CN102615126A - 摩托车启动轴的成型方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种摩托车启动轴的成型方法，摩托车启动轴上的渐开线花键采用冷挤压成型。渐开线花键采用冷挤压成型，相比滚齿或铣齿等机加工方法而言，具有生产效率、金属材料利用率以及产品精度高、对设备和工人技能要求低、生产成本小等优点，经实践证明，材料利用率可高达95％以上，生产效率可提高5～10倍；同时产品精度通过挤压模具保证，对工人进行简单培训即可上岗，技能要求低；另外挤压模具相比加工刀具使用寿命长，可连续使用达10万件以上。

Description

摩托车启动轴的成型方法
技术领域
本发明涉及摩托车配件，特别涉及摩托车启动轴的成型方法。
背景技术
众所周知，轴类零件上的矩形花键或渐开线花键多采用滚齿、铣齿等机械加工方法完成，但采用机械加工成型方法存在金属材料利用率低、加工工时长、刀具费用高、对设备与人员技能要求高等缺陷。
通常摩托车启动轴的制造过程如下：首先通过坯件挤压模具将坯料挤压成阶梯轴状，然后采用滚齿或铣齿等机械加工方法加工启动轴上的渐开线花键。采用此种方法在加工渐开线花键时存在上述缺陷，为了克服摩托车启动轴上渐开线花键加工的各种缺陷，我公司通过大量计算、试验，成功实现了采用冷挤压成型得到摩托车启动轴上渐开线花键。
发明内容
本发明的目的在于提供一种摩托车启动轴成型方法，提高摩托车启动轴的生产效率和金属材料利用率，降低对生产设备和工人技能的要求，缩小摩托车启动轴的制造成本。
本发明的技术方案如下：一种摩托车启动轴，所述摩托车启动轴上设有渐开线花键，渐开线花键采用冷挤压成型。
一种摩托车启动轴的挤压模具，该模具包括上凸模组件、下凹模组件，所述下凹模组件包括由上至下组合的入模口镦粗型腔、减径挤压凹模、挤压零件校直模、零件顶出杆。
进一步，该模具还包括用于挤压花键的压花模。
一种摩托车启动轴的成型方法，步骤如下：
S1-退火、改制：将坯料缓慢加热，保持一定时间后随炉冷却，然后出炉空冷，完成对坯料的退火；退火后再通过冷拔机对坯料进行冷拔，达到需要的尺寸与精度，完成对坯料的改制：
S2-下料：将材料按照所需质量要求用剪切下料机进行剪切下料；
S3-挤压：通过使用不同模具分别挤压摩托车启动轴坯件和摩托车启动轴上的渐开线花键，得到摩托车启动轴精坯成品。
进一步，摩托车启动轴的成型方法还包括皂化处理。
优选地，皂化处理过程如下：首先在常温冷水中清洗1min～2min，清洗后在温度为65℃～75℃的浓度为50g/l～60g/l的Zn(H2P04)2溶液或浓度为60～120g/l的Zn(NO3)2溶液中浸泡15min～20min，浸泡后在温度为65℃～75℃的热水中清洗1min～2min，再在常温冷水中清洗1min～2min，清洗后再在温度为30℃～40℃的浓度为200g/l的工业肥皂或日常生活肥皂中浸泡3min～5min，然后自然晾干。
相比现有技术，本发明具有生产效率、金属材料利用率以及产品精度高、对设备和工人技能要求低、生产成本小等优点，经实践证明，材料利用率可高达95％以上，生产效率可提高5～10倍；同时产品精度通过模具保证，对工人进行简单培训即可上岗，技能要求低；另外模具相比加工刀具使用寿命长，可连续使用达10万件以上。
附图说明
图1为摩托车启动轴的结构示意图；
图2为摩托车启动轴总成图。
图3为摩托车启动轴挤压模具的结构示意图；
图4为摩托车启动轴的结构变化图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图和具体实施例对本发明作详细说明。
