驱动桥壳轴头的成形设备制造技术

本发明专利技术涉及驱动桥壳轴头的成形方法及成形设备。成形方法包括：加热金属管坯的两端，然后对管坯的两端进行镦粗，使得管坯的两端的管壁局部增厚；在镦粗后的管坯冷却之后，对管坯的两端进行一次缩径，一次缩径包括：加热管坯的两端形成预定温度场之后，将具有预定形状的第一型芯驱动到管坯的两端内的预定位置；推动一次缩径模具使其挤压管坯的两端，从而使管坯的两端缩径变形至预定形状轮廓；将第一型芯从管坯的两端抽出，第一型芯能对管坯的两端进行内腔整形；退回一次缩径模具。本发明专利技术在保证轴头与桥壳体为一体的前提下，使轴头内腔贯通平直且提高了轴头外形的贴模性，梳理了轴头内腔金属流线，极大提高了桥壳的形状和尺寸精度及其机械性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于金属型材无切削加工成型的
，更具体地说，涉及整体式驱动桥壳轴头的成形方法及成形设备，即，涉及将无缝钢管在变温度场条件下，经过镦粗、挤压、内部整形等工序，完成汽车整体驱动桥壳两端轴头的加工方法以及加工所用的成形设备。
技术介绍
驱动车桥是汽车上比肩发动机和驾驶室的三大总成之一，承受着汽车的满载弹簧荷重以及地面经车轮、车架或承载式车身经悬架给予的铅锤力、纵向力、横向力及其力矩以及冲击载荷；驱动桥还传递着传动系中的最大扭矩，而驱动桥壳承受着反作用力矩。驱动桥壳是驱动桥传动系统的安装支撑体，为传动系统的正常运转提供保证。驱动桥壳在承受载荷下的刚度直接影响传动效果和传动零件的服役寿命。驱动桥壳在驱动桥结构中，质量最大、形状最复杂，是驱动桥总成的关键零件。驱动桥壳的两端的形状特点为：从外到内，外形为分段变直径阶梯轴，多数驱动桥壳单侧阶梯轴为两段，阶梯轴部分即被称作桥壳的轴头。另外，轴头内腔贯通平直，不允许出现波浪状折叠等缺陷。保证桥壳两端的轴头内腔贯通平直，是驱动桥壳制造过程的难点，当前主要的驱动桥壳制造工艺主要有以下几种：1.铸造式桥壳：采用球墨铸铁、可锻铸铁或铸钢，整体铸造出中央开口桥壳体和两侧变截面的空心管坯，机加工后再将较长的半轴套管压入其两端，并用螺栓或销轴来固定。2.钢板冲焊桥壳：采用低碳合金钢厚板作为原料，经过落料、弯曲工序，分别冲压成上下两个半桥壳体后，将二者上下对接焊接成桥壳本体，最后在焊接好的桥壳本体两端再对焊半轴套管，形成完整桥壳体。3.钢管扩张焊接轴头式桥壳：在方截面钢管中央开槽，利用各种扩张方法成形琵琶孔后，方管两端经挤压截面变为圆形，再与轴头焊接，形成完整桥壳。以上三种驱动桥壳的制造方法中，铸造桥壳通过铸造方式，直接成形好内腔贯通平直的轴头且与桥壳本体相连。铸造桥壳刚性强，减震性能好，但是抵抗冲击载荷的性能以及强度较差。铸造工艺对材料和热处理的要求较高，后续机加工量大，生产效率低，能耗大且污染环境，产品质量大，不易实现轻量化和绿色制造；钢板冲焊桥壳和钢管扩张焊接轴头桥壳，确切的讲，都是通过焊接工序将各部分焊接组合到一起成为整体桥壳。桥壳两端焊接的半轴套管，是通过锻造工艺生产的轴头，利用热挤压工艺实现轴头外形并保证内腔平直贯通。但是焊缝的存在极大降低了焊接桥壳的强度和刚度，导致桥壳抗疲劳性能降低。另外，焊缝处容易开裂，是构成漏油的主要原因。目前，汽车驱动桥壳正在朝整体式产品发展，要求桥壳两端轴头与桥壳本体之间无焊缝，即决定在下料后首先要成形两端轴头。然而，轴头外形的变截面阶梯轴形状以及内腔贯通平直的特点，往往使轴头的形状和尺寸精度难以保证。尤其是轴头内腔，现有的解决办法往往使内腔出现少许波浪起伏面，并不是完全的贯通平直，后续仍然需要机加工来消除缺陷。