CN112276499A - 一种汽车后桥半轴退火搓齿加工工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及机械加工技术领域，且公开了一种汽车后桥半轴退火搓齿加工工艺，包括如下工序：①下料→②油压→③调质→④精车杆部→⑤退火→⑥精车花键外圆→⑦搓齿→⑧中频淬火→⑨刷氧化皮→⑩精整形→
精车止口→
钻孔→
探伤→
清洗，通过各个工序之间的衔接，实现从毛坯到成品的量产。本方案通过开发搓齿工艺取代传统的铣花键工艺，搓齿工序采用上下两块花键滚轧刀，将工件夹在两块花键滚轧刀中间，通过花键滚轧刀的相互运动磨搓，加工出花键，此加工方式加工出的产品精度高，加工效率也较传统的铣花键大大提高，解决搓齿存在不规则齿形现象、提高加工效率等难题，提高汽车后桥半轴的质量，通过工艺创新使产品质量更加稳定。
Description
技术领域
本发明涉及机械加工技术领域，具体为一种汽车后桥半轴退火搓齿加工工艺。
背景技术
汽车后桥半轴作为汽车后桥总成中的重要零件，具有传递扭矩、承受弯矩的功能，后桥半轴如出现问题，很大概率导致汽车无法行驶。花键成形工艺采用的是搓齿机成形花键，存在不规则齿形现象，不规则齿形导致半轴花键与半轴齿轮装配困难，严重的话会造成半轴卡死。考虑是花键部位某些不完全塑形变形所致，由此拟在花键部位采用局部表面退火降低此处强度以成完全塑形变形解决，所以特在搓齿前增加退火工序。
传统的加工工艺流程大致如下：下料→油压→调质→精车杆部→铣花键→中频淬火→刷氧化皮→精整形→精车法兰→钻孔→探伤→清洗，铣花键采用的是普通数控车床铣削加工，加工精度低、效率低。
所以，开发一整套的汽车后桥半轴退火搓齿加工工艺，就显得尤为重要，一为实现产品制作，二则优化产品加工工艺，提高生产效率。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种汽车后桥半轴退火搓齿加工工艺，解决搓齿存在不规则齿形现象、提高加工效率等难题，提高汽车后桥半轴的质量，通过工艺创新使产品质量更加稳定。
(二)技术方案
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种汽车后桥半轴退火搓齿加工工艺，包括如下工序：①下料→②油压→③调质→④精车杆部→⑤退火→⑥精车花键外圆→⑦搓齿→⑧中频淬火→⑨刷氧化皮→⑩精整形→
精车止口→
钻孔→
探伤→
清洗，通过各个工序之间的衔接，实现从毛坯到成品的量产。
优选的，所述下料工序将圆钢毛坯通过锯床切割成固定尺寸，下料尺寸是通过相关模型计算所得；
所述油压工序即为热锻工序，先将工序①下好的料放入中频透热炉中加热至奥氏体化温度，严格控制奥氏体化温度采用二次成形工艺，第一次预镦到制定尺寸，第二次使用油压机挤压成形。
优选的，所述调质工序对工序②的工件进行的整体热处理，即淬火+高温回火处理，控制工件调质后硬度＞HB260，改变工件组织，改善工件的机械加工性能。
优选的，所述精车杆部工序采用数控车床仿形加工方式，该工位需要加工整个杆部，包括最外端的花键外圆、与法兰盘连接的整个杆部以及杆部与法兰盘连接处的窝孔，花键外圆需预留0.4-0.6mm的余量给到后面的工序，杆部跳动需满足0.8mm，花键外圆跳动需达到0.25mm以下。
优选的，所述退火工序对经工序④处理的工件进行退火处理；
所述精车花键外圆工序针对工件花键外圆部位设置的一道工序，所述花键外圆跳动在0.03mm以内。
优选的，所述搓齿工序采用上下两块花键滚轧刀，将工件夹在两块花键滚轧刀中间，通过花键滚轧刀的相互运动磨搓，加工出花键。
优选的，所述中频淬火工序使用中频淬火整体式感应器对半轴整个杆部进行中频感应淬火处理；
所述刷氧化皮工序采用普通数控车床装夹钢刷对淬火后的杆部氧化皮进行清理。
优选的，所述精整形工序采用自动校直设备，校直压力分为三级，分别为高压90-120Kg/cm2、次压90-120Kg/cm2和低压50-100Kg/cm2，对中频淬火加热时造成的杆部微变形进行校直，花键外圆跳动为0.25mm，中间杆部跳动为0.8mm，法兰杆部跳动为0.25mm。
