一种钢-铝复合材料推力杆的制作方法

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1.本实用新型涉及一种推力杆，具体涉及一种钢-铝复合材料推力杆。

背景技术：

2.推力杆是汽车底盘重要零部件之一，连接车架和车桥，传递牵引力或者制动力，以及其他横向力等等，同时还能给车桥、车架定位，还能起到缓冲的作用。
3.目前主流推力杆主要是钢制推力杆，球头或是锻造钢球头或者是铸造球头，钢管则是无缝冷拔钢管，钢管和球头连接在一起，然后在球头内安装橡胶球铰或者聚氨酯球铰，也可以金属关节轴承，这些球铰或者轴承连接着车桥和车架，便完成了推力杆的组装。如申请号cn202220253133.x、名称为“一种全空心球销整体铸造式轻量化v型推力杆”的实用新型专利，申请号cn202220163859.4、名称为“一种全空心球销整体铸造式轻量化推力杆”的实用新型专利等都是钢制推力杆。钢作为一种普遍性的材料，强度高，成本低，但是缺点是重量重，且对防腐要求较高，因此钢制推力杆往往产品强度和成本令人满意，重量偏重。
4.为了解决钢制推力杆重量大的问题，采用铝制推力杆，如申请号cn202220606016.7、名称为“一种锻造i型铝合金推力杆”的实用新型专利，申请号cn202111176282.7、名称为“具有嵌件的轻量化一体式铝合金推力杆”的发明专利申请等采用的都是铝制推力杆。铝制推力杆虽然解决了重量重的问题，也能满足强度使用要求，但是成本却是钢制推力杆的两倍甚至更多，给纯铝推力杆的推广带来了较大的瓶颈，如何完美地兼顾钢材的强度和低成本，铝的低重量，是广大工程技术人员亟需进行研究和解决的问题。

技术实现要素：

5.本实用新型针对当前钢制推力杆重量大且容易腐蚀、铝制推力杆成本高的问题，提出了一种钢-铝复合材料推力杆，兼顾钢材的强度和低成本，铝的低重量，满足成本低，强度高，重量轻的市场要求。
6.本实用新型为解决上述问题所采用的技术手段为：一种钢-铝复合材料推力杆，包括杆体、铝合金球头、安装在铝合金球头内的球铰，其中杆体为圆形钢管、铝合金球头包括球头、手柄、连接球头与手柄的过渡区，手柄为外表面呈波浪形的圆形柱体且手柄压接在钢管内，球头呈椭圆形柱体，过渡区一端大一端小，大端与球头连接，小端与手柄连接。
7.进一步地，球头中心设有安装球铰的圆形通孔。
8.进一步地，球头沿手柄轴线方向上的壁厚小于其与手柄轴线垂直方向上的壁厚。
9.进一步地，球头沿手柄轴线方向上的壁厚：球头与手柄轴线垂直方向上的壁厚=1:1.25-1.5。
10.进一步地，从球头的轴线方向看，过渡区大端处的外表面与球头的柱体表面相切。
11.进一步地，从球头的轴线方向看，过渡区上下两个最外侧的连线之间的夹角为60
o-90o。
12.进一步地，过渡区沿球头轴线方向的上下两个表面处均设有凹槽。
13.进一步地，凹槽靠近球头处的宽度大于其靠近手柄处的宽度。
14.进一步地，杆体为空心结构。
15.进一步地，手柄为实心结构。
16.本实用新型的有益效果是：
17.1. 本实用新型采用钢材质的杆体和铝合金球头相结合的推力杆，既减轻了推力杆的重量，又没有大幅增加其成本，同时仅需在杆体处进行特殊的防腐处理，简化了工艺。
18.2. 与传统的纯铝锻造推力杆相比，本实用新型的推力杆仅需要球头进行锻造，锻造的尺寸更小，需要的锻造模具也小，模具成本低，加工周期短，可以根据不同的尺寸，通过钢管的尺寸调整，可以实现快速制样，满足客户的快速开发样件的需求，成本比纯铝推力杆低得多。
19.3. 本实用新型的钢-铝复合材料推力杆兼顾推力杆功能，轻量化，低成本、短产品开发周期，是一种相对完美的推力杆解决方案，在新能源车辆及传统车辆上均有广泛的应用前景。
附图说明
20.图1为实施例一推力杆主视示意图；
21.图2为实施例一推力杆俯视示意图（去除球铰）；
22.图3为实施例一装配了球铰的铝合金球头结构示意图；
23.图4为实施例一铝合金球头结构示意图；
24.图中: 1.杆体，2.铝合金球头，21.球头，22.过渡区，221.凹槽，23.手柄，3.球铰。
具体实施方式
25.下面结合附图对本实用新型进一步说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本实用新型的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
26.实施例一
27.一种钢-铝复合材料推力杆，如图1和图2所示，包括材质为钢管的圆形空心杆体1、铝合金球头2、装配在铝合金球头2的球铰3。如图3和图4所示，铝合金球头2包括手柄23、过渡区22、球头2。其中铝合金球头2为锻造成型后采用热处理加强的结构，手柄23为实心圆柱体、且其外表为波浪纹结构，通过将手柄23插入到空心杆体1后将铝合金球头2和杆体1接成整体。球头21整体为椭圆形柱体，在其中心设有圆形通孔用于安装球铰3，球头21的壁厚为非等厚壁结构，其沿手柄轴线方向（图4中x方向）的壁厚h2小于与手柄轴线垂直方向（图4中y方向）的壁厚h1，且两者厚度的比值为h2：h1=1:1.25-1.5，根据推力杆使用过程中球头1各处受力的不均衡而设置成非等厚壁结构，在保证推力杆性能的同时减轻了重量，进一步符合轻量化要求。
28.过渡区22采用一端大一端小的锥形结构，大端与球头21连接，这样，可以增加过渡区22与球头21之间的接触面积，提高过渡区22与球头21之间的结合力，进一步使球头21能
够采用不等厚壁结构；过渡区22的小端与手柄23连接。过渡区22沿球头21轴线方向所在的上下表面均设有一个凹槽221，以降低整个铝合金球头2的重量，且每个凹槽221为类似于梯形的结构，靠近手柄23端的宽度w2小于靠近球头21端的宽度w1。从球头轴线所在方向来看，过渡区22上下两侧最外端连线之间的夹角a为60
o-90o，且上表面与下表面的末端处与球头21表面相切，以使两者光滑过渡连接。
29.本复合材料推力杆的制作方式如下：7系铝合金球头2通过铝棒加热到500℃左右放入锻造模具进行锻造成型，然后进行固溶失效，最后进行强化热处理，形成铝合金球头毛坯，最后通过机加工将球头手柄加工成合适的波浪纹尺寸，同时球头孔部分加工成合适的尺寸便于后续组装弹性球铰3。
30.钢管通过锯床下料后形成杆体1，置入中频加热炉中，加热至720℃左右，快速将手柄23插入杆体1，然后一起放置于准备好的压力机和波浪纹模具中，启动压力机给与一定的压力，波浪纹模具将铝合金球头和钢管紧实的压接到一起，即制成钢-铝复合材料推力杆。
31.以上实施例仅供说明本实用新型之用，而非对本实用新型的限制，有关技术领域的技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化或变换，因此所有等同的技术方案也应该属于本实用新型的保护范围，本实用新型的保护范围应该由各权利要求限定。

