本發明涉及一種汽車轉向系統用蝸桿毛坯加工件及其成型方法，涉及汽車零件的機械加工領域。

背景技術：
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在汽車轉向系統中，其蝸桿上的螺紋的加工，目前廣泛采用傳統的金屬切削加工的方法，即，分兩道或三道不同加工步驟或方法，先后連續地對蝸桿原材料毛坯進行加工：第一步粗加工，銑削方式去除大量材料，加工出螺紋的大概形狀并留出一些余量供后續加工；其次半精加工，磨削出符合圖紙要求的螺紋尺寸；最后精加工，擠壓拋光螺紋表面。

經過上面不同工藝的設備先后加工后，其蝸桿螺紋的加工質量很好，但投資高，生產效率不高；特別地，由于不同工序單臺設備之間生產節拍不均衡，最大差距大于2倍以上，為了提高產能并最大化發揮節拍小的設備即精加工設備的利用率，需要追加一臺或兩臺的節拍大的設備即粗加工或半精加工設備，所以相應地增加了設備和廠房面積的投資，從而更進一步增加設備投資金額，使總的設備投資額非常高，而對于能較大提高生產效率的一體成型的螺紋擠壓機床而言，采用原有的蝸桿毛坯進行加工，其成型效果不好，合格率低，不能滿足加工精度以及質量要求。

技術實現要素：
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本發明所要解決的技術問題是：提供一種方便制作加工且能有效提高蝸桿螺紋擠壓機床的加工成型效果以及產品質量的蝸桿毛坯加工件及其成型方法。

為了解決上述技術問題，本發明是通過以下技術方案實現的：

一種汽車轉向系統用蝸桿毛坯加工件，具有蝸桿桿體，所述蝸桿桿體的中部位置為待加工主桿體，所述待加工主桿體的兩側對稱設有兩個法蘭盤，所述待加工主桿體設置為不規則長桿結構，其長桿結構的直徑自兩端部沿軸線往中心位置逐漸減小，所述待加工主桿體與側部的法蘭盤之間設有一段避空連接桿。

作為優選，所述待加工主桿體包括兩段分桿體，具有為中部加工柱體以及對稱設置在中部加工柱體兩側的側部加工柱體，兩個所述側部加工柱體的直徑相同且均大于中部加工柱體的直徑，所述側部加工柱體與中部加工柱體同軸設置。

作為優選，所述待加工主桿體的軸向截面的上下邊的設置為中部內凹的弧形邊。

作為優選，所述中部加工柱體與側部加工柱體之間設有一傾斜的光滑連接段或者弧形的光滑連接段。

作為優選，所述傾斜的光滑連接段與蝸桿毛坯的軸線之間的夾角設為15°-60°。

作為優選，所述側部加工柱體與中部加工柱體之間的半徑差小于0.15mm。

作為優選，所述側部加工柱體的直徑均設置為13.26mm-13.28mm，所述中部加工柱體的直徑設置為13.12mm-13.14mm。

作為優選，所述中部加工柱體的長度設為25mm，所述側部加工柱體的長度設有4.8mm-5.2mm。

作為優選，所述避空連接桿包括位于法蘭盤側面的柱狀連接桿以及圓錐狀的過渡桿體，所述過渡桿體置于側部加工柱體與柱狀連接桿之間。

作為優選，所述避空連接桿體的長度設為13.45mm-13.95mm，所述柱狀連接桿的直徑設為9.2mm，所述過渡桿體的傾斜面與蝸桿毛坯軸線之間的傾斜角設為20°。

一種汽車轉向系統用蝸桿毛坯加工件的成型方法，包括以下工藝步驟，

步驟一：首先將處于退火狀態的熱軋Φ20mm的45#盤絲料鋼材進行球花退火工藝處理，然后采用冷拔工藝將鋼材冷拔至直徑為17.5mm，再按照工藝要求的標準長度進行切斷處理；

步驟二：將切斷后的半成品進行調制工藝處理，具體包括以下幾個工序，工序一：將半成品進行淬火處理，溫度為810°-920°，時間為100分鐘；

工序二：進行淬火后的半成品毛坯進行油冷處理；

工序三：將油冷后的毛坯進行回火處理，溫度為550°-650°，時間為120分鐘；

工序四：將回火后的毛坯件進行水冷處理；

步驟三：繼續將毛坯半成品件進行通過矯直工序消除應力，使產品矯直后直線度小于0.15mm達到合格的狀態，然后通過機床進行將其磨削至直徑為17.25mm，并進行探傷檢驗是否符合產品要求；

