一种降低芯轴强度差异的生产、计算、加热及校验方法技术

本申请涉及一种降低芯轴强度差异的生产、计算、加热及校验方法，其包括：根据设计强度计算芯轴所需的淬火硬化层深度；计算感应加热设备的输出功率，标定工件淬火硬化层深度符合要求深度时的瞬时功率值的曲线区间W

【技术实现步骤摘要】
一种降低芯轴强度差异的生产、计算、加热及校验方法


[0001]本申请涉及芯轴加工技术的领域，尤其是涉及一种降低芯轴强度差异的生产、计算、加热及校验方法。

技术介绍

[0002]汽车底盘传动系统中有一类传动机构称为等速万向节传动轴，作为车体动力传输的一部分，等速万向节传动轴一端连接差速器，另一端连接车轮轮毂。等速万向节传动轴通常包括两个万向节和一根芯轴。其中，芯轴为主要承载扭矩的部件，因此对其强度有较高要求。
[0003]对于轴类工件进行表面淬火是常见的增加其强度的工艺，淬火之后检验工件强度是否符合要求时一般采用静扭加载试验或者切割后进行金相检测等破坏性测试，因此只能采取抽样检测的方式。
[0004]针对上述相关技术，专利技术人认为抽样检测根据样本中的产品的检验结果来推断整批产品的质量，因此存在难以将不合格品挑选出来的缺陷。

