CN111571139A

CN111571139A - 一种半轴套管生产工艺

Info

Publication number: CN111571139A
Application number: CN202010445024.3A
Authority: CN
Inventors: 窦可锋; 王振法
Original assignee: Shandong Taitong Precision Forging Technology Co ltd
Current assignee: Shandong Taitong Precision Forging Technology Co ltd
Priority date: 2020-05-23
Filing date: 2020-05-23
Publication date: 2020-08-25
Anticipated expiration: 2040-05-23
Also published as: CN111571139B

Abstract

本发明公开了一种半轴套管生产工艺，属于半轴套管技术领域，其主要包括一下步骤：S1：加热，利用第一加热炉对坯料进行加热，始锻温度为1100~1150℃；S2：锻造，将加热后的坯料至于模具中进行锻压成型半成品；S3：淬火，利用第二加热炉对半成品进行加热，加热温度至840℃，然后将加热后的半成品浸没至淬火池中冷却；S4：回火，将淬火后的半成品放置于回火炉中加热至550℃，然后进行油冷；S5：车削，利用车床对先对半成品的两端面和外圆侧壁进行粗车，然后再对其内壁进行粗车，然后利用数控车床对粗车后的工件进行精车；S1中的坯料为无缝钢管。本发明具有提升原料利用率的效果。

Description

一种半轴套管生产工艺

技术领域

本发明涉及半轴套管技术领域，更具体地说，它涉及一种半轴套管生产工艺。

背景技术

半轴套管是汽车驱动桥总成上的重要零件，它与驱动桥壳形成一体，使左右驱动车轮的轴向相对位置固定，一起支承车架及其上的各总成质量，同时在汽车行驶时承受由车轮传来的路面反作用力和力矩，并经悬架传给车架。因为其呈中空管状结构，所以为了提高利用率，采用锻造工艺生产半轴套管。

目前，百度文库2015年2月5日上传的文件《半轴套管工艺方案简介》（作者chenwei0837 ）文献公开了一种半轴套管工艺，S1，坯料加热；S2，镦粗去养化皮；S3，冲孔；S4，正挤压杆部；S5，反挤压头部；S6，清理。

上述中的现有技术方案存在以下缺陷：通过冲孔的方式加工工件的中心孔，会产生较大的余料，从而导致原料利用率低。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种半轴套管生产工艺，具有提高了原料利用率效果。

本发明的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：一种半轴套管生产工艺，主要包括一下步骤：S1：加热，利用第一加热炉对坯料进行加热，始锻温度为1100~1150℃；S2：锻造，将加热后的坯料至于模具中进行锻压成型半成品；S3：淬火，利用第二加热炉对半成品进行加热，加热温度至840℃，然后将加热后的半成品浸没至淬火池中冷却；S4：回火，将淬火后的半成品放置于回火炉中加热至550℃，然后进行油冷；S5：车削，利用车床对先对半成品的两端面和外圆侧壁进行粗车，然后再对其内壁进行粗车，然后利用数控车床对粗车后的工件进行精车；S1中的坯料为无缝钢管。

通过采用上述技术方案，利用无缝钢管作为原材料进行加工，不需要对坯料进行冲孔工艺加工出中心孔，无缝钢管本身带有中心孔，从而降低余料的产生，提高了原料利用率。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：于步骤S2中，模具包括上模和下模，所述上模包括用于维持坯料中心孔形状和尺寸的心轴，所述下模包括底座，所述底座开设有放置坯料的圆形放置槽，所述放置槽与芯轴呈同轴设置，所述底座设置旋转挤压机构，所述旋转挤压机构包括多个与放置槽的中心轴线呈平行设置的碾压辊，所述碾压辊以芯轴为轴心呈周向设置，所述底座设置有驱动碾压辊向放置槽的中心轴线靠近的径向驱动结构，所述底座连接有驱动碾压辊转动的周向驱动结构。

