本发明专利技术公开了一种用于圆柱台阶轴类零件的冷拉伸滚压成型方法，对工件施以轴向拉力Ｐ，在整个加工过程中使工件材料在拉力Ｐ的作用下单位面积所受拉力即拉应力σ＝（０．４－０．９）σ↓［ｓ］；将工件两侧的两组滚压工具沿工件径向与工件表面接触，对工件实施径向加压，同时驱动滚压工具相对于工件的周向作相对运动，并在整个加工过程中使两组滚压工具表面与工件表面接触处的线速度相等，直至将工件滚压到所需尺寸，释放对工件施加的轴向拉力，将滚压工具沿工件径向退出，拆卸工件即可。本发明专利技术能提高生产效率、产品质量及疲劳寿命，减少设备投资，有利于提高工具及设备的寿命，可适用于高强度、高硬度的合金钢材料要求较大的轴向和径向变形零件。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及机械制造领域，具体来说涉及一种台阶轴类零件的加工方法。
技术介绍
目前轴类零件的制造方法多采用车削、磨削等切削加工工艺。生产效率不高，材料、能源、人力资源浪费大，表面质量不高，直接影响产品的质量和成本。而热成型技术如锻造、热轧等，其资源、环境效益较差，且产品表面质量不高，通常还需二次加工。冷滚压技术属于先进的无切屑加工方法。目前，在零件环形局部小变形的滚压成型(如螺纹牙的滚压成型)及零件表面局部小变形的滚压强化等方面得到广泛应用，但对于同时需较大的轴向和径向变形的零件，单纯冷滚压很难实现，特别对于是经过热处理，材料硬度达到HRC40以上后，滚压成型无法实现，限制了冷滚压技术的应用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述缺点而提供的一种提高生产效率、产品质量及疲劳寿命，减少设备投资，有利于提高工具及设备的寿命，可适用于高强度、高硬度的合金钢材料要求较大的轴向和径向变形零件的用于圆柱台阶轴类零件的冷拉伸滚压成型方法。本专利技术的如下(1)用置于工件两端的夹头分别对工件两端进行夹持，对工件施以轴向拉力P，拉力P的大小根据工件不同材料、热处理条件及加工过程中工件尺寸变化的需要进行调整，在整个加工过程中使工件材料在拉力P的作用下单位面积所受拉力即拉应力σ，满足以下条件σ＝(0.4-0.9)σs其中σ为工件材料在拉力P的作用下所受的拉应力σs为工件材料的屈服极限(2)将分别置于工件两侧的两组滚压工具沿工件径向与工件表面接触，对工件实施径向加压，同时驱动滚压工具相对于工件的周向相对运动，并在整个加工过程中使两组滚压工具表面与工件表面接触处的线速度相等，实现滚压工具对工件进行滚压；从两组滚压工具与工件表面接触开始，两组滚压工具之间沿工件径向方向的尺寸逐步缩小，直至将工件滚压到所需尺寸，当工件经冷拉伸滚压成型到所需尺寸后，释放对工件施加的轴向拉力，将滚压工具沿工件径向退出，拆卸工件即可。在滚压过程中，工件断面尺寸将逐渐减小，相应降低工件轴向拉力P的值，使工件材料拉应力σ始终满足条件σ＝(0.4-0.9)σs在工件尺寸逐渐减小过程中，相应改变工件或两组滚压工具的运动速度，使之始终满足滚压工具表面与工件表面接触处的线速度相等的条件。上述的用于圆柱台阶轴类零件的冷拉伸滚压成型方法，其中第(2)步为将分别置于工件两侧的两组滚压轮沿工件径向方向移动进给使其与工件表面接触，实施对工件的径向加压，同时驱动滚压轮转动实现滚压轮对工件的滚压，两组滚压轮轴线与工件轴线处于平行位置，两组滚压轮分别绕自身轴线沿相同转向转动并保持转速相等，工件绕自身轴线转动其转动方向与两滚压轮转向相反，其转速使两滚压轮表面与工件表面接触处的线速度相等；从两组滚压轮与工件表面接触开始，滚压轮沿工件径向方向的移动进给以间隙性运动方式进行，直至将工件滚压到所需尺寸，滚压轮每次间隙性移动进给之后的间隔时间足以使工件绕自身轴线转动半周以上，使两组滚压轮能共同完成对工件一周以上的滚压过程；滚压轮每次间隙性移动进给量为0.05-0.3mm。上述的用于圆柱台阶轴类零件的冷拉伸滚压成型方法，其中第(2)步为将两组半径逐渐增大的滚压凸轮分别置于工件两侧，两组滚压凸轮轴线与工件轴线处于平行位置，同时驱动两组半径逐渐增大的滚压凸轮分别绕自身轴线沿相同转向转动并保持转速相等，随着滚压凸轮的转动其表面开始与工件表面开始接触，实施对工件的径向加压，工件绕自身轴线转动其转动方向与两滚压凸轮转向相反，其转速使两滚压凸轮表面与工件表面接触处的线速度相等；从两组滚压凸轮与工件表面接触开始，保持滚压凸轮轴线位置固定，由于滚压凸轮半径逐渐增大，工件在滚压凸轮半径逐渐增大的范围内受滚压作用半径逐渐减小，直至将工件滚压到所需尺寸，对应于工件绕自身轴线转动半周以上，也即两组滚压凸轮能共同完成对工件一周以上的滚压过程，滚压凸轮半径的增加量为0.05-0.3mm。