CN103084521A - 一种螺纹花键同时滚压成形轴类零件的方法 - Google Patents

Abstract

一种螺纹花键同时滚压成形轴类零件的方法，先装夹工件，工件向滚压模具方向进给，工件上有第一滚压成形部分和第二滚压成形部分，滚压模具上有具有花键形状部分和具有螺纹形状部分，工件的第一滚压成形部分进入具有花键形状部分的工作范围，由具有花键形状部分滚压成形花键；同时，工件的第二滚压成形部分进入具有螺纹形状部分的工作范围，由具有螺纹形状部分滚压成形螺纹，最后工件由顶尖夹紧同时反向退出卸料，本发明将螺纹滚压和花键滚压集成，实现了螺纹花键同轴类零件的螺纹花键同时滚压成形，减少了滚压成形零件的时间，提高成形工件质量，能够保证螺纹和花键相对位置稳定，具有生产效率高、成形质量稳定、加工范围广、调整方便的优点。

Description

一种螺纹花键同时滚压成形轴类零件的方法

技术领域

本发明属于先进材料成形技术领域，具体涉及一种螺纹花键同时滚压成形轴类零件的方法。

背景技术

在汽车转向轴、变速器、行星滚柱丝杠副中传递力和扭矩的关键轴类零件往往同时具有螺纹和花键或小模数齿轮特征。随着汽车和装备制造业的迅速发展，对该类零件精度和性能的要求以及需求量日益增加。

但是目前，行星滚柱丝杠副中的螺纹花键同轴零件多采用切削加工，不同时间内分别成形螺纹和花键。不仅效率低，切断金属纤维还会影响了零件机械性能。对于转向轴、变速器输出轴等零件，采用现有的无切削的滚压成形工艺成形，不同时间内分别成形螺纹和花键，主要有以下两种方法：一种方法是多个工步多台设备上实现成形，需要多次装卡，生产时间长；另一种方法是在一台设备上安装螺纹、花键滚压模具，在不同时间内分别成形螺纹和花键，生产时间比前一种方法有所减少，但增加了滚压设备的尺寸和复杂程度。在批量成产中都存在成本高、效率低等问题，并且也难以保证螺纹花键相对位置的一致性。在公开号为US20070209419A1的专利中披露了一种螺纹和花键同时搓制成形的方法。然而由于板式搓丝机结构原理的限制，生产质量、加工工艺、加工范围和应用上都具有局限性，多规格、多品种工件调整麻烦。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种螺纹花键同时滚压成形轴类零件的方法，有效地减少了滚压成形零件的时间，提高成形工件质量，能够保证螺纹和花键相对位置稳定，具有生产效率高、成形质量稳定、加工范围广、调整方便的优点。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种螺纹花键同时滚压成形轴类零件的方法，包括如下步骤：

步骤1，装夹工件3，工件3由顶尖1夹紧，保证工件3的轴线同两个滚压模具2的轴线在同一水平面上，两个滚压模具2轴线平行，对称分布在工件3两侧；

步骤2，工件3向滚压模具2方向进给；工件3上有第一滚压成形部分31和第二滚压成形部分32，滚压模具2上有具有花键形状部分21和具有螺纹形状部分22；工件3的第一滚压成形部分31进入滚压模具2上具有花键形状部分21的工作范围，由具有花键形状部分21滚压成形花键；同时，工件3的第二滚压成形部分32进入滚压模具2上具有螺纹形状部分22的工作范围，由具有螺纹形状部分22滚压成形螺纹；

步骤3，两个滚压模具2同步同向转动，工件3在两个滚压模具2之间旋转，工件3旋转方向同滚压模具2旋转方向相反，两个滚压模具2同时作径向进给，直至完成工件3上第一滚压成形部分31和第二滚压成形部分32的滚压成形；

零件4同时具有花键部分41和螺纹部分42，工件3上第一滚压成形部分31由滚压模具2上具有花键形状部分21滚压成形花键部分41，工件3上第二滚压成形部分32由滚压模具2上具有螺纹形状部分22滚压成形螺纹部分42；

零件4的花键部分41的齿数为Z，螺纹部分42的螺纹头数为n；滚压模具2的具有花键形状部分21齿数为Z₂，具有螺纹形状部分22的螺纹头数为n₂；Z、n、Z₂、n₂满足公式

滚压模具2上具有花键形状部分21的最大齿顶圆处圆周速度为8～10m/min；工件3每转，滚压模具2的径向进给量为0.05～0.15mm/r；

步骤4，工件3由顶尖1夹紧同时反向退出，卸料。

本发明将螺纹滚压和花键滚压集成，实现了螺纹花键同轴类零件的螺纹花键同时滚压成形；滚压模具上有具有花键形状部分和具有螺纹形状部分，在一次滚压成形中同时成形零件上不同部位的螺纹和花键齿形；可减少了成形时间，提高成形质量，保证同批次零件的螺纹和花键相对位置一致。