通过采用上述技术方案，利用芯轴持坯料中心孔形状和尺寸，然后利用碾压辊对坯料进行碾压，使坯料拔长，并且同时使其直径收缩，将坯料加工成接近半轴套筒的尺寸。一个模具一步成型，提升了锻造工艺的效率。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：于步骤S2,所述碾压辊包括三个长碾辊和三个短碾辊，先由三个长碾辊对坯料进行径向挤压，使坯料整体直径收缩同时长度增加，然后利用三个短碾辊对坯料轴向一端侧壁进行径向挤压，使坯料一端的直径收缩同时长度增加。

通过采用上述技术方案，对坯料进行分段挤压拔长，减小单次挤压时的形变量，减小出现工件压裂的情况出现。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述底座上下两端开设有导向槽，所述导向槽有六个并且呈周向设置，所述导向槽的长度方向的延长线经过放置槽的圆心，所述导向槽内沿其长度方向滑动连接有滑动轴承座，所述碾压辊两端通过设置滚动轴承与滑动轴承座转动连接。

通过采用上述技术方案，利用导向槽吓限定碾压辊的滑动方向，并且减小碾压辊转动过程中的摩擦力。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述径向驱动结构包括驱动环和驱动驱动环转动的第一驱动电机，所述第一驱动电机固定连接于底座，所述驱动环轴向端面开设有长条形的驱动孔，所述驱动孔长度方向两端与驱动环圆心之间的距离不相等，所述碾压辊的一端穿置于驱动孔内。

通过采用上述技术方案，第一驱动电机驱动驱动环转动，因为驱动孔长度方向两端与驱动环圆心之间的距离不相等，所以当驱动环转动时，会带动碾压辊进行径向移动。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：每个所述驱动孔包括移动段和静止段，所述移动段呈螺旋形，所有所述移动段沿着驱动环顺指针或逆时针转动方向向驱动环圆心靠近，所述静止段为以驱动环呈同轴设置的劣弧；所述驱动孔分为两种，其中一种为供长碾辊穿设的长轴孔，另一种为短碾辊穿设的短轴孔，所述长轴孔的移动段远离驱动环圆心一端与静止段连通，所述短轴孔的移动段靠近驱动环圆心一端与静止段连通。

通过采用上述技术方案，驱动环转动过程中，先长碾辊在移动段的作用下进行径向进给，从而对坯料进行第一次碾压，此时短碾辊子在静止段，此时短碾辊不对工件进行碾压。长碾辊进入静止段时，短碾辊进入移动段，从而对坯料进行第二次碾压，实现了分段碾压，减小单次挤压时的形变量，减小出现工件压裂的情况出现。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述驱动环有两个并且分别位于底座上端和下端。

通过采用上述技术方案，利用两个驱动环同时对碾压辊两端施加进给的推力，使碾压辊进给时保持竖直状态，使挤压后的工件侧壁呈竖直状态。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：两个所述驱动环外壁同轴固定连接有第一齿环，所述底座转动连接两个分别于两个第一齿环啮合的驱动齿轮，两个所述驱动齿轮呈同轴固定连接，所述底座下端固定连接有减速机，所述驱动电机的主轴与减速机的输入轴同轴固定连接，所述减速机的输出轴于驱动齿轮同轴固定连接。

通过采用上述技术方案，第一驱动电机通过减速机驱动驱动齿轮转动，驱动齿轮同时带动两个驱动齿环转动，从而带动碾压辊的径向移动，增加了第一驱动电机传递至驱动环的扭矩。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述周向驱动结构，包括转动连接于底座固定连接有转动盘，所述底座固定连接有第二驱动电机，所述第二驱动电机通过链传动带动其中一个长轴辊转动。

通过采用上述技术方案，第二驱动电机带动长轴辊转动，长轴辊带动坯料转动。

综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：

其一，利用无缝钢管作为原材料进行加工，不需要对坯料进行冲孔工艺加工出中心孔，无缝钢管本身带有中心孔，从而降低余料的产生，提高了原料利用率；

其二，利用芯轴持坯料中心孔形状和尺寸，然后利用碾压辊对坯料进行碾压，使坯料拔长，并且同时使其直径收缩，将坯料加工成接近半轴套筒的尺寸。一个模具一步成型，提升了锻造工艺的效率；

