CN103122922A - 一种中空轴及其加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种中空轴，特点是包括轴体，轴体内设置有轴通孔，轴通孔的两端部分别设置有芯材，芯材与轴体经楔横轧轧制后成一体；优点是由于中空轴的轴通孔两端设置有芯材，且芯材与轴体成一体设置，大大提高了轴的轴颈处的机械性能和力学性能，从而保证了中空轴的工作可靠性；且该中空轴通过一次轧制成形，其材料利用率高，生产成本低，而且在轧制过程中，可保持中空轴内轴通孔的圆度较好，从而使中空轴空心部分的成形质量高。

Description

一种中空轴及其加工方法
技术领域
本发明涉及一种转动轴类的加工，尤其涉及一种中空轴及其加工方法。
背景技术
随着材料成形技术的发展，空心轴由于具有节材、重量轻、力学性能好的特点将逐渐取代传统的实心轴，成为轴类件的优先选择。传统的空心轴一般采用自由锻和精锻来成形，但自由锻加工精度低，空心部分需要镗孔实现，因此材料利用率低；而精锻设备昂贵，投资大，生产率低不能满足大批量生产的需求。
而且由于空心轴在高负荷和高转速下需要承受足够大的抗弯和抗扭强度，尤其是在装配轴承轴颈位置，因此其形成裂纹和出现疲劳损伤的危险概率比常规的实心轴高出很多。特别是对于大型高速旋转轴类件，在高交变应力的作用下，往往容易在空心轴颈截面出现变形，从而导致事故的发生。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种生产成本低、材料利用率高，且机械性能和力学性能优良的中空轴及其加工方法。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种中空轴，包括轴体，所述的轴体内设置有轴通孔，所述的轴通孔的两端部分别设置有芯材，所述的芯材与所述的轴体经楔横轧轧制后成一体。 
所述的芯材的材料采用韧性好的金属，所述的芯材的材料与所述的轴体的材料相同或不相同。
所述的中空轴的加工方法，包括以下具体过程：
（1）、取空心管料和芯材，并使空心管料的壁厚为芯材半径的0.1～0.35倍；
（2）、将空心管料的两端内孔面和芯材的外圆柱面用钢刷刷至新鲜金属外露；
（3）、将芯材装配到空心管料的两端轴孔内，并使芯材与轴孔过盈配合，然后将芯材与空心管料在轴端面的结合处焊接；
（4）、将带有芯材的管料加热到800～1150℃，然后将其夹放到楔横轧机上进行一次轧制成形，并使芯材与空心管料在轧制过程中结合成一体成中空轴。 
与现有技术相比，本发明的优点是由于中空轴的轴通孔两端设置有芯材，且芯材与轴体成一体设置，大大提高了轴的轴颈处的机械性能和力学性能，从而保证了中空轴的工作可靠性；且该中空轴通过一次轧制成形，其材料利用率高，生产成本低，而且在轧制过程中，可保持中空轴内轴通孔的圆度较好，从而使中空轴空心部分的成形质量高。
附图说明
图1为本发明的加工得到的中空轴的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
如图所示，一种中空轴，包括轴体1，轴体1内设置有轴通孔11，轴通孔11的两端部分别设置有芯材2，芯材2与轴体1经楔横轧轧制后成一体。
上述实施例中，芯材2的材料可采用韧性好的金属，而且根据中空轴的使用环境，芯材2的材料可与轴体1的材料相同，也可以不相同。 
实施例一：上述中空轴的加工方法，包括以下具体过程：
（1）、取空心管料和芯材，并使空心管料的壁厚为芯材半径的0.1倍；
（2）、将空心管料的两端内孔面和芯材的外圆柱面用钢刷刷至新鲜金属外露；
（3）、将芯材装配到空心管料的两端轴孔内，并使芯材与轴孔过盈配合，然后将芯材与空心管料在轴端面的结合处焊接；
（4）、将带有芯材的管料加热到800℃，然后将其夹放到楔横轧机上进行一次轧制成形，并使芯材与空心管料在轧制过程中结合成一体成中空轴。
实施例二：上述中空轴的加工方法，包括以下具体过程：
（1）、取空心管料和芯材，并使空心管料的壁厚为芯材半径的0.25倍；
（2）、将空心管料的两端内孔面和芯材的外圆柱面用钢刷刷至新鲜金属外露；
（3）、将芯材装配到空心管料的两端轴孔内，并使芯材与轴孔过盈配合，然后将芯材与空心管料在轴端面的结合处焊接；
（4）、将带有芯材的管料加热到1000℃，然后将其夹放到楔横轧机上进行一次轧制成形，并使芯材与空心管料在轧制过程中结合成一体成中空轴。
实施例三：上述中空轴的加工方法，包括以下具体过程：
（1）、取空心管料和芯材，并使空心管料的壁厚为芯材半径的0.35倍；
（2）、将空心管料的两端内孔面和芯材的外圆柱面用钢刷刷至新鲜金属外露；
（3）、将芯材装配到空心管料的两端轴孔内，并使芯材与轴孔过盈配合，然后将芯材与空心管料在轴端面的结合处焊接；
（4）、将带有芯材的管料加热到1150℃，然后将其夹放到楔横轧机上进行一次轧制成形，并使芯材与空心管料在轧制过程中结合成一体成中空轴。

Claims (3)

1.一种中空轴，其特征在于包括轴体，所述的轴体内设置有轴通孔，所述的轴通孔的两端部分别设置有芯材，所述的芯材与所述的轴体经楔横轧轧制后成一体。
2.如权利要求1所述的一种中空轴，其特征在于所述的芯材的材料采用韧性好的金属，所述的芯材的材料与所述的轴体的材料相同或不相同。
3.如权利要求1所述的一种中空轴的加工方法，其特征在于包括以下具体过程：
（1）、取空心管料和芯材，并使空心管料的壁厚为芯材半径的0.1～0.35倍；
（2）、将空心管料的两端内孔面和芯材的外圆柱面用钢刷刷至新鲜金属外露；
（3）、将芯材装配到空心管料的两端轴孔内，并使芯材与轴孔过盈配合，然后将芯材与空心管料在轴端面的结合处焊接；
（4）、将带有芯材的管料加热到800～1150℃，然后将其夹放到楔横轧机上进行一次轧制成形，并使芯材与空心管料在轧制过程中结合成一体成中空轴。
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