[发明专利]一种预防变截面变壁厚中间轴旋锻过程中出现缺陷的方法

说明书

根据本发明所涉及的预防变截面变壁厚中间轴旋锻过程中出现缺陷的方法，包括以下步骤：确定变截面变壁厚中间轴的旋锻成形方式和步骤；确定影响变截面变壁厚中间轴旋锻缺陷的进给工艺参数；对进给工艺参数进行进给工艺参数灵敏度分析，得到工艺参数灵敏度的重要程度的大小关系；按照工艺参数灵敏度的重要程度的大小关系，分别确定无芯棒旋锻径向进给值、周向进给最小角度以及含芯棒轴向进给值。本发明结合轿车旋锻轴特性给出的预防变截面变壁厚中间轴旋锻过程中出现缺陷的方法对合理制定旋锻工艺参数、提高旋锻轴产品质量及预防旋锻过程中出现缺陷具有重要的技术参考价值。

技术领域

本发明属于机械工程领域，具体涉及一种预防中间轴旋锻过程中出现缺陷的方法。

背景技术

等速万向传动轴是汽车等速万向传动总成中一个重要组成部件。一端与变速器内的差速器半轴齿轮相连，另一端与驱动轮的轮毂连接，在轿车行驶过程中起着传递运动及转矩的作用。

国外的高技术和高水平高级轿车传动中间轴制造中广泛应用旋锻工艺。采用旋锻工艺能够加工出整体式轿车空心轴，具有轻量化程度高、扭转刚度高和疲劳寿命高等特点。

轿车等速万向变截面变壁厚中间轴是利用无缝钢管通过无芯棒旋锻、含芯棒旋锻、渐开线花键成形等工艺形成的变截面、变厚度空心轴。

由于轿车空心轴相对于实心轴而言，有利于轴类零件的轻量化，提高轴类零件的抗扭刚度，而高性能的轿车空心轴总成除了要求高速稳定地传递转矩外，还有减轻总成重量、减少振动与噪音传递、提高乘客舒适性的要求。相关技术人员已经将实心轴设计为空心轴，传统技术的轿车空心轴普遍采用两端实心管件中间空心管件通过焊接技术成为焊接轴，焊接轴的静强度虽然很高，但高周疲劳性能却较差，而且焊接轴仍然具有轻量化的潜能。

旋转锻造简称旋锻，也可以叫做径向锻造，是一种用于棒料、管材或线材精密加工的回转成形工艺，属于渐进成形和近净成形的范畴。

旋转锻造是一种由2～4块锻模环绕坯料轴线高速旋转的同时，对坯料进行高频锻打，从而使坯料轴截面尺寸减小或形状改变的渐进成形方法。旋锻加工具有加工范围广、加工精度高、产品性能好和生产灵活性大等特点，已广泛应用于航天、军工、工业和汽车领域的实心台阶轴、空心轴等零件的生产。旋锻工艺能够加工出整体式轿车空心轴，具有轻量化程度高、扭转刚度高和疲劳寿命高等特点，对于小尺寸和承受大扭矩的轿车等速万向传动中间轴制造具有明显的优势，因此轿车等速万向传动中间轴旋锻工艺会成为中间轴制造生产的发展趋势。

旋锻过程中，无论是含芯棒旋锻还是无芯棒旋锻，毛坯除了旋锻径向进给外，还有径向周向进给和轴向进给。旋锻过程中的缺陷主要包括：周向进给不合理，会导致圆度缺陷；含芯棒旋锻中，轴向进给过大，轴向拉应力随之增大，会导致裂纹缺陷；无芯棒旋锻径向进给过大，内壁金属自由流动，内壁会出现褶皱、裂纹等缺陷。

无论是无芯棒旋锻还是含芯棒旋锻，旋锻过程中合理的工艺参数是保证旋锻产品质量及预防缺陷的关键。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种预防变截面变壁厚中间轴旋锻过程中出现缺陷的方法。

本发明提供了一种预防变截面变壁厚中间轴旋锻过程中出现缺陷的方法，具有这样的特征，包括以下步骤：

步骤1，确定变截面变壁厚中间轴的旋锻成形方式和步骤；

步骤2，确定影响变截面变壁厚中间轴旋锻缺陷的进给工艺参数；

步骤3，对步骤2中的进给工艺参数进行进给工艺参数灵敏度分析，得到工艺参数灵敏度的重要程度的大小关系；

步骤4，按照步骤3中工艺参数灵敏度的重要程度的大小关系，优先确定无芯棒旋锻径向进给值；

步骤5，确定周向进给最小角度；