其三，先由三个长碾辊对坯料进行径向挤压，使坯料整体直径收缩同时长度增加，然后利用三个短碾辊对坯料轴向一端侧壁进行径向挤压，使坯料一端的直径收缩同时长度增加，对坯料进行分段挤压拔长，减小单次挤压时的形变量，减小出现工件压裂的情况出现。

附图说明

图1为本实施例的工艺流程图；

图2为本实施例的整体结构示意图；

图3为本实施例用于展示旋转挤压机构的剖面图；

图4为本实施例用于展示旋转挤压机构的结构示意图，图中隐藏了底座；

图5为本实施例用于展示驱动孔的结构示意图。

附图标记：100、模具；101、上模；102、下模；103、底座；104、放置槽；105、旋转挤压机构；106、芯轴；107、连接杆；108、碾压辊；109、径向驱动结构；110、周向驱动结构；111、长碾辊；112、短碾辊；113、导向槽；114、滑动轴承座；115、驱动环；116、第一齿环；117、驱动齿轮；118、减速机；119、第一驱动电机；120、转动盘；121、第二驱动电机；122、驱动孔；123、移动段；124、静止段；125、长轴孔；126、短轴孔。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例：如图1所示，为本发明公开的一种半轴套管生产工艺，主要包括以下步骤：

S1：加热，选用无缝钢管坯料，利用无缝钢管作为原材料进行加工，不需要对坯料进行冲孔，无缝钢管本身带有中心孔，从而降低余料的产生，提高了原料利用率。利用第一加热炉对坯料进行加热，第一加热炉为感应加热炉。因为感应加热炉利用电磁感应效应加热坯料时会产生趋肤效应。趋肤效应是指当导体中有交流电或者交变电磁场时，导体内部的电流分布不均匀，电流集中在导体的“皮肤”部分，也就是说电流集中在导体外表的薄层，越靠近导体表面，电流密度越大，导体内部实际上电流较小。所以会导致坯料中心部分加热速度慢。但是坯料为无缝钢管，其中心部分没有材料，所以收到趋肤效应的影响较小。将坯料加热至1100~1150℃时取出。

S2：锻造，将加热后的坯料通过自由锻进行镦粗，缩短其长度，增加其直径，然后将其放置于模具100中进行锻压成型半成品。

如图2所示，模具100包括上模101和下模102。

如图3所示，下模102包括底座103，底座103开设有放置坯料的圆形放置槽104，放置槽104与上模101呈同轴设置。底座103安装有旋转挤压机构105。旋转挤压机构105与放置槽104呈同轴设置，用于对放置槽104内的坯料进行径向挤压，对其进行拔长。使得坯料的内外径减小，长度增加。

如图3所示，上模101包括用于维持坯料中心孔形状和尺寸的芯轴106和连接杆107，芯轴106和连接杆107呈一体成型。连接杆107的直径大于芯轴106的直径，连接杆107的直径等于放置槽104的直径。当上模101和下模102合模后，连接杆107将放置槽104封闭。

如图3所示，旋转挤压机构105包括多个与放置槽104的中心轴线呈平行设置的碾压辊108，碾压辊108有六个，碾压辊108以芯轴106为轴心呈周向设置，底座103连接有驱动碾压辊108向放置槽104的中心轴线靠近的径向驱动结构109，底座103连接有驱动碾压辊108转动的周向驱动结构110。

如图3所示，底座103上下两端开设有导向槽113，导向槽113有六个并且呈周向设置，导向槽113的长度方向的延长线经过放置槽104的圆心，导向槽113内沿其长度方向滑动连接有滑动轴承座114，碾压辊108两端通过安装滚动轴承与滑动轴承座114转动连接。