技术特征：

1.一种钢-铝复合材料推力杆，其特征在于：包括杆体、铝合金球头、安装在铝合金球头内的球铰，其中杆体为圆形钢管、铝合金球头包括球头、手柄、连接球头与手柄的过渡区，手柄为外表面呈波浪形的圆形柱体且手柄压接在钢管内，球头呈椭圆形柱体，过渡区一端大一端小，大端与球头连接，小端与手柄连接。2.如权利要求1所述的钢-铝复合材料推力杆，其特征在于：球头中心设有安装球铰的圆形通孔。3.如权利要求1所述的钢-铝复合材料推力杆，其特征在于：球头沿手柄轴线方向上的壁厚小于其与手柄轴线垂直方向上的壁厚。4.如权利要求3所述的钢-铝复合材料推力杆，其特征在于：球头沿手柄轴线方向上的壁厚：球头与手柄轴线垂直方向上的壁厚=1:1.25-1.5。5.如权利要求1所述的钢-铝复合材料推力杆，其特征在于：从球头的轴线方向看，过渡区大端处的外表面与球头的柱体表面相切。6.如权利要求1所述的钢-铝复合材料推力杆，其特征在于：从球头的轴线方向看，过渡区上下两个最外侧的连线之间的夹角为60
o-90
o
。7.如权利要求1所述的钢-铝复合材料推力杆，其特征在于：过渡区沿球头轴线方向的上下两个表面处均设有凹槽。8.如权利要求7所述的钢-铝复合材料推力杆，其特征在于：凹槽靠近球头处的宽度大于其靠近手柄处的宽度。9.如权利要求1所述的钢-铝复合材料推力杆，其特征在于：杆体为空心结构。10.如权利要求1所述的钢-铝复合材料推力杆，其特征在于：手柄为实心结构。

技术总结

一种钢-铝复合材料推力杆，包括杆体、铝合金球头、安装在铝合金球头内的球铰，其中杆体为圆形钢管、铝合金球头包括球头、手柄、连接球头与手柄的过渡区，手柄为外表面呈波浪形的圆形柱体且手柄压接在钢管内，球头呈椭圆形柱体，过渡区一端大一端小，大端与球头连接，小端与手柄连接。本实用新型兼顾钢材的强度和低成本，铝的低重量，满足成本低，强度高，重量轻的市场要求，同时只需要在杆体处进行特殊的防腐处理，简化了工艺，同时还能提高使用寿命。同时还能提高使用寿命。同时还能提高使用寿命。