一种花键套冷挤压加工方法及其生产的花键套技术

本发明专利技术涉及一种花键套冷挤压加工方法及其生产的花键套，这种花键套冷挤压加工方法，包括以下步骤：管坯下料，毛坯退火，内孔外圆车加工，磷皂化，缩径挤压，花键冷挤，外圆车加工成型。一种使用以上方法制作的花键套，大端、过渡段与小端壁厚相等，该花键套屈服扭矩大于３００００Ｎｍ。本发明专利技术的有益效果是：一、两道冷挤成型工艺的应用，使得材料在冷作硬化后强度得到了提高，整个零件实现了等强度的设计，大大提高了材料利用率并降低了工艺成本；二、不仅减少了加工工序，缩短了零件的加工周期，在降低成本的同时提高了生产效率；三、取消了锻造和调质两道高耗能有污染的热加工工序，取得了明显的节能减排效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种传动轴上使用的花键套，尤其是一种花键套冷挤压加工方法及其生产的花键套。
技术介绍
目前重型商用车的传动轴上使用的花键套零件一般都是采用经验设计方法，零件 较为笨重。原材料一般采用厚壁无缝管，加工工艺过程包括管材下料、局部加热锻造镦粗大 直径的A端、调质、内孔车加工、内花键多次拉削、外圆车加工。这种设计和加工的花键套材 料利用率仅40%，并且有锻造、调质热处理和多道车加工工艺以及内花键拉削工艺，能耗和 切屑较多，加工成本和材料成本较高。
技术实现思路
本专利技术针对上述现有技术的缺点，提供一种耗材耗能少的花键套冷挤压加工方法 及其生产的花键套。 本专利技术解决其技术问题采用的技术方案 —种花键套冷挤压加工方法，包括以下步骤， 1)管坯下料。采用锯床下料，端面倾斜度小于r ; 2)毛坯退火。加热温度800-880°C ，保温3小时，随炉冷却到50(TC后出炉空冷； 3)内孔外圆车加工。先车外圆及端面，取下检验，合格后再车内？L。保证同心度在 0. lmm以内； 4)磷皂化。过程分为脱脂、水洗、表调、磷化、水洗、皂化； 5)縮径挤压。坯料縮径挤压成型，采用400吨液压机，压力范围在4-6MPa ; 6)花键冷挤。内花键冷挤压成型，采用800吨液压机，压力范围在6-10MPa ; 7)外圆车加工成型。以内花键为基准，小端外圆跳动控制在O. 15mm以内。 —种使用以上方法制作的花键套，大端、过渡段与小端壁厚相等，该花键套屈服扭 矩大于30000Nm。 本专利技术的有益效果是一、两道冷挤成型工艺的应用，使得材料在冷作硬化后强 度得到了提高，整个零件实现了等强度的设计，大大提高了材料利用率并降低了工艺成本； 二、不仅减少了加工工序，縮短了零件的加工周期，在降低成本的同时提高了生产效率；三、 取消了锻造和调质两道高耗能有污染的热加工工序，取得了明显的节能减排效果。附图说明 图1是本专利技术花键套的结构示意图； 图2是传统花键套的结构示意图； 附图标记说明大端1，过渡段2，小端3，传统大端4，传统过渡段5，传统小端6。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术作进一步说明 —种花键套冷挤压加工方法的实施例包括以下步骤， 1)管坯下料。升起锯条，摇动锯床手柄进料，目测端面与靠山的间隙，确认进料到位，开启设备锯料。采用锯床下料，端面倾斜度小于r ; 2)毛坯退火。将料竖立的放入料筐，利用起航车将料筐吊起并放在工作平台上， 每次热处理在工作平台上放置三筐产品，打开沙门将产品送入炉内，待平台完全进入炉内， 将沙门关上，打开控制箱上的温度调节器，将温度调节到报警器报警温度极限，调出相应程 序，进行加热及保温，保温结束后，打开沙门，控制平台出按钮，将产品移动到炉外冷却。加 热温度800-88(TC，保温3小时，随炉冷却到50(TC后出炉空冷； 3)内孔外圆车加工。在数控车床上装夹产品，调取程序车外圆及端面，取下检验， 合格后再次装夹，调取程序车内孔。保证同心度在0. lmm以内； 4)磷皂化。过程分为脱脂、水洗、表调、磷化、水洗、皂化，为典型的冷挤压磷皂化工 艺； 5)縮径挤压。将料放进凹模，启动液压机按钮，上模下行，坯料縮径挤压成型，启动 回程按钮，模具上行，取出成型坯料。采用400吨液压机，压力范围在4-6MPa ; 6)花键冷挤。将料放进凹模，启动液压机按钮，上模下行，内花键冷挤成型，启动回 程按钮，上模上行，启动顶料按钮顶出坯料，取出成型坯料。采用800吨液压机，压力范围在 6-10MPa ; 7)外圆车加工成型。在数控车床上装夹产品，调取程序车外圆及端面，取下检验。 以内花键为基准，小端外圆跳动控制在O. 