CN103612540B - 一种车轴及其加工工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种车轴及其加工工艺，所述车轴包括方形空心轴管和实心轴头，所述方形空心轴管的两端设置有由方形过渡成圆形的结构，所述实心轴头上设置有安装凸台；所述实心轴头设置两个，分别套进方形空心轴管的两个圆形端部内，安装到位后安装凸台与圆形端面平齐，通过沿安装凸台与圆形端面之间的缝隙焊接以固定方形空心轴管和实心轴头。本车轴采用圆转方的结构，其中圆管经推方后再锻造而成，方管两端有圆形过渡；这种结构使车轴的受力不再集中于两端轴头的焊接部位，而是分散到方形轴管上，避免了车轴因过度疲劳发生断裂的情况，大大增加了车轴的使用寿命，同时也提高了车轴的承载能力。
Description
技术领域
本发明涉及一种车轴，尤其涉及的是一种车轴及其加工工艺。
背景技术
现有的车轴有的是采用一体轴，这种一体轴加工工艺复杂，加工需要利用专用设备加工出两端轴头的轴承位，以达到两轴头的同轴度要求。有的车轴采用两个轴头和一个轴管焊接而成，轴头采用单独加工的工艺，先把轴管定位套套进轴头，再把轴头套进轴管内，轴头与轴管之间采用焊接加工制成，轴头套入轴管内的长度等于轴管定位套的宽度，轴头套入轴管内的部分与轴管不直接接触，这样，车轴的受力点就集中在轴头和轴管的焊接位置上，容易出现车轴因过度疲劳而出现焊接部位和轴承位的开裂，同时也存在因传统的焊接方式而导致载荷低的问题：如专利200820048378.9公开了一种挂车车轴的轴管与轴头的焊缝结构，就存在上述问题。
因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
本发明的目的在于提供一种车轴及其加工工艺，旨在解决现有的车轴加工工艺复杂，需要用专用设备加工以及车轴受力效果不好的问题。
本发明的技术方案如下：一种车轴，其中，包括方形空心轴管和实心轴头，所述方形空心轴管的两端设置有由方形过渡成圆形的结构，所述实心轴头上设置有安装凸台；所述实心轴头设置两个，分别套进方形空心轴管的两个圆形端部内，安装到位后安装凸台与圆形端面平齐，通过沿安装凸台与圆形端面之间的缝隙焊接以固定方形空心轴管和实心轴头。
所述的车轴，其中，所述实心轴头和方形空心轴管的圆形端部之间采用过盈配合安装定位。
所述的车轴，其中，所述实心轴头套入方形空心轴管圆形端部内的一端设置有空心槽孔。
一种如上述任意一项所述的车轴的加工工艺，其中，具体包括以下步骤：
步骤A00：把空心圆管原材料用推方机推成长方形空心管材；
步骤B00：把长方形空心管材的两端锻造成过渡圆形，得到方形空心轴管；
步骤C00：把实心轴头分别套入方形空心轴管的两个圆形端部内，实现圆形端部与实心轴头过盈配合安装定位；
步骤D00：把实心轴头的安装凸台与方形空心轴管的圆形端面之间的缝隙焊接起来，以固定方形空心轴管和实心轴头，得到成品车轴。
所述的车轴的加工工艺，其中，所述步骤A00中，空心圆管原材料为20Mn2低合金钢空心圆管。
所述的车轴的加工工艺，其中，所述步骤A00中，把空心圆管原材料用推方机推成150×135mm、壁厚12mm的长方形空心管材。
本发明的有益效果：本发明通过提供一种车轴及其加工工艺，本车轴采用圆转方的结构，其中圆管经推方后再锻造而成，方管两端有圆形过渡；这种结构使车轴的受力不再集中于两端轴头的焊接部位，而是分散到方形轴管上，避免了车轴因过度疲劳发生断裂的情况，大大增加了车轴的使用寿命，同时也提高了车轴的承载能力。
附图说明
图1是本发明中车轴的方形空心轴管和实心轴头的连接结构剖面图。
图2是本发明中车轴加工工艺的步骤流程图。
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、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。
如图1所示，是本发明中车轴的方形空心轴管和实心轴头的连接结构剖面图。所述车轴包括方形空心轴管100和实心轴头200，所述方形空心轴管100的两端设置有由方形过渡成圆形的结构，所述实心轴头200上设置有安装凸台210；所述实心轴头200设置两个，分别套进方形空心轴管100的两个圆形端部内，安装到位后安装凸台210与圆形端面平齐，通过沿安装凸台210与圆形端面之间的缝隙焊接以固定方形空心轴管100和实心轴头200。