如图3和图4所示，碾压辊108包括三个长碾辊111和三个短碾辊112，先由三个长碾辊111对坯料进行径向挤压，使坯料整体直径收缩同时长度增加，然后利用三个短碾辊112对坯料轴向一端侧壁进行径向挤压，使坯料一端的直径收缩同时长度增加。短碾辊112同轴构造有多个凸环，用于挤压出工件上端的多个凹槽。

如图3和图4所示，径向驱动结构109包括驱动环115，驱动环115有两个并且分别位于底座103上端和下端。驱动环115转动会带动到碾压辊108向中心靠近，从而实现了对坯料的径向挤压。两个驱动环115外壁同轴固定连接有第一齿环116。底座103转动连接两个分别于两个第一齿环116啮合的驱动齿轮117，两个驱动齿轮117呈同轴固定连接。底座103下端固定连接有减速机118和第一驱动电机119。第一驱动电机119的主轴与减速机118的输入轴同轴固定连接，减速机118的输出轴于驱动齿轮117同轴固定连接。第一驱动电机119通过减速机118驱动驱动齿轮117转动，驱动齿轮117同时带动两个第一齿环116转动，从而带动碾压辊108的径向移动。

如图3和图4所示，周向驱动结构110，包括转动连接于底座103固定连接有转动盘120，底座103固定连接有第二驱动电机121，第二驱动电机121通过链传动带动其中一个长碾辊111转动。第二驱动电机121带动长碾辊111转动，长碾辊111带动坯料转动。

如图5所示，驱动环115轴向端面开设有长条形的驱动孔122，碾压辊108的一端穿置于驱动孔122内。每个驱动孔122包括移动段123和静止段124。移动段123呈螺旋形，所有移动段123沿着驱动环115顺指针或逆时针转动方向向驱动环115圆心靠近，静止段124为以驱动环115呈同轴设置的劣弧。

如图5所示，驱动孔122分为两种，其中一种为供长碾辊111穿设的长轴孔125，另一种为短碾辊112穿设的短轴孔126。长轴孔125的移动段123远离驱动环115圆心一端与静止段124连通，短轴孔126的移动段123靠近驱动环115圆心一端与静止段124连通。所以当驱动环115转动过程中，长碾辊111在移动段123的作用下进行径向进给，从而对坯料进行第一次碾压，此时短碾辊112在静止段124，短碾辊112不对工件进行碾压。长碾辊111进入静止段124时，短碾辊112进入移动段123，从而对坯料进行第二次碾压，实现了分段碾压，减小单次挤压时的形变量，减小出现工件压裂的情况出现。

S3：淬火，利用第二加热炉对半成品进行加热，加热温度至840℃，然后将加热后的半成品浸没至淬火池中冷却。第二加热炉也采用感应加热炉。

S4：回火，将淬火后的半成品放置于回火炉中加热至550℃，然后进行油冷。

S5：车削，利用车床对先对半成品的两端面和外圆侧壁进行粗车，然后再对其内壁进行粗车，然后利用数控车床对粗车后的工件进行精车。

本实施例的具体工作原理：利用无缝钢管作为原材料进行加工，不需要对坯料进行冲孔工艺加工出中心孔，无缝钢管本身带有中心孔，从而降低余料的产生，提高了原料利用率。

锻造过程中对坯料进行分段挤压拔长，减小单次挤压时的形变量，减小出现工件压裂的情况出现。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims

1.一种半轴套管生产工艺，主要包括一下步骤：

S1：加热，利用第一加热炉对坯料进行加热，始锻温度为1100~1150℃；

S2：锻造，将加热后的坯料至于模具（100）中进行锻压成型半成品；

S3：淬火，利用第二加热炉对半成品进行加热，加热温度至840℃，然后将加热后的半成品浸没至淬火池中冷却；

S4：回火，将淬火后的半成品放置于回火炉中加热至550℃，然后进行油冷；

S5：车削，利用车床对先对半成品的两端面和外圆侧壁进行粗车，然后再对其内壁进行粗车，然后利用数控车床对粗车后的工件进行精车；

其特征在于：S1中的坯料为无缝钢管。

2.根据权利要求1所述的一种半轴套管生产工艺，其特征在于：于步骤S2中，模具（100）包括上模（101）和下模（102），所述上模（101）包括用于维持坯料中心孔形状和尺寸的心轴，所述下模（102）包括底座（103），所述底座（103）开设有放置坯料的圆形放置槽（104），所述放置槽（104）与芯轴（106）呈同轴设置，所述底座（103）设置旋转挤压机构（105），所述旋转挤压机构（105）包括多个与放置槽（104）的中心轴线呈平行设置的碾压辊（108），所述碾压辊（108）以芯轴（106）为轴心呈周向设置，所述底座（103）设置有驱动碾压辊（108）向放置槽（104）的中心轴线靠近的径向驱动结构（109），所述底座（103）连接有驱动碾压辊（108）转动的周向驱动结构（110）。

3.根据权利要求2所述的一种半轴套管生产工艺，其特征在于：于步骤S2,所述碾压辊（108）包括三个长碾辊（111）和三个短碾辊（112），先由三个长碾辊（111）对坯料进行径向挤压，使坯料整体直径收缩同时长度增加，然后利用三个短碾辊（112）对坯料轴向一端侧壁进行径向挤压，使坯料一端的直径收缩同时长度增加。

4.根据权利要求3所述的一种半轴套管生产工艺，其特征在于：所述底座（103）上下两端开设有导向槽（113），所述导向槽（113）有六个并且呈周向设置，所述导向槽（113）的长度方向的延长线经过放置槽（104）的圆心，所述导向槽（113）内沿其长度方向滑动连接有滑动轴承座（114），所述碾压辊（108）两端通过设置滚动轴承与滑动轴承座（114）转动连接。

5.根据权利要求4所述的一种半轴套管生产工艺，其特征在于：所述径向驱动结构（109）包括驱动环（115）和驱动驱动环（115）转动的第一驱动电机（119），所述第一驱动电机（119）固定连接于底座（103），所述驱动环（115）轴向端面开设有长条形的驱动孔（122），所述驱动孔（122）长度方向两端与驱动环（115）圆心之间的距离不相等，所述碾压辊（108）的一端穿置于驱动孔（122）内。

6.根据权利要求5所述的一种半轴套管生产工艺，其特征在于：每个所述驱动孔（122）包括移动段（123）和静止段（124），所述移动段（123）呈螺旋形，所有所述移动段（123）沿着驱动环（115）顺指针或逆时针转动方向向驱动环（115）圆心靠近，所述静止段（124）为以驱动环（115）呈同轴设置的劣弧；所述驱动孔（122）分为两种，其中一种为供长碾辊（111）穿设的长轴孔（125），另一种为短碾辊（112）穿设的短轴孔（126），所述长轴孔（125）的移动段（123）远离驱动环（115）圆心一端与静止段（124）连通，所述短轴孔（126）的移动段（123）靠近驱动环（115）圆心一端与静止段（124）连通。

7.根据权利要求6所述的一种半轴套管生产工艺，其特征在于：所述驱动环（115）有两个并且分别位于底座（103）上端和下端。

8.根据权利要求7所述的一种半轴套管生产工艺，其特征在于：两个所述驱动环（115）外壁同轴固定连接有第一齿环（116），所述底座（103）转动连接两个分别于两个第一齿环（116）啮合的驱动齿轮（117），两个所述驱动齿轮（117）呈同轴固定连接，所述底座（103）下端固定连接有减速机（118），所述驱动电机的主轴与减速机（118）的输入轴同轴固定连接，所述减速机（118）的输出轴于驱动齿轮（117）同轴固定连接。

9.根据权利要求8所述的一种半轴套管生产工艺，其特征在于：所述周向驱动结构（110），包括转动连接于底座（103）固定连接有转动盘（120），所述底座（103）固定连接有第二驱动电机（121），所述第二驱动电机（121）通过链传动带动其中一个长轴辊（111）转动。