参见图1和图2，一种摩托车启动轴，摩托车启动轴上设有渐开线花键，摩托车启动轴上的渐开线花键采用冷挤压成型。在本实施例中，摩托车启动轴上设有三个通过冷挤压成型的渐开线花键，分别为装配启动棘轮的第一花键1、装配回位弹簧座的第二花键2、装配启动臂的第三花键3，由于第一花键1、第二花键2、第三花键3均通过冷挤压成型，相比滚齿或铣齿等机加工而言，冷挤压是通过挤压模具使材料在机械压力作用下按规划路线流动，达到所需几何形状和尺寸，生产效率和材料利用高，同时由于产品精度通过模具保证，对工人的技能要求较低，只需简单培训即可上岗，节约了劳动成本。
参见图3，一种摩托车启动轴的挤压模具，包括上凸模组件10、下凹模组件20，其中，下凹模组件20包括由上至下组合的入模口镦粗型腔21、减径挤压凹模22、挤压零件校直模23、零件顶出杆24。挤压坯件时，在上凸模组件10施加挤压力F，坯料在挤压力F的作用下先后压入入模口镦粗型腔21、减径挤压凹模22、挤压零件校直模23，坯料在I处镦粗形成盘部4，经过减径挤压凹模22产生台阶，为了防止坯料发生塑性回弹，保证摩托车启动轴的精度，因此可将坯料在模具内保持足够时间后通过零件顶出杆24将坯料顶出，得到摩托车启动轴坯件。
进一步，该模具还包括用于挤压花键的压花模，也就是将如图3所示模具的相应位置变成压花模，得到用于挤压花键的模具。由于摩托车启动轴上设有三个不同的花键，为了保证挤压时的机械压力，最好是将三个不同花键分三次挤压，因此需要三个不同的花键挤压模具，分别用于挤压第一花键1、第二花键2、第三花键3。坯件挤压完成后，将坯件先后在三个不同的花键挤压模具下进行挤压，挤压完成后得到摩托车启动轴上的第一花键1、第二花键2、第三花键3，得到成品。
参见图4：一种摩托车启动轴的成型方法，包括如下步骤：
S1-退火、改制：将坯料缓慢加热，保持一定时间后随炉冷却，然后出炉空冷，完成对坯料的退火；退火后再通过冷拔机对坯料进行冷拔，达到需要的尺寸与精度，完成对坯料的改制；
S2-下料：将材料按照所需质量要求用剪切下料机进行剪切下料；
S3-挤压：通过使用不同模具分别挤压摩托车启动轴坯件和摩托车启动轴上的渐开线花键，得到摩托车启动轴精坯成品。
在本实施例中，步骤S1的坯料采用直径为一定值的20CrMo圆钢，退火时将坯料缓慢加热至860±11℃，保持14小时后，以20℃/h炉冷却至300℃，然后出炉空冷，完成对坯料的退火，退火的目的在于降低材料的硬度HBS，使材料硬度HBS≤180；退火后利用冷拔机将坯料由一直径冷拔至另一直径，完成对坯料的改制，改制的目的在于提高材料圆度、圆柱度，提高材料表面质量。
为了保证摩托车启动轴的尺寸精度，步骤S2下料后通过电子秤对坯料质量进行校对，将下料的质量偏差控制在2g内，校对完成后，再进行后续制坯和挤压花键。当然，为了避免进一步加工，保证下料后端面倾斜≤3°，避免端面出现裂缝、叠层、撕裂、多肉等缺陷。
挤压时的单位挤压力为1500Mpa～2500Mpa。若单位挤压力小于1500Mpa，金属材料按规划路线流动慢，生产效率低；若单位挤压力大于2500Mpa，则容易产生挤压缺陷，影响摩托车启动轴的质量。
进一步地，摩托车启动轴的加工步骤还包括皂化处理。皂化主要起润滑作用，因此若在挤压坯件和渐开线花键前对其进行皂化处理，能够对坯料或坯件表面进行润滑，减小挤压时的机械压力。
优选地，皂化过程如下：首先在常温冷水中清洗1min～2min，清洗后在温度为65℃～75℃的浓度为50g/l～60g/l的Zn(H2PO4)2溶液或浓度为60～120g/l的Zn(NO3)2溶液中浸泡15min～20min，浸泡后在温度为65℃～75℃的热水中清洗1min～2min，再在常温冷水中清洗1min～2min，清洗后再在温度为30℃～40℃的浓度为200g/l的工业肥皂或日常生活肥皂中浸泡3min～5min，然后自然晾干。
下面以质量为329g摩托车启动轴为例，成型步骤如下：
S1-退火、改制：选取直径为21mm的20CrMo圆钢，然后缓慢加热至860±i1℃，保持14小时后，以20℃/h炉冷却至300℃，然后出炉空冷，完成对坯料的退火；退火完成后再通过冷拔机将直径为21mm的坯料冷拔至19.3mm，完成对坯料的改制。