步驟四：首先通過車床進行初步粗車工序，加工出蝸桿毛坯的輪廓，然后精車出蝸桿毛坯件的中部加工柱體，然后再根據蝸桿毛坯件的各部分尺寸要求，分別對其各部分進行精磨加工，以滿足尺寸以及形狀要求。

作為優選，所述步驟四中，將車床的磨具設置為能將中部加工柱體以及側部加工柱體同時加工成型的一體成型磨具。

與現有技術相比，本發明的有益之處是：所述汽車轉向系統用蝸桿毛坯加工件及其成型方法，采用在在蝸桿毛坯件的加工面上設置臺階狀的待加工柱體，且中部加工柱體的直徑小于兩側的加工柱體，因而在其被加工成蝸桿成品的過程中，能有效避免螺紋擠壓機床的螺紋擠壓模具對毛坯桿體進行加工時，有效對蝸桿兩端部的部分齒條頂部在螺紋閉合成型過程中產生的縫隙進行補償，繼而提高產品質量，而其成型方法中，選用合適的鋼材料以及熱處理加工工藝以和一體磨削加工成型方法，使得這種蝸桿毛坯件更適用于螺紋擠壓機床的加工工藝，有效提高成型效果，提高成品質量，提高加工效率，節約成本，因而具有較高的經濟效益。

附圖說明：

下面結合附圖對本發明進一步說明：

圖1是本發明的結構示意圖；

圖2是圖1中A處的放大結構示意圖。

具體實施方式：

下面結合附圖及具體實施方式對本發明進行詳細描述：

如圖1所示的一種汽車轉向系統用蝸桿毛坯加工件，主要被用于蝸桿螺紋擠壓機床通過螺紋擠壓模具對其進行加工成為蝸桿成品，具有蝸桿桿體1，所述蝸桿桿體1的中部位置為待加工主桿體2，所述待加工主桿體2的兩側對稱設有兩個法蘭盤3，所述待加工主桿體2設置為不規則長桿結構，其長桿結構的直徑自兩端部沿軸線往中心位置逐漸減小，所述待加工主桿體2與側部的法蘭盤3之間設有一段避空連接桿4，在實際應用中，為方便加工成型，作為其中一種實施方案，所述待加工主桿體2包括兩段分桿體，具有為中部加工柱體21以及對稱設置在中部加工柱體21兩側的側部加工柱體22，兩個所述側部加工柱體22的直徑相同且均大于中部加工柱體21的直徑，所述側部加工柱體22與中部加工柱體21同軸設置。作為優選實施方案，為避免螺紋擠壓機床上的螺紋擠壓模具對蝸桿毛坯進行加工的過程中，蝸桿桿體的邊緣對螺紋擠壓模具產生影響，并影響加工過程以及加工精度，所述所述避空連接桿4包括位于法蘭盤3側面的柱狀連接桿41以及圓錐狀的過渡桿體42，所述過渡桿體42置于側部加工柱體22與柱狀連接桿41之間，柱狀連接桿的直徑小于待加工主桿體的直徑，因而螺紋擠壓模具的側面與代加工主桿體的側面能有效避空，增強加工過程的穩定性。

在實際應用過程中，如圖2所示，為方便加工以及為報紙中部加工柱體21和側部加工柱體22之間的半徑差，在實際加工時，所述中部加工柱體21與側部加工柱體22之間設有一傾斜的光滑連接段5或者弧形的光滑連接段，從而保持中部加工柱體與側部加工柱體之間具有光滑的過渡段即可，且為方便加工以及進一步提高加工時的擠壓成型效果，所述傾斜的光滑連接段5與蝸桿毛坯的軸線之間的夾角設為15°-60°。

