，裝配簡單，裝配精度好。
文檔編號B62D3/00GK201016362SQ20072003447
公開日2008年2月6日 申請日期2007年2月13日 優先權日2007年2月13日
發明者楊燕敏 申請人:楊燕敏