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种驱动桥壳轴头的成形方法及成形设备，其能够克服上述现有技术的某种或某些问题。本专利技术的第一方面提供了一种驱动桥壳轴头的成形方法，用于成形驱动桥壳轴头，包括以下步骤：加热金属管坯的两端，然后对管坯的两端进行镦粗，使得管坯的两端的管壁局部增厚；以及在镦粗后的管坯冷却之后，对管坯的两端进行一次缩径，该一次缩径包括：加热管坯的两端形成预定温度场之后，将具有预定形状的第一型芯驱动到管坯的两端内的预定位置；推动一次缩径模具使其挤压管坯的两端，从而使管坯的两端缩径变形至预定形状轮廓；将第一型芯从管坯的两端抽出，该第一型芯能够对管坯的两端进行内腔整形；以及退回一次缩径模具。根据本专利技术的一个方面，提供了一种生产工艺简单、容易操作且产品形状尺寸精度较好的整体驱动桥壳两端轴头成形方法，根据该方法，在保证轴头与桥壳体为一体的前提下，使轴头内腔贯通平直且提高了轴头外形的贴模性，梳理了轴头内腔金属流线，极大提高了桥壳的形状和尺寸精度，有助于其机械性能的提升。根据本专利技术的一个实施例，将经过一次缩径之后的管坯进行二次缩径，该二次缩径包括：待一次缩径后的管坯冷却之后，加热管坯的两端形成预定温度场之后，将具有预定形状的第二型芯驱动到管坯的两端内的预定位置；推动二次缩径模具使其挤压管坯的两端，从而使管坯的两端缩径变形至预定形状轮廓；将第二型芯从管坯的两端抽出，该第二型芯能够对管坯的两端进行内腔整形；以及退回二次缩径模具。根据该实施例，能够由第二型芯进一步梳理轴头内腔的金属流线，并且极大提高了桥壳的形状和尺寸精度。在本专利技术的具体实施例中，金属管例如为无缝钢管，并且一次缩径所需要的温度场例如为1000℃至1200℃。金属管例如为无缝钢管，并且二次缩径所需要的温度场例如为900℃至1150℃。根据这些温度设置，能够使得成形操作顺利地进行并且提高操作效率。根据本专利技术的一个具体实施例，一次缩径模具由压力机的侧滑块推动，在一次缩径完成之后，侧滑块向两侧移动以退回一次缩径模具。二次缩径模具由压力机的侧滑块推动，在二次缩径完成之后，侧滑动向两侧移动以退回二次缩径模具。利用具有这种构造的缩径模具进行成形，能够在保证驱动桥壳的尺寸和精度的情况下使得操作简单可靠。根据本专利技术的另一个方面，提供了一种驱动桥壳轴头的成形设备，用于成形车辆中的驱动桥壳轴头，其中，该驱动桥壳轴头的成形设备包括：模具箱，模具箱位于用于成形为驱动桥壳轴头的金属管坯的两端；镦粗模具，放置在模具箱内，镦粗模具用于镦粗加热后的管坯的两端，使得管坯的两端的管壁局部增厚；一次缩径模具，在模具箱内与镦粗模具并排地放置，用于对管坯的两端进行一次缩径；压力机的侧滑块，用于支撑模具箱，在侧滑块上设置有水平和竖直台面，模具箱能够沿着侧滑块的水平和竖直台面滑动，从而使得在不同的工序中所使用的模具的中心线能够与管坯的轴线对准；以及位于模具箱内的液压缸，液压缸设置在一次缩径模具的外侧，并且具有第一型芯，在对管坯的两端进行缩径时，能够将第一型芯驱动到管坯内的预定位置，其中，侧滑块能够推动一次缩径模具使其挤压管坯的两端，从而使管坯的两端缩径变形至预定形状轮廓，在一次缩径变形之后液压缸能够将第一型芯从管坯的两端抽出，该第一型芯能够对管坯的两端进行内腔整形。根据本专利技术的该第二方面，用于重型汽车整体式驱动桥壳两端轴头的成形，该成形设备结构简单、性能可靠，集成化高，生产工序少，生产效率高。能够较好的保证轴头外形及内腔的形状尺寸精度，有效避免桥壳轴头的成形缺陷，有助于提高产品质量并降低制造成本。