[發(fā)明專利]一種預(yù)防變截面變壁厚中間軸旋鍛過(guò)程中出現(xiàn)缺陷的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710003557.4
• 申請(qǐng)日: 2017-01-04
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106734839B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-10-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 盧曦;朱卓選
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海理工大學(xué)
• 主分類號(hào): B21K1/06
• 分類號(hào): B21K1/06
• 代理公司: 上海德昭知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31204
• 代理人: 郁旦蓉

根據(jù)本發(fā)明所涉及的預(yù)防變截面變壁厚中間軸旋鍛過(guò)程中出現(xiàn)缺陷的方法，包括以下步驟：確定變截面變壁厚中間軸的旋鍛成形方式和步驟；確定影響變截面變壁厚中間軸旋鍛缺陷的進(jìn)給工藝參數(shù)；對(duì)進(jìn)給工藝參數(shù)進(jìn)行進(jìn)給工藝參數(shù)靈敏度分析，得到工藝參數(shù)靈敏度的重要程度的大小關(guān)系；按照工藝參數(shù)靈敏度的重要程度的大小關(guān)系，分別確定無(wú)芯棒旋鍛徑向進(jìn)給值、周向進(jìn)給最小角度以及含芯棒軸向進(jìn)給值。本發(fā)明結(jié)合轎車旋鍛軸特性給出的預(yù)防變截面變壁厚中間軸旋鍛過(guò)程中出現(xiàn)缺陷的方法對(duì)合理制定旋鍛工藝參數(shù)、提高旋鍛軸產(chǎn)品質(zhì)量及預(yù)防旋鍛過(guò)程中出現(xiàn)缺陷具有重要的技術(shù)參考價(jià)值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于機(jī)械工程領(lǐng)域，具體涉及一種預(yù)防中間軸旋鍛過(guò)程中出現(xiàn)缺陷的方法。

背景技術(shù)

等速萬(wàn)向傳動(dòng)軸是汽車等速萬(wàn)向傳動(dòng)總成中一個(gè)重要組成部件。一端與變速器內(nèi)的差速器半軸齒輪相連，另一端與驅(qū)動(dòng)輪的輪轂連接，在轎車行駛過(guò)程中起著傳遞運(yùn)動(dòng)及轉(zhuǎn)矩的作用。

國(guó)外的高技術(shù)和高水平高級(jí)轎車傳動(dòng)中間軸制造中廣泛應(yīng)用旋鍛工藝。采用旋鍛工藝能夠加工出整體式轎車空心軸，具有輕量化程度高、扭轉(zhuǎn)剛度高和疲勞壽命高等特點(diǎn)。

轎車等速萬(wàn)向變截面變壁厚中間軸是利用無(wú)縫鋼管通過(guò)無(wú)芯棒旋鍛、含芯棒旋鍛、漸開(kāi)線花鍵成形等工藝形成的變截面、變厚度空心軸。

由于轎車空心軸相對(duì)于實(shí)心軸而言，有利于軸類零件的輕量化，提高軸類零件的抗扭剛度，而高性能的轎車空心軸總成除了要求高速穩(wěn)定地傳遞轉(zhuǎn)矩外，還有減輕總成重量、減少振動(dòng)與噪音傳遞、提高乘客舒適性的要求。相關(guān)技術(shù)人員已經(jīng)將實(shí)心軸設(shè)計(jì)為空心軸，傳統(tǒng)技術(shù)的轎車空心軸普遍采用兩端實(shí)心管件中間空心管件通過(guò)焊接技術(shù)成為焊接軸，焊接軸的靜強(qiáng)度雖然很高，但高周疲勞性能卻較差，而且焊接軸仍然具有輕量化的潛能。

旋轉(zhuǎn)鍛造簡(jiǎn)稱旋鍛，也可以叫做徑向鍛造，是一種用于棒料、管材或線材精密加工的回轉(zhuǎn)成形工藝，屬于漸進(jìn)成形和近凈成形的范疇。

旋轉(zhuǎn)鍛造是一種由2～4塊鍛模環(huán)繞坯料軸線高速旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，對(duì)坯料進(jìn)行高頻鍛打，從而使坯料軸截面尺寸減小或形狀改變的漸進(jìn)成形方法。旋鍛加工具有加工范圍廣、加工精度高、產(chǎn)品性能好和生產(chǎn)靈活性大等特點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于航天、軍工、工業(yè)和汽車領(lǐng)域的實(shí)心臺(tái)階軸、空心軸等零件的生產(chǎn)。旋鍛工藝能夠加工出整體式轎車空心軸，具有輕量化程度高、扭轉(zhuǎn)剛度高和疲勞壽命高等特點(diǎn)，對(duì)于小尺寸和承受大扭矩的轎車等速萬(wàn)向傳動(dòng)中間軸制造具有明顯的優(yōu)勢(shì)，因此轎車等速萬(wàn)向傳動(dòng)中間軸旋鍛工藝會(huì)成為中間軸制造生產(chǎn)的發(fā)展趨勢(shì)。

旋鍛過(guò)程中，無(wú)論是含芯棒旋鍛還是無(wú)芯棒旋鍛，毛坯除了旋鍛徑向進(jìn)給外，還有徑向周向進(jìn)給和軸向進(jìn)給。旋鍛過(guò)程中的缺陷主要包括：周向進(jìn)給不合理，會(huì)導(dǎo)致圓度缺陷；含芯棒旋鍛中，軸向進(jìn)給過(guò)大，軸向拉應(yīng)力隨之增大，會(huì)導(dǎo)致裂紋缺陷；無(wú)芯棒旋鍛徑向進(jìn)給過(guò)大，內(nèi)壁金屬自由流動(dòng)，內(nèi)壁會(huì)出現(xiàn)褶皺、裂紋等缺陷。

無(wú)論是無(wú)芯棒旋鍛還是含芯棒旋鍛，旋鍛過(guò)程中合理的工藝參數(shù)是保證旋鍛產(chǎn)品質(zhì)量及預(yù)防缺陷的關(guān)鍵。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是為了解決上述問(wèn)題而進(jìn)行的，目的在于提供一種預(yù)防變截面變壁厚中間軸旋鍛過(guò)程中出現(xiàn)缺陷的方法。

本發(fā)明提供了一種預(yù)防變截面變壁厚中間軸旋鍛過(guò)程中出現(xiàn)缺陷的方法，具有這樣的特征，包括以下步驟：

步驟1，確定變截面變壁厚中間軸的旋鍛成形方式和步驟；

步驟2，確定影響變截面變壁厚中間軸旋鍛缺陷的進(jìn)給工藝參數(shù)；

步驟3，對(duì)步驟2中的進(jìn)給工藝參數(shù)進(jìn)行進(jìn)給工藝參數(shù)靈敏度分析，得到工藝參數(shù)靈敏度的重要程度的大小關(guān)系；

步驟4，按照步驟3中工藝參數(shù)靈敏度的重要程度的大小關(guān)系，優(yōu)先確定無(wú)芯棒旋鍛徑向進(jìn)給值；

步驟5，確定周向進(jìn)給最小角度；