CN117300528A - 一种一体成型轻量化空心轴及其制作工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种一体成型轻量化空心轴及其制作工艺，包括预处理及加热工艺、温挤压工艺、冷挤压预处理工艺、冷挤压工艺和精加工工艺。本发明使用方便快捷，可实现通过预处理及加热工艺、温挤压工艺、冷挤压预处理工艺、冷挤压工艺和精加工工艺，依靠模具来实现分层制作，再通过多段压制，同时无需进行任何冷却步骤加速效率，提高品质，从而实现一体化成型，增加温挤压步骤，可以快速加热，使得轴材料在较短的时间内被加工成所需形状，能够大幅度缩短加工周期，提高生产效率，减少裁切步骤，从而减少浪费。
Description
技术领域
本发明涉及空心轴加工技术领域，特别涉及一种一体成型轻量化空心轴及其制作工艺。
背景技术
空心轴是指在轴体的中心制有一通孔，并在通孔内开有内键槽，轴体的外表面加工有阶梯形圆柱，并开有外键槽，轴体的外表面加工有阶梯形圆柱，并开有外键槽，空心轴是众多机械设备中的一种重要部件，起到了传递动力的作用。
而现有技术中，空心轴的制作工艺在加工成型中大多需要裁剪，如公开号：CN113953782A一体成型轻量化空心轴加工工艺，其就需要使用裁边机，对空心轴表面多余的边角料裁掉，无法一体成型，十分浪费材料，影响生产效率。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种一体成型轻量化空心轴及其制作工艺，可以有效解决背景技术中的问题。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种一体成型轻量化空心轴及其制作工艺，包括：
该制作工艺包括：
预处理及加热工艺、温挤压工艺、冷挤压预处理工艺、冷挤压工艺和精加工工艺。
该空心轴预处理及加热工艺为：
步骤1：将原材料先进行切割，在进行球化退火和抛丸处理；
步骤2：使用椭圆铁钳将原材料通过高频机加热至800度左右即可，得到胚料；
步骤3：在模具内腔喷涂高分子材料，用于润滑脱模。
该空心轴温挤压工艺为：
步骤1：使用椭圆铁钳将胚料放置在温挤压模具内部，压力调至为650T对胚料进行第一道压制；
步骤2：使用椭圆铁钳将胚料再次通过高频机加热至800度左右即可；
步骤3：再次使用椭圆铁钳将胚料放置在温挤压模具内部，压力也为650T对胚料进行第二道压制，此时温压机自动更换冲头，压力依然为650对胚料进行第三道压制；
步骤4：使用旋压机进行旋压收口处理。
该空心轴冷挤压预处理工艺为：
步骤1：使用椭圆铁钳将胚料放入球化退火炉，也可使用温炉，将炉内温度加热到860度，保温12小时，再升温780度，保温6小时，降温至450度，保温两天，至完全自然冷却；
步骤2：将胚料放入抛丸设备进行抛丸除锈20min左右；
步骤3：对胚料表面进行磷皂化处理。
该空心轴冷挤压工艺为：
步骤1：使用椭圆铁钳将胚料压制机模具内部，将压力调为300T对胚料进行压制第1、2、3和4道；
步骤2：重复冷挤压预处理工艺，压力也为300T对胚料进行压制第5、6和7道；
步骤3：重复冷挤压预处理工艺，压力也为300T对胚料进行压制第8和9道，得到空心轴。
该空心轴精加工工艺为：
步骤1：将空心轴固定在数控粗车设备，进行数控平总长，并通过粗车对于空心轴转子端和输出端，进行第一步粗加工；
步骤2：通过磨床对空心轴转子端及靠转子位端面进行磨削处理；
步骤3：使用插齿机对空心轴进行插内花键处理；
步骤4：通过CNC加工中心数控铣床对空心轴键槽加工；
步骤5：将空心轴进行渗碳淬火处理。
该制作工艺还包括：
精细处理工艺和成品检验入库工艺；
该精细处理工艺为：
步骤1：将空心轴放入抛丸设备进行抛丸处理10min左右；
步骤2：在通过研磨机对空心轴中心孔进行研磨处理；
步骤3：使用校直机对空心轴进行校直校直，防止弯曲形变；
步骤4：使用数控设备对空心轴外部进行精磨。
该成品检验入库工艺为：
步骤1：将空心轴通过轮廓仪进行检查；
步骤2：合格后进行成品二维码打标；
步骤3：使用清洗机对空心轴进行清洁；
步骤4：进行成品包装，在进行成品入库。
所述设备型号为：
GP-100型高频感应加热设备；
YJ-315型液压机，YJ-630型液压机；
WR-500强力旋压机；