S2-下料：按照质量为345±1g用剪切下料机进行剪切下料。
S3-皂化：下料后的坯料在常温冷水中清洗1min～2min，清洗后在温度为65℃～75℃的浓度为50g/l～60g/l的Zn(H2PO4)2溶液或浓度为60～120g/l的Zn(NO3)2溶液中浸泡15min～20min，浸泡后在温度为65℃～75℃的热水中清洗1min～2min，再在常温冷水中清洗1min～2min，清洗后再在温度为30℃～40℃的浓度为200g/l的工业肥皂或日常生活肥皂中浸泡3min～5min，然后自然晾干。
S4-坯件挤压：通过2000Mpa的机械压力在挤压模具下进行挤压，挤压后得到摩托车启动轴坯件。
S5-重复皂化：重复步骤S3；
S6-花键挤压：采用设有压花模的挤压模具挤压第一花键1。
由于摩托车启动轴上设有第一花键1、第二花键2、第三花键3，为了保证挤压时的机械压力，在第一花键1挤压后重复步骤S5，然后通过模具挤压第二花键2；最后再重复步骤S3，通过模具挤压第三花键3，在第三花键3挤压成型后得到成品。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种摩托车启动轴，所述摩托车启动轴上设有渐开线花键，其特征在于：所述渐开线花键采用冷挤压成型。
2.根据权利要求1所述的摩托车启动轴，其特征在于：所述摩托车启动轴上设有三个通过冷挤压成型的渐开线花键。
3.一种摩托车启动轴的挤压模具，其特征在于：该模具包括上凸模组件、下凹模组件，所述下凹模组件包括由上至下组合的入模口镦粗型腔、减径挤压凹模、挤压零件校直模、零件顶出杆。
4.根据权利要求3所述的摩托车启动轴的挤压模具，其特征在于：该模具还包括用于挤压花键的压花模。
5.一种摩托车启动轴的成型方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1-退火、改制：将坯料缓慢加热，保持一定时间后随炉冷却，然后出炉空冷，完成对坯料的退火；退火后再通过冷拔机对坯料进行冷拔，达到需要的尺寸与精度，完成对坯料的改制；
S2-下料：将材料按照所需质量要求用剪切下料机进行剪切下料；
S3-挤压：通过使用不同模具分别挤压摩托车启动轴坯件和摩托车启动轴上的渐开线花键，得到摩托车启动轴精坯成品。
6.根据权利要求5所述的摩托车启动轴的成型方法，其特征在于：所述步骤S1的坯料采用直径为一定值的20CrMo圆钢，退火时将坯料缓慢加热至860±11℃，保持14小时后，以20℃/h炉冷却至300℃，然后出炉空冷，完成对坯料的退火；退火后利用冷拔机将坯料由一直径冷拔至另一直径，完成对坯料的改制。
7.根据权利要求5所述的摩托车启动轴的成型方法，其特征在于：所述步骤S2下料后采用电子秤校对质量。
8.根据权利要求5所述的摩托车启动轴的成型方法，其特征在于：所述步骤S3挤压时的单位挤压力为1500Mpa～2500Mpa。
9.根据权利要求5所述的摩托车启动轴的成型方法，其特征在于：所述摩托车启动轴的成型方法还包括皂化处理。
10.根据权利要求9所述的摩托车启动轴的成型方法，其特征在于：所述皂化处理过程如下：首先在常温冷水中清洗1min～2min，清洗后在温度为65℃～75℃的浓度为50g/l～60g/l的Zn(H2PO4)2溶液或浓度为60～120g/l的Zn(NO3)2溶液中浸泡15min～20min，浸泡后在温度为65℃～75℃的热水中清洗1min～2min，再在常温冷水中清洗1min～2min，清洗后再在温度为30℃～40℃的浓度为200g/l的工业肥皂或日常生活肥皂中浸泡3min～5min，然后自然晾干。
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