15mm以内。 采用冷挤成型工艺，属于无切屑加工方法，下料重量减轻36%，材料利用率提高到 70% ，在强度提高15%的情况下零件重量减轻21 % ，而且取消了毛坯锻造和调质热处理。 —种使用以上方法制作的花键套的实施例依据设计，并使用以上的方法制作出 的花键套，其大端1、过渡段2与小端3壁厚相等，该花键套屈服扭矩大于30000Nm。 设计时采用等强度原理，如图1、2，首先，相对原热锻花键套，冷挤花键套将大端1 长度縮短，厚度改薄；其次，将大端1与小端3之间的过渡2段斜度改斜，使过渡更平稳，将 过渡段厚度改薄，使大端1、小端3、过渡段2壁厚相等，在节约材料的同时，便于花键套的冷 挤成型；而小端3长度及内花键长度基本保持不变，以此来保证花键套的花键配合有效长 度基本不变。设计中，建立原热锻花键套模型和冷挤花键套模型。因原热锻花键套的强度 需保证屈服扭矩大于30000N. m，故冷挤花键套的强度也需大于30000N. m。在CAE有限元分 析过程中，分别对热锻花键套模型和冷挤花键套模型加载30000N. m的载荷，两者分析所得 出的最大应力值基本相同，由此保证两者在设计阶段理论强度相等。而后再分别对热锻花 键套和冷挤花键套样品进行静扭台架试验，试验结果表明两者强度相同。理论分析和试验 验证的结果，都证明了冷挤花键套实现了轻量化等强度设计。 除上述实施例外，本专利技术还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形 成的技术方案，均落在本专利技术要求的保护范围。权利要求一种花键套冷挤压加工方法，其特征是该方法包括以下步骤，1)管坯下料采用锯床下料，端面倾斜度小于1°；2)毛坯退火加热温度800-880℃，保温3小时，随炉冷却到500℃后出炉空冷；3)内孔外圆车加工先车外圆及端面，取下检验，合格后再车内孔，保证同心度在0.1mm以内；4)磷皂化过程分为脱脂、水洗、表调、磷化、水洗、皂化；5)缩径挤压坯料缩径挤压成型，采用400吨液压机，压力范围在4-6MPa；6)花键冷挤内花键冷挤压成型，采用800吨液压机，压力范围在6-10MPa；7)外圆车加工成型，以内花键为基准，小端外圆跳动控制在0.15mm以内。2. —种根据权利要求l所述方法制作的花键套，包括大端(1)、过渡段(2)和小端 (3)，其特征是所述大端(1)、过渡段(2)与小端(3)壁厚相等，该花键套屈服扭矩大于 30000Nm。全文摘要本专利技术涉及一种花键套冷挤压加工方法及其生产的花键套，这种花键套冷挤压加工方法，包括以下步骤管坯下料，毛坯退火，内孔外圆车加工，磷皂化，缩径挤压，花键冷挤，外圆车加工成型。一种使用以上方法制作的花键套，大端、过渡段与小端壁厚相等，该花键套屈服扭矩大于30000Nm。本专利技术的有益效果是一、两道冷挤成型工艺的应用，使得材料在冷作硬化后强度得到了提高，整个零件实现了等强度的设计，大大提高了材料利用率并降低了工艺成本；二、不仅减少了加工工序，缩短了零件的加工周期，在降低成本的同时提高了生产效率；三、取消了锻造和调质两道高耗能有污染的热加工工序，取得了明显的节能减排效果。文档编号F16B3/00GK101769280SQ20091021544公开日2010年7月7日 申请日期2009年12月28日 优先权日2009年12月28日专利技术者徐华福, 李宏, 杨海平 申请人:杭州万向传动轴有限公司;万向集团公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种花键套冷挤压加工方法，其特征是：该方法包括以下步骤，１）管坯下料：采用锯床下料，端面倾斜度小于１°；２）毛坯退火：加热温度８００－８８０℃，保温３小时，随炉冷却到５００℃后出炉空冷；３）内孔外圆车加工：先车外圆及端面，取下检验，合格后再车内孔，保证同心度在０．１ｍｍ以内；４）磷皂化：过程分为脱脂、水洗、表调、磷化、水洗、皂化；５）缩径挤压：坯料缩径挤压成型，采用４００吨液压机，压力范围在４－６ＭＰａ；６）花键冷挤：内花键冷挤压成型，采用８００吨液压机，压力范围在６－１０ＭＰａ；７）外圆车加工成型，以内花键为基准，小端外圆跳动控制在０．１５ｍｍ以内。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李宏，徐华福，杨海平，
申请(专利权)人：杭州万向传动轴有限公司，万向集团公司，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]