本车轴的方形空心轴管100和实心轴头200之间不需要通过轴管定位套连接，方形空心轴管100的圆形端部和实心轴头200之间采用过盈配合安装：实心轴头200直接套入方形空心轴管100内，实心轴头200套入方形空心轴管100内的部分与方形空心轴管100直接接触，方形空心轴管100和实心轴头200之间采用过盈配合来定位，这样，车轴的受力不再集中于两端实心轴头200与方形空心轴管100的焊接部位，而是分散到方形空心轴管100上，消除了因过度疲劳发生断裂的风险，大幅增加了车轴的使用寿命，同时也提高了车轴的承载能力。
为了节省材料，所述实心轴头200套入方形空心轴管100圆形端部内的一端设置有空心槽孔220。
实心轴头200采用实心结构，和现有的空心轴头相比，强度大大提高。
如图2所示，是本发明中车轴加工工艺的步骤流程图。一种如上述所述的车轴的加工工艺，具体包括以下步骤：
步骤A00：把空心圆管原材料用推方机推成长方形空心管材；
步骤B00：把长方形空心管材的两端锻造成过渡圆形，得到方形空心轴管100；
步骤C00：把实心轴头200分别套入方形空心轴管100的两个圆形端部内，实现圆形端部与实心轴头200过盈配合安装定位；
步骤D00：把实心轴头200的安装凸台210与方形空心轴管100的圆形端面之间的缝隙焊接起来，以固定方形空心轴管100和实心轴头200，得到成品车轴。
本实施例中，所述方形空心轴管100采用20Mn2低合金钢空心圆管。车轴中间部分用推方机推成150×135mm、壁厚12mm的长方形空心管材，本方形空心轴管100是中间是方形的，两端过渡为圆形，方转圆有着完美的过渡，不需要焊接，两端由方形结构过渡成圆形结构，方便与实心轴头200配合安装；本轴管的结构避免了原有车轴因焊接工艺所造成的因受力集中而容易出现断裂、承载能力低的缺点；因长方型横梁的抗扭和抗弯截面系数比原有结构大，因此车轴采用长方形空心结构，其抗扭和抗弯能力也会大大提高。
方形空心轴管100和实心轴头200采用过盈配合安装，不需要轴管定位套定位，再把安装缝焊接以固定位置，这种联接方式牢固可靠，长期使用后不松动、不打滑、不旋转；能把车轴承载的重量分散到方形空心轴管100上；疲劳测试可达80万次（现有车轴只达到50万次），疲劳度大大提高；把实心轴头200通过侧向力测试，寿命可达5万次（现有车轴只达到2至3万次），焊逢不开裂。
本车轴采用圆转方的结构，其中圆管经推方后再锻造而成，方管两端有圆形过渡；这种结构使车轴的受力不再集中于两端轴头的焊接部位，而是分散到方形轴管上，避免了车轴因过度疲劳发生断裂的情况，大大增加了车轴的使用寿命，同时也提高了车轴的承载能力。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (3)
1.一种车轴，其特征在于，包括方形空心轴管和实心轴头，所述方形空心轴管的两端设置有由方形过渡成圆形的结构，所述实心轴头上设置有安装凸台；所述实心轴头设置两个，分别套进方形空心轴管的两个圆形端部内，安装到位后安装凸台与圆形端面平齐，通过沿安装凸台与圆形端面之间的缝隙焊接以固定方形空心轴管和实心轴头；所述实心轴头和方形空心轴管的圆形端部之间采用过盈配合安装定位；所述实心轴头套入方形空心轴管圆形端部内的一端设置有空心槽孔。
2.一种如权利要求1所述的车轴的加工工艺，其特征在于，具体包括以下步骤：
步骤A00：把空心圆管原材料用推方机推成长方形空心管材；
步骤B00：把长方形空心管材的两端锻造成过渡圆形，得到方形空心轴管；
步骤C00：把实心轴头分别套入方形空心轴管的两个圆形端部内，实现圆形端部与实心轴头过盈配合安装定位；
步骤D00：把实心轴头的安装凸台与方形空心轴管的圆形端面之间的缝隙焊接起来，以固定方形空心轴管和实心轴头，得到成品车轴；
其中，所述步骤A00中，把空心圆管原材料用推方机推成150×135mm、壁厚12mm的长方形空心管材。
3.根据权利要求2所述的车轴的加工工艺，其特征在于，所述步骤A00中，空心圆管原
材料为20Mn2低合金钢空心圆管。
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