上述的用于圆柱台阶轴类零件的冷拉伸滚压成型方法，其中第(2)步为将两组滚压凸板分别置于工件两侧，该两组滚压凸板在沿垂直于自身运动的方向上尺寸逐渐增大，向工件方向逐渐凸出，两组滚压凸板运动方向相互平行，并与工件轴线处于平行位置，同时驱动两组滚压凸板沿相反方向相对运动并保持运动速度相等，随着滚压凸板的相对运动其表面开始与工件表面开始接触，实施对工件的径向加压，工件绕自身轴线转动，其转动方向使其与滚压凸板接触处的切向速度方向分别与两滚压凸板的速度方向相同，其转速使两滚压凸板表面与工件表面接触处的线速度相等；从两组滚压凸板与工件表面接触开始，由于两组滚压凸板在沿垂直于自身运动的方向上尺寸逐渐增大，向工件方向逐渐凸出，工件在滚压凸板尺寸逐渐增大的范围内受滚压作用半径逐渐减小，直至将工件滚压到所需尺寸；对应于工件绕自身轴线转动半周以上，也即两组滚压凸板能共同完成对工件一周以上的滚压过程，滚压凸板尺寸的增加量为0.05-0.3mm。上述的用于圆柱台阶轴类零件的冷拉伸滚压成型方法，其中第(2)步为将分别置于工件两侧的两组滚压板沿工件径向方向移动进给使其与工件表面接触，实施对工件的径向加压，同时驱动滚压板沿工件切向方向移动实现滚压板对工件的滚压，两组滚压板相互平行，并与工件轴线处于平行位置，两组滚压板沿相反方向相对运动并保持运动速度相等，工件绕自身轴线转动，其转动方向使其与滚压板接触处的切向速度方向分别与两滚压板的速度方向相同，其转速使两滚压板表面与工件表面接触处的线速度相等；从两组滚压板与工件表面接触开始，滚压板沿工件径向方向的进给须以间隙性运动方式进行，直至将工件滚压到所需尺寸，滚压板每次间隙性移动进给之后的间隔时间应足以使工件绕自身轴线转动半周以上，使两组滚压板能共同完成对工件一周以上的滚压过程；滚压板每次间隙性移动进给量为0.05-0.3mm。上述的用于圆柱台阶轴类零件的冷拉伸滚压成型方法，其中第(2)步为将一固定滚压板和一活动滚压板分别置于工件两侧，活动滚压板沿工件径向方向移动进给使其与工件表面接触，实施对工件的径向加压，同时驱动活动滚压板沿工件切向方向移动实现滚压板对工件的滚压；两组滚压板相互平行，并与工件轴线处于平行位置，工件绕自身轴线转动，同时沿活动滚压板移动方向移动，其转速和移动速度叠加后应使两滚压板表面与工件表面接触处的线速度相等；从两组滚压板与工件表面接触开始，活动滚压板沿工件径向方向的进给须以间隙性运动方式进行，直至将工件滚压到所需尺寸，活动滚压板每次间隙性移动进给之后的间隔时间应足以使工件绕自身轴线转动半周以上，使两组滚压板能共同完成对工件一周以上的滚压过程；活动滚压板每次间隙性移动进给量为0.05-0.3mm。本专利技术与现有技术相比，集成了拉伸和滚压的技术特征，在拉伸和滚压的共同作用下，即使是对于经过热处理，硬度达到HRC40以上的材料，也可以实现需较大的轴向和径向变形零件的成型。解决了高强度，特别是高硬度的合金钢材料直接单纯滚压成型比较困难，甚至于无法进行的问题；可以大幅度节约材料、节约能源、节约场地、节约人力资源、减少环境污染。经济及社会效益明显；本专利技术的方法生产的产品表面质量优良，明显优于切削加工的产品表面质量，更优于热成型加工的产品表面质量。有利于提高产品质量，提高产品疲劳寿命；冷拉伸滚压成型时，作用在滚压工具上的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于圆柱台阶轴类零件的冷拉伸滚压成型方法，其特征在于： （１）用置于工件两端的夹头分别对工件两端进行夹持，对工件施以轴向拉力Ｐ，在整个加工过程中使工件材料在拉力Ｐ的作用下单位面积所受拉力即拉应力σ，满足以下条件： σ＝（０．４－０．９）σ↓［ｓ］ 其中：σ为工件材料在拉力Ｐ的作用下所受的拉应力 σ↓［ｓ］为工件材料的屈服极限； （２）将分别置于工件两侧的两组滚压工具沿工件径向与工件表面接触，对工件实施径向加压，同时驱动滚压工具相对于工件的周向作相对运动，并在整个加工过程中使两组滚压工具表面与工件表面接触处的线速度相等；从两组滚压工具与工件表面接触开始，两组滚压工具之间沿工件径向方向的尺寸逐步缩小，直至将工件滚压到所需尺寸，当工件经冷拉伸滚压成型到所需尺寸后，释放对工件施加的轴向拉力，将滚压工具沿工件径向退出，拆卸工件即可。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王自勤，
申请(专利权)人：贵州省机电装备工程技术研究中心，
类型：发明
国别省市：52[中国|贵州]
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