LK-750型立轨数控车床；
MK-1620型数控端面外圆磨床；
VMC-850Q型加工中心；
YKS-5132H型插齿机；
Q376型吊钩式抛丸清理机；
CSQXY40-II型清洗机。
该空心轴由根据权利要求1-8任意一项所述的空心轴的制造方法制成。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：该一种一体成型轻量化空心轴及其制作工艺，其制作通过预处理及加热工艺、温挤压工艺、冷挤压预处理工艺、冷挤压工艺和精加工工艺，依靠模具来实现分层制作，再通过多段压制，同时无需进行任何冷却步骤加速效率，提高品质，从而实现一体化成型，增加温挤压步骤，可以快速加热挤压，使得轴材料在较短的时间内被加工成所需形状，能够大幅度缩短加工周期，提高生产效率，减少裁切步骤，从而减少浪费，保证内部空心标准化，从而实现轻量化空心轴。
附图说明
图1为本发明的工艺流程示意图。
图2为本发明空心轴结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如图1-2所示，一种一体成型轻量化空心轴及其制作工艺，包括预处理及加热工艺、温挤压工艺、冷挤压预处理工艺、冷挤压工艺和精加工工艺。
优选的，将原材料先进行切割，在进行球化退火和抛丸处理，再使用椭圆铁钳将原材料通过高频机加热至800度左右即可，得到胚料，此时在模具内腔喷涂高分子材料，用于润滑脱模。
优选的，使用椭圆铁钳将胚料放置在温挤压模具内部，压力调至为650T对胚料进行第一道压制，使用椭圆铁钳将胚料再次通过高频机加热至800度左右即可，再次使用椭圆铁钳将胚料放置在温挤压模具内部，压力也为650T对胚料进行第二道压制，此时温压机自动更换冲头，压力依然为650对胚料进行第三道压制，再次工作来对胚料进行逐步成型，也就是从空心轴输出端进行挤压，根据模具的形状使其最先成型，随后使用旋压机进行旋压收口处理，另外，采用液压式设备进行加工更加具有稳定性。
优选的，使用椭圆铁钳将胚料放入球化退火炉，也可使用温炉，将炉内温度加热到860度，保温12小时，再升温780度，保温6小时，降温至450度，保温两天，至完全自然冷却，可以通过加热和保温使材料内部的应力得到释放和均衡，从而降低材料的内部应力，提高其内部结构的稳定性，促使空心轴中的夹杂物和气孔重新分布和扩散，在晶界处形成更稳定的结构，从而改善材料的整体质量，完成后会自然等温，随后进行直接加工，将胚料放入抛丸设备进行抛丸除锈20min左右，对胚料表面进行磷皂化处理，表面处理依据本成品的具体材质选用本领域公知的表面处理方法，形成磷化膜和润滑膜，在金属表面提供了一种防腐蚀、润滑和改良的保护层，提高了金属材料的使用寿命和性能。
优选的，使用椭圆铁钳将胚料压制机模具内部，将压力调为300T对胚料进行压制第1、2、3和4道，重复冷挤压预处理工艺，压力也为300T对胚料进行压制第5、6和7道，重复冷挤压预处理工艺，压力也为300T对胚料进行压制第8和9道，得到空心轴，其中，在空心轴底部成型后，由于挤压胚料，胚料进行一定拉伸，此时再通过前四部工序的不断挤压后，使胚料的长度拉伸完成，此时开始5、6和7道工序，第5道工序对胚料输出端进行挤压，6和7对胚料的另一端进行加工，最终在通过8和9道对该端进一步加工，从而形成空心轴，也采用液压式设备进行加工更加具有稳定性。
优选的，将空心轴固定在数控粗车设备，进行数控平总长，并通过粗车对于空心轴转子端和输出端，进行第一步粗加工，通过磨床对空心轴转子端及靠转子位端面进行磨削处理，保证精度后，使用插齿机对空心轴进行插内花键处理，通过CNC加工中心数控铣床对空心轴键槽加工，将空心轴进行渗碳淬火处理，其中，车加工是通过数控车床车削加工，由于车削加工出来光洁度达不到要求，需要用磨床磨削加工能达到要求。
另外，淬火处理时对工件加热使工件能够达到的最高温度，即前述的840℃～860℃，称为淬火温度；回火处理时对工件加热使工件能够达到的最高温度，即前述的610℃～630℃，称为回火温度，在热处理过程中，淬火处理中的淬火温度和保温时间以及回火处理中的回火温度和保温时间对最终制得的空心轴的质量有着重要影响，其中保温时间与空心轴的具体尺寸有关，因而通过对空心轴进行淬火处理，使得的空心轴具有更均匀、致密的结构，能够承受更大的载荷和压力。