附图说明

图1为本发明所用装置连接示意图。

图2为本发明实施例的工件3滚压成形前结构示意图。

图3为本发明实施例的滚压模具2轴测图。

图4为本发明实施例的同时具有螺纹和花键的零件轴测图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做详细描述。

本实施例工件3的材料采用45钢，所成形零件4同时具有花键部分41和螺纹部分42。

一种螺纹花键同时滚压成形轴类零件的方法，包括如下步骤：

步骤1，参照图1，装夹工件3，工件3由顶尖1夹紧，保证工件3的轴线同两个滚压模具2的轴线在同一水平面上，两个滚压模具2轴线平行，对称分布在工件3两侧；

步骤2，工件3向滚压模具2方向进给；参照图2，工件3上有第一滚压成形部分31和第二滚压成形部分32，参照图3，滚压模具2上有具有花键形状部分21和具有螺纹形状部分22；工件3的第一滚压成形部分31进入滚压模具2上具有花键形状部分21的工作范围，由具有花键形状部分21滚压成形花键；同时，工件3的第二滚压成形部分32进入滚压模具2上具有螺纹形状部分22的工作范围，由具有螺纹形状部分22滚压成形螺纹；

步骤3，两个滚压模具2同步同向转动，工件3在两个滚压模具2之间旋转，工件3旋转方向同滚压模具2旋转方向相反，两个滚压模具2同时作径向进给，直至完成工件3上第一滚压成形部分31和第二滚压成形部分32的滚压成形；

参照图4，零件4同时具有花键部分41和螺纹部分42，工件3上第一滚压成形部分31由滚压模具2上具有花键形状部分21滚压成形花键部分41，工件3上第二滚压成形部分32由滚压模具2上具有螺纹形状部分22滚压成形螺纹部分42；

参照图4，零件4的花键部分41的齿数Z为20，螺纹部分42的螺纹头数n为1；参照图3，滚压模具2的具有花键形状部分21齿数Z₂为200，具有螺纹形状部分22的螺纹头数n₂为10；Z、n、Z₂、n₂满足公式 $\frac{Z_2}{Z}=\frac{n_2}{n};$

滚压模具2上具有花键形状部分21最大齿顶圆处圆周速度为8.5m/min；工件3每转，滚压模具2的径向进给量为0.05mm/r；

步骤4，工件3由顶尖1夹紧同时反向退出，卸料。

Claims (1)

1.一种螺纹花键同时滚压成形轴类零件的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，装夹工件（3），工件（3）由顶尖（1）夹紧，保证工件（3）的轴线同两个滚压模具（2）的轴线在同一水平面上，两个滚压模具（2）轴线平行，对称分布在工件（3）两侧；

步骤2，工件（3）向滚压模具（2）方向进给；工件（3）上有第一滚压成形部分（31）和第二滚压成形部分（32），滚压模具（2）上有具有花键形状部分（21）和具有螺纹形状部分（22）；工件（3）的第一滚压成形部分（31）进入滚压模具（2）上具有花键形状部分（21）的工作范围，由具有花键形状部分（21）滚压成形花键；同时，工件（3）的第二滚压成形部分（32）进入滚压模具（2）上具有螺纹形状部分（22）的工作范围，由具有螺纹形状部分（22）滚压成形螺纹；

步骤3，两个滚压模具（2）同步同向转动，工件（3）在两个滚压模具（2）之间旋转，工件（3）旋转方向同滚压模具（2）旋转方向相反，两个滚压模具（2）同时作径向进给，直至完成工件（3）上第一滚压成形部分（31）和第二滚压成形部分（32）的滚压成形；

零件（4）同时具有花键部分（41）和螺纹部分（42），工件（3）上第一滚压成形部分（31）由滚压模具（2）上具有花键形状部分（21）滚压成形花键部分（41），工件（3）上第二滚压成形部分（32）由滚压模具（2）上具有螺纹形状部分22滚压成形螺纹部分（42）；

零件（4）的花键部分（41）的齿数为Z，螺纹部分（42）的螺纹头数为n；滚压模具（2）的具有花键形状部分（21）齿数为Z₂，具有螺纹形状部分（22）的螺纹头数为n₂；Z、n、Z₂、n₂满足公式 $\frac{Z_2}{Z}=\frac{n_2}{n};$

滚压模具（2）上具有花键形状部分（21）的最大齿顶圆处圆周速度为8～10m/min；工件（3）每转，滚压模具（2）的径向进给量为0.05～0.15mm/r；

步骤4，工件（3）由顶尖（1）夹紧同时反向退出，卸料。

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