优选地，第一型芯的伸到管坯内的端部的外径大于第一型芯的其它部分的外径。根据本专利技术的一个实施例，模具箱内还包括用于对管坯的两端进行二次缩径的二次缩径模具，该二次缩径模具与镦粗模具和一次缩径模具并排地放置。在该二次缩径模具的外侧放置有另一液压缸，该另一液压缸具有第二型芯，在对管坯的两端进行二次缩径时，能够将第二型芯驱动到管坯内的预定位置。根据该实施例，进一步梳理了起伏面的金属流线，而且增大了轴头外壁与缩径模具的贴合性。优选地，第二型芯的伸到管坯内的端部的外径大于第二型芯的其它部分的外径。根据本专利技术的一个实施例，侧滑块能够推动二次缩径模具使其挤压经受过一次缩径的管坯的两端，从而使管坯的两端缩径变形至预定形状轮廓，在二次缩径变形之后另一液压缸能够将第二型芯从管坯的两端抽出，该第二型芯能够对管坯的两端进行内腔整形。根据该实施例，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种驱动桥壳轴头的成形方法，用于成形驱动桥壳轴头，包括以下步骤：加热金属管坯的两端，然后对管坯的两端进行镦粗，使得管坯的两端的管壁局部增厚；以及在镦粗后的管坯冷却之后，对管坯的两端进行一次缩径，该一次缩径包括：加热管坯的两端形成预定温度场之后，将具有预定形状的第一型芯驱动到管坯的两端内的预定位置；推动一次缩径模具使其挤压管坯的两端，从而使管坯的两端缩径变形至预定形状轮廓；将第一型芯从管坯的两端抽出，该第一型芯能够对管坯的两端进行内腔整形；以及退回一次缩径模具。

【技术特征摘要】
1.一种驱动桥壳轴头的成形方法，用于成形驱动桥壳轴头，包括以下步骤：加热金属管坯的两端，然后对管坯的两端进行镦粗，使得管坯的两端的管壁局部增厚；以及在镦粗后的管坯冷却之后，对管坯的两端进行一次缩径，该一次缩径包括：加热管坯的两端形成预定温度场之后，将具有预定形状的第一型芯驱动到管坯的两端内的预定位置；推动一次缩径模具使其挤压管坯的两端，从而使管坯的两端缩径变形至预定形状轮廓；将第一型芯从管坯的两端抽出，该第一型芯能够对管坯的两端进行内腔整形；以及退回一次缩径模具。2.根据权利要求1所述的驱动桥壳轴头的成形方法，其中，将经过一次缩径之后的管坯进行二次缩径，该二次缩径包括：待一次缩径后的管坯冷却之后，加热管坯的两端形成预定温度场之后，将具有预定形状的第二型芯驱动到管坯的两端内的预定位置：推动二次缩径模具使其挤压管坯的两端，从而使管坯的两端缩径变形至预定形状轮廓；将第二型芯从管坯的两端抽出，该第二型芯能够对管坯的两端进行内腔整形；以及退回二次缩径模具。3.根据权利要求1所述的驱动桥壳轴头的成形方法，其中，一次缩径所需要的温度场为1000℃至1200℃。4.根据权利要求2所述的驱动桥壳轴头的成形方法，其中，二次缩径所需要的温度场为900℃至1150℃。5.根据权利要求1所述的驱动桥壳轴头的成形方法，其中，一次缩径模具由压力机的侧滑块推动，在一次缩径完成之后，侧滑块向两侧移动以退回一次缩径模具。6.根据权利要求2所述的驱动桥壳轴头的成形方法，其中，二次缩径模具由压力机的侧滑块推动，在二次缩径完成之后，侧滑动向两侧移动以退回二次缩径模具。7.一种驱动桥壳轴头的成形设备，用于成形...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐春国，郭永强，李攀，
申请(专利权)人：北京机电研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11