优选的，将空心轴放入抛丸设备进行抛丸处理10min左右，在通过研磨机对空心轴中心孔进行研磨处理，使用校直机对空心轴进行校直校直，防止弯曲形变，使用数控设备对空心轴外部进行精磨，来完成最终的调整。
优选的，此时将空心轴通过轮廓仪进行检查，合格后进行成品二维码打标，不合格则进行返工，使用清洗机对空心轴进行清洁，即可进行成品包装，在进行成品入库。
优选的，GP-100型高频感应加热设备，YJ-315型液压机YJ-630型液压机，WR-500强力旋压机，LK-750型立轨数控车床，MK-1620型数控端面外圆磨床，VMC-850Q型加工中心，YKS-5132H型插齿机，Q376型吊钩式抛丸清理机，SQXY40-II型清洗机。
该空心轴由根据权利要求1-8任意一项所述的空心轴的制造方法制成
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (9)
1.一种一体成型轻量化空心轴制作工艺，其特征在于，该制作工艺包括：
预处理及加热工艺、温挤压工艺、冷挤压预处理工艺、冷挤压工艺和精加工工艺。
2.根据权利要求1所述的一种一体成型轻量化空心轴制作工艺，其特征在于，该空心轴预处理及加热工艺为：
步骤1：将原材料先进行切割，在进行球化退火和抛丸处理；
步骤2：使用椭圆铁钳将原材料通过高频机加热至800度左右即可，得到胚料；
步骤3：在模具内腔喷涂高分子材料，用于润滑脱模。
3.根据权利要求1所述的一种一体成型轻量化空心轴制作工艺，其特征在于，该空心轴温挤压工艺为：
步骤1：使用椭圆铁钳将胚料放置在温挤压模具内部，压力调至为650T对胚料进行第一道压制；
步骤2：使用椭圆铁钳将胚料再次通过高频机加热至800度左右即可；
步骤3：再次使用椭圆铁钳将胚料放置在温挤压模具内部，压力也为650T对胚料进行第二道压制，此时温压机自动更换冲头，压力依然为650对胚料进行第三道压制；
步骤4：使用旋压机进行旋压收口处理。
4.根据权利要求1所述的一种一体成型轻量化空心轴制作工艺，其特征在于，该空心轴冷挤压预处理工艺为：
步骤1：使用椭圆铁钳将胚料放入球化退火炉，也可使用温炉，将炉内温度加热到860度，保温12小时，再升温780度，保温6小时，降温至450度，保温两天，至完全自然冷却；
步骤2：将胚料放入抛丸设备进行抛丸除锈20min左右；
步骤3：对胚料表面进行磷皂化处理。
5.根据权利要求1所述的一种一体成型轻量化空心轴制作工艺，其特征在于，该空心轴冷挤压工艺为：
步骤1：使用椭圆铁钳将胚料压制机模具内部，将压力调为300T对胚料进行压制第1、2、3和4道；
步骤2：重复冷挤压预处理工艺，压力也为300T对胚料进行压制第5、6和7道；
步骤3：重复冷挤压预处理工艺，压力也为300T对胚料进行压制第8和9道，得到空心轴。
6.根据权利要求1所述的一种一体成型轻量化空心轴制作工艺，其特征在于，该空心轴精加工工艺为：
步骤1：将空心轴固定在数控粗车设备，进行数控平总长，并通过粗车对于空心轴转子端和输出端，进行第一步粗加工；
步骤2：通过磨床对空心轴转子端及靠转子位端面进行磨削处理；
步骤3：使用插齿机对空心轴进行插内花键处理；
步骤4：通过CNC加工中心数控铣床对空心轴键槽加工；
步骤5：将空心轴进行渗碳淬火处理。
7.根据权利要求2所述的一种一体成型轻量化空心轴制作工艺，其特征在于，该制作工艺还包括：
精细处理工艺和成品检验入库工艺；
该精细处理工艺为：
步骤1：将空心轴放入抛丸设备进行抛丸处理10min左右；
步骤2：在通过研磨机对空心轴中心孔进行研磨处理；
步骤3：使用校直机对空心轴进行校直校直，防止弯曲形变；
步骤4：使用数控设备对空心轴外部进行精磨。
该成品检验入库工艺为：
步骤1：将空心轴通过轮廓仪进行检查；
步骤2：合格后进行成品二维码打标；
步骤3：使用清洗机对空心轴进行清洁；
步骤4：进行成品包装，在进行成品入库。
8.根据权利要求1-7所述的一种一体成型轻量化空心轴制作工艺，其特征在于，所述设备型号为：
GP-100型高频感应加热设备；
YJ-315型液压机，YJ-630型液压机；
WR-500强力旋压机；
LK-750型立轨数控车床；
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