另外，作為優選實施方案，所述側部加工柱體22與中部加工柱體21之間的半徑差小于0.15mm，具體地，所述側部加工柱體22的直徑均設置為13.26mm-13.28mm，所述中部加工柱體21的直徑設置為13.12mm-13.14mm，且所述中部加工柱體21的長度設為25mm，所述側部加工柱體22的長度設有4.8mm-5.2mm，由于螺紋擠壓模具在對蝸桿毛坯的擠壓成型過程中，分布在蝸桿毛坯兩端的部分齒條在閉合過程中，會在在其齒條頂部產生縫隙，因而，側部加工柱體以及中部加工柱體的直徑差設計，能有效對蝸桿邊緣處的齒條在螺紋擠壓閉合成型過程中進行補償，有效避免分布在端部的齒條頂部的縫隙產生，而上述的尺寸設計，在節約材料的同時，不僅方便蝸桿毛坯件的制作加工成型，而且在其被加工成蝸桿成品的過程中，能達到最佳的成品成型效果，符合加工精度要求，滿足成品的質量以及性能要求。

作為本發明另外一種實施方案，所述待加工主桿體2的軸向截面的上下邊的設置為中部內凹的弧形邊，因而在滿足加工要求的同時，也方便加工成型，滿足成品質量要求。

另外，本發明還提供一種汽車轉向系統用蝸桿毛坯加工件的成型方法，包括以下工藝步驟，

步驟一：首先將處于退火狀態的熱軋Φ20mm的45#盤絲料鋼材進行球花退

火工藝處理，然后采用冷拔工藝將鋼材冷拔至直徑為17.5mm，再按照工藝要求的標準長度進行切斷處理；

步驟二：將切斷后的半成品進行調制工藝處理，具體包括以下幾個工序，

工序一：將半成品進行淬火處理，溫度為810°-920°，時間為100分鐘；

工序二：進行淬火后的半成品毛坯進行油冷處理；

工序三：將油冷后的毛坯進行回火處理，溫度為550°-650°，時間為120分鐘。工序四：將回火后的毛坯件進行水冷處理；

步驟三：繼續將毛坯半成品件進行通過矯直工序消除應力，使產品矯直后直線度小于0.15mm達到合格的狀態，然后通過機床進行將其磨削至直徑為17.25mm，并進行探傷檢驗是否符合產品要求；

步驟四：首先通過車床進行初步粗車工序，加工出蝸桿毛坯的輪廓，然后

精車出蝸桿毛坯件的中部加工柱體，然后再根據蝸桿毛坯件的各部分尺寸要求，分別對其各部分進行精磨加工，以滿足尺寸以及形狀要求。

上述步驟中采用的熱處理后的材料具有大于650MPa的抗拉機械強度，而調質硬度為13-25HRC，且不同點硬度差異≤2HRC，因而滿足加工成型需求以及后期被加工為成品過程中的加工要求和成品質量。

在實際應用中，為滿足蝸桿毛坯的批量制作生產時，為提高生產效率，在所述步驟四中，將車床的磨具設置為能將中部加工柱體以及側部加工柱體同時加工成型的一體成型磨具，因而在實際加工過程中，通過一體成型磨具對蝸桿毛坯進行一體成型加工，同時加工出中部加工柱體以及側部加工柱體，繼而在提高加工效率的同時還具有較好的加工精度以及成型質量。

另外，作為另外一種實施方案，將待加工主桿體的長度加長，其加長后的長度設為40mm-45mm，因而在蝸桿毛坯的在被加工為成品的過程中，因而加長的待加工主桿體也能有效避免蝸桿成品兩端部的齒條上部產生縫隙，保證成品質量。

上述汽車轉向系統用蝸桿毛坯加工件及其成型方法，采用在在蝸桿毛坯件的加工面上設置臺階狀的待加工柱體，且中部加工柱體的直徑小于兩側的加工柱體，因而在其被加工成蝸桿成品的過程中，能有效避免螺紋擠壓機床的螺紋擠壓模具對毛坯桿體進行加工時，有效對蝸桿兩端部的部分齒條頂部在螺紋閉合成型過程中產生的縫隙進行補償，繼而提高產品質量，而其成型方法中，選用合適的鋼材料以及熱處理加工工藝以和一體磨削加工成型方法，使得這種蝸桿毛坯件更適用于螺紋擠壓機床的加工工藝，有效提高成型效果，提高成品質量，提高加工效率，節約成本。

需要強調的是：以上僅是本發明的較佳實施例而已，并非對本發明作任何形式上的限制，凡是依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發明技術方案的范圍內。