优选的，所述钻法兰孔工序通过多轴器搭配钻模来控制各孔的分布，孔的位置度达到φ0.15；
所述探伤工序使用的探伤介质是荧光磁粉与无水煤油按一定比例混合而成的磁悬液，通磁探伤完后进行退磁，以不足以吸附大头针为标准。
优选的，所述清洗工序采用移动扫描清洗和移动扫描吹气、热风干燥、雾化淋油及切油相结合的工艺方式，在工件清洗过程中结合清洗剂对后桥半轴表面油污、内孔铁屑具有强力的清洗效果，确保半轴清洗后的清洁度与防锈的要求，保证半轴的清洁度标准≤12mg。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种汽车后桥半轴退火搓齿加工工艺，具备以下有益效果：
(1)本方案通过开发搓齿工艺取代传统的铣花键工艺，搓齿工序采用上下两块花键滚轧刀，将工件夹在两块花键滚轧刀中间，通过花键滚轧刀的相互运动磨搓，加工出花键，此加工方式加工出的产品精度高，加工效率也较传统的铣花键大大提高，解决搓齿存在不规则齿形现象、提高加工效率等难题，提高汽车后桥半轴的质量，通过工艺创新使产品质量更加稳定。
(2)本方案主要围绕搓齿展开，通过热处理工艺的变化最大程度保证搓齿工艺的稳定，流程简洁有效，产品质量稳定，提升产能，降低生产成本，完全满足设计和使用要求。
附图说明
图1为本发明一种汽车后桥半轴退火搓齿加工工艺示意图；
图2为本发明一种汽车后桥半轴调质工序工艺示意图；
图3为本发明一种汽车后桥半轴退火工艺示意图；
图4为本发明一种汽车后桥半轴中频淬火整体式感应器示意图；
图5为本发明一种汽车后桥半轴花键示意图；
图6为本发明一种汽车后桥半轴半轴产品结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请查阅图1-6，一种汽车后桥半轴退火搓齿加工工艺，包括如下工序：①下料→②油压→③调质→④精车杆部→⑤退火→⑥精车花键外圆→⑦搓齿→⑧中频淬火→⑨刷氧化皮→⑩精整形→
精车止口→
钻孔→
探伤→
清洗，通过各个工序之间的衔接，实现从毛坯到成品的量产。
①下料：将圆钢毛坯通过锯床切割成固定尺寸，下料尺寸是通过相关模型计算所得。
②油压：即为热锻工序，先将工序①下好的料放入中频透热炉中加热至奥氏体化温度，当然该奥氏体化温度需要严格控制，太低锻造时成形困难，太高的话容易造成晶粒粗大，影响工件的使用性能；因成形压缩量较大，对设备压力要求较高，所以采用二次成形工艺，第一次预镦到制定尺寸，第二次使用油压机挤压成形，通过这些步骤，整个工件的雏形就打造出来了。
③调质：对工序②的工件进行的整体热处理，即淬火+高温回火处理，控制工件调质后硬度＞HB260，此工序意在改变工件组织，进而改善工件的机械加工性能，详细工艺见图2
④精车杆部：采用数控车床仿形加工方式，该工位需要加工整个杆部，包括最外端的花键外圆、与法兰盘连接的整个杆部以及杆部与法兰盘连接处的窝孔。花键外圆需预留0.4-0.6mm的余量给到后面的工序，杆部跳动需满足0.8mm，花键外圆跳动需达到0.25mm以下。
⑤退火：对工序④的工件进行退火处理，此工序为新增工序，也是整个加工工艺流程中比较特殊的一道工序，因为工件采用的是搓齿机成形花键，存在不规则齿形现象，考虑是花键部位某些不完全塑形变形所致，由此拟在花键部位采用局部表面退火降低此处强度以成完全塑形变形解决，所以特增加该工序，详细工艺见图3。
⑥精车花键外圆：对花键外圆部位专门设置的一道工序，对花键外圆跳动要求在0.03mm以内。
⑦搓齿：采用上下两块花键滚轧刀，将工件夹在两块花键滚轧刀中间，通过花键滚轧刀的相互运动磨搓，加工出花键，此加工方式加工出的产品精度高，加工效率高。
⑧中频淬火：考虑汽车在行驶过程中，半轴需要承受较大的弯矩跟扭矩，使用中频淬火整体式感应器对半轴整个杆部进行中频感应淬火处理，该类半轴采用的是杆部整体淬火工艺，淬火后残留热应力较大，带自回火，不需要额外进行回火处理，淬火后花键表面硬度能达到HRC48-54，杆部表面硬度 HRC50-56，淬硬层深度4-6mm，使用的中频淬火整体式感应器见图4。