技术实现思路

[0005]为了将不合格品挑选出来的缺陷，本申请提供一种降低芯轴强度差异的生产、计算、加热及校验方法。
[0006]一方面，本申请提供一种降低芯轴强度差异的生产方法，包括：S1：根据设计强度计算芯轴所需的淬火硬化层深度；S11：测量芯轴外径，确定芯轴的最小外径D；S12：计算芯轴理论未淬火区的直径d
i
,芯轴理论未淬火区的直径d
i
的计算公式为：其中，T
f
为芯轴在淬火之后要求符合的预期静扭强度；τ
i
为芯轴的材料热处理之后的抗拉强度；然后根据所述d
i
的计算结果计算淬火硬化层的深度S，淬火硬化层的深度S的计算公式为：S2：计算感应加热设备的输出功率；S21：利用感应加热设备加热试样件，输出感应加热设备加热试样件过程中输出的瞬时功率P
试
(t)；S22：淬火完成之后，检测试样件淬火硬化层深度，然后标定试样件淬火硬化层深度与感应淬火过程中感应加热设备输出的瞬时功率P
试
(t)的关系，标定工件淬火硬化层深度符合要求深度时的瞬时功率值的曲线区间W
瞬
(t)；S3：对工件进行感应加热；
利用感应加热设备对工件进行感应加热，检测感应加热设备对工件进行感应加热过程中的瞬时功率P
瞬
(t)，控制瞬时功率P
瞬
(t)在曲线区间W
瞬
(t)内；当工件整个淬火加热过程中瞬时功率P
瞬
(t)均在曲线区间W
瞬
(t)内，则进行S4操作；当工件淬火加热过程中任一瞬时功率P
瞬
(t)未在曲线区间W
瞬
(t)内，则该工件为不合格品；S4：校验工件淬火硬化层深度；其中，于S4前：进行试样件加热过程中瞬时功率P
试
(t)对时间的积分，得到感应加热设备累计施加于试验件的能量Q
试
；检测试样件淬火硬化层深度；计算试样件淬火硬化层深度与感应加热设备累计施加于试验件的能量Q
试
的关系，标定工件淬火硬化层深度符合要求深度时，感应加热设备累计施加于试验件的能量区间，该累计能量区间为标定累计能量区间W；于S4中，进行加热工件时感应加热设备输出瞬时功率P
瞬
(t)对时间的积分,得到感应加热设备累计施加于工件的能量Q
总
；若感应加热设备累计施加于工件的能量Q
总
落入标定累计能量区间W内，则该工件合格；若感应加热设备累计施加于工件的能量Q
总
未落入标定累计能量区间W内，则该工件不合格。
[0007]通过采用上述技术方案，通过芯轴设计的静态强度计算其淬火硬化层深度。然后对试样件进行感应淬火加热，测试得到当淬火硬化层深度符合计算淬火硬化层深度时，感应淬火设备对工件输出能量的区间。以上述能量区间控制感应淬火设备瞬时功率，使得淬火后的工件的淬火硬化层深度与合格试验件的淬火硬化层深度相近。
[0008]同时，可以判断整个加热过程中瞬时功率P
瞬
(t)是否符合要求，当不符合要求时，则该工件为不合格品，可以将该不合格工件进行报废。相较于现有技术中的抽检，本申请在加工过程实现了全检，将不合格工件剔除，提升了同批次工件的良品率，降低同批次工件之间的强度差异。
[0009]再者，相较抽样进行破坏性试验，本申请技术方案不会破坏工件，从而降低了成本，提升了效益。
[0010]另一方面，本申请还提供了一种满足强度需求的淬火硬化层深度计算方法，包括：S1：根据设计强度计算芯轴所需的淬火硬化层深度；S11：测量芯轴外径，确定芯轴的最小外径D；S12：计算芯轴理论未淬火区的直径d
i
,芯轴理论未淬火区的直径d
i
的计算公式为：其中，T
f
为芯轴在淬火之后要求符合的预期静扭强度，τ
i
为芯轴的材料热处理之后的抗拉强度；然后根据所述d
i
的计算结果计算淬火硬化层的深度S，淬火硬化层的深度S的计算公式为：
[0011]通过采用上述技术方案，因为工件的强度会受到淬火硬化层深度的影响，对淬火工艺的控制便能控制淬火硬化层深度，从而控制工件的强度。为了便于将对淬火工艺过程
中感应淬火设备输出功率的标定，所以计算出对应工件强度的淬火硬化层深度，从而能够更加精确的标定感应淬火设备输出功率的范围。
[0012]可选的，预期静扭强度T
f
包括最大静扭强度T
fmax
和最小静扭强度T
fmin
；于所述S12中：将最大静扭强度T
fmax
带入d
i
的计算公式中得芯轴未淬火区的最小直径d
imin
，然后将d
imin
带入S的计算公式中得到淬火硬化层最大深度S
max
；将最小静扭强度T
fmin
带入d
i
的计算公式中得芯轴未淬火区的最大直径d
imax
，然后将d
imax
带入S的计算公式中得芯轴淬火硬化层的最小深度S
min
。
[0013]通过采用上述技术方案，得到一个符合静扭强度要求的淬火硬化层深度的区间，更加容易判断工件是否合格。
[0014]再一方面，本申请还提供控制淬火硬化层深度的加热方法，其特征在于，包括：S2：计算感应加热设备的输出功率；S21：利用感应加热设备加热试样件，输出感应加热设备加热试样件过程中输出的瞬时功率P
试
(t)；S22：淬火完成之后，检测试样件淬火硬化层深度，然后标定试样件淬火硬化层深度与感应淬火过程中感应加热设备输出的瞬时功率P
试
(t)的关系，标定工件淬火硬化层深度符合要求深度时的瞬时功率值的曲线区间W
瞬
(t)；S3：对工件进行感应加热；利用感应加热设备对工件进行感应加热，控制感应加热设备对工件加热时本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.降低芯轴强度差异的生产方法，其特征在于：包括：S1：根据设计强度计算芯轴所需的淬火硬化层深度；S11：测量芯轴外径，确定芯轴的最小外径D；S12：计算芯轴未淬火区的直径d
i
,芯轴未淬火区的直径d
i
的计算公式为：其中，T
f
为芯轴在淬火之后要求符合的预期静扭强度，τ
i
为芯轴的材料热处理之后的抗拉强度；然后根据所述d
i
的计算结果计算淬火硬化层的深度S，淬火硬化层的深度S的计算公式为：S2：计算感应加热设备的输出功率；S21：利用感应加热设备加热试样件，输出感应加热设备加热试样件过程中输出的瞬时功率P
试
(t)；S22：淬火完成之后，检测试样件淬火硬化层深度，然后标定试样件淬火硬化层深度与感应淬火过程中感应加热设备输出的瞬时功率P
试
(t)的关系，标定工件淬火硬化层深度符合要求深度时的瞬时功率值的曲线区间W
瞬
(t)；S3：对工件进行感应加热；利用感应加热设备对工件进行感应加热，检测感应加热设备对工件进行感应加热过程中的瞬时功率P
瞬
(t)，控制瞬时功率P
瞬
(t)，在曲线区间W
瞬
(t)内；当工件整个淬火加热过程中瞬时功率P
瞬
(t)，均在曲线区间W
瞬
(t)内，则进行S4操作；当工件淬火加热过程中某一瞬时功率P
瞬
(t)，未在曲线区间W
瞬
(t)内，则该工件为不合格品；S4：校验工件淬火硬化层深度；其中，于S4前：进行试样件加热过程中瞬时功率P
试
(t)对时间的积分，得到感应加热设备累计施加于试验件的能量Q
试
；检测试样件淬火硬化层深度；计算试样件淬火硬化层深度与感应加热设备累计施加于试验件的能量Q
试
的关系，标定工件淬火硬化层深度符合要求深度时，感应加热设备累计施加于试验件的能量区间，该累计能量区间为标定累计能量区间W；于S4中，进行加热工件时感应加热设备输出瞬时功率P
瞬
(t)对时间的积分,得到感应加热设备累计施加于工件的能量Q
总
；若感应加热设备累计施加于工件的能量Q
总
落入标定累计能量区间W内，则该工件合格；若感应加热设备累计施加于工件的能量Q
总
未落入标定累计能量区间W内，则该工件不合格。2.满足强度需求的淬火硬化层深度计算方法，其特征在于，包括：S1：根据设计强度计算芯轴所需的淬火硬化层深度；S11：测量芯轴外径，确定芯轴的最小外径D；S12：计算芯轴理论未淬火区的直径d
i
,芯轴理论未淬火区的直径d
i
的计算公式为：
其中，T
f
为芯轴在淬火之后要求符合的预期静扭强度，τ
i
为芯轴的材料热处理之后的抗拉强度；然后根据所述d
i
的计算结果计算淬火硬化层的深度S，淬火硬化层的深度S的计算公式为：3.根据权利要求2所述的满足强度需求的淬火硬化层深度设计方法，其特征在于：预期静扭强度T
f
包括最大静扭强度T
fmax
和最小静扭强度T
fmin
；于所述S12中：将最大静扭强度T
fmax
带入d
i
的计算公式中得芯轴未淬火区的最小直径d
imin
，然后将d
imin
带入S的计算公式中得到淬火硬化层最大深度S
max
；将最小静扭强度T
fmin
带入d
i
的计算公式中得芯轴未淬火区的最大直径d
imax
，然后将d
imax
带入S的计算公式中得芯轴淬火硬化层的最小深度S
min
。4.控制淬火硬化层深度的加热方法，其特征在于，包括：S2：计算感应加热设备的输出功率；S21：利用感应加热设备加热试样件，输出感应加热设备加热试样件过程中输出的瞬时功率P
试
(t)；...

【专利技术属性】
技术研发人员：王立军，钟芳平，石明全，熊浩泽，余成祥，乔继禹，
申请(专利权)人：浙江欧迪恩传动科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：