⑨刷氧化皮：采用普通数控车床装夹钢刷对淬火后的杆部氧化皮进行清理。
⑩精整形：采用的是自动校直设备，校直压力分为三个级别，分别是高压90-120Kg/cm2，次压90-120Kg/cm2，低压50-100Kg/cm2，主要是对中频淬火加热时造成的杆部微变形进行校直，花键外圆跳动为0.25mm，中间杆部跳动为0.8mm，法兰杆部跳动为0.25mm。
本发明的目的是通过开发搓齿工艺取代传统的铣花键工艺，进而解决搓齿存在不规则齿形现象、提高加工效率等难题，提高汽车后桥半轴的质量，通过工艺创新使产品质量更加稳定。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种汽车后桥半轴退火搓齿加工工艺，其特征在于，包括如下工序：①下料→②油压→③调质→④精车杆部→⑤退火→⑥精车花键外圆→⑦搓齿→⑧中频淬火→⑨刷氧化皮→⑩精整形→
精车止口→
钻孔→
探伤→
清洗，通过各个工序之间的衔接，实现从毛坯到成品的量产。
2.根据权利要求1所述的一种汽车后桥半轴退火搓齿加工工艺，其特征在于，所述下料工序将圆钢毛坯通过锯床切割成固定尺寸，下料尺寸是通过相关模型计算所得；
所述油压工序即为热锻工序，先将工序①下好的料放入中频透热炉中加热至奥氏体化温度，严格控制奥氏体化温度采用二次成形工艺，第一次预镦到制定尺寸，第二次使用油压机挤压成形。
3.根据权利要求1所述的一种汽车后桥半轴退火搓齿加工工艺，其特征在于，所述调质工序对工序②的工件进行的整体热处理，即淬火+高温回火处理，控制工件调质后硬度＞HB260，改变工件组织，改善工件的机械加工性能。
4.根据权利要求1所述的一种汽车后桥半轴退火搓齿加工工艺，其特征在于，所述精车杆部工序采用数控车床仿形加工方式，该工位需要加工整个杆部，包括最外端的花键外圆、与法兰盘连接的整个杆部以及杆部与法兰盘连接处的窝孔，花键外圆需预留0.4-0.6mm的余量给到后面的工序，杆部跳动需满足0.8mm，花键外圆跳动需达到0.25mm以下。
5.根据权利要求1所述的一种汽车后桥半轴退火搓齿加工工艺，其特征在于，所述退火工序对经工序④处理的工件进行退火处理；
所述精车花键外圆工序针对工件花键外圆部位设置的一道工序，所述花键外圆跳动在0.03mm以内。
6.根据权利要求1所述的一种汽车后桥半轴退火搓齿加工工艺，其特征在于，所述搓齿工序采用上下两块花键滚轧刀，将工件夹在两块花键滚轧刀中间，通过花键滚轧刀的相互运动磨搓，加工出花键。
7.根据权利要求1所述的一种汽车后桥半轴退火搓齿加工工艺，其特征在于，所述中频淬火工序使用中频淬火整体式感应器对半轴整个杆部进行中频感应淬火处理；
所述刷氧化皮工序采用普通数控车床装夹钢刷对淬火后的杆部氧化皮进行清理。
8.根据权利要求1所述的一种汽车后桥半轴退火搓齿加工工艺，其特征在于，所述精整形工序采用自动校直设备，校直压力分为三级，分别为高压90-120Kg/cm2、次压90-120Kg/cm2和低压50-100Kg/cm2，对中频淬火加热时造成的杆部微变形进行校直，花键外圆跳动为0.25mm，中间杆部跳动为0.8mm，法兰杆部跳动为0.25mm。
9.根据权利要求1所述的一种汽车后桥半轴退火搓齿加工工艺，其特征在于，所述钻法兰孔工序通过多轴器搭配钻模来控制各孔的分布，孔的位置度达到φ0.15；
所述探伤工序使用的探伤介质是荧光磁粉与无水煤油按一定比例混合而成的磁悬液，通磁探伤完后进行退磁，以不足以吸附大头针为标准。
10.根据权利要求1所述的一种汽车后桥半轴退火搓齿加工工艺，其特征在于，所述清洗工序采用移动扫描清洗和移动扫描吹气、热风干燥、雾化淋油及切油相结合的工艺方式，在工件清洗过程中结合清洗剂对后桥半轴表面油污、内孔铁屑具有强力的清洗效果，确保半轴清洗后的清洁度与防锈的要求，保证半轴的清洁度标准≤12mg。
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