[发明专利]外花键轴冷挤压精确成形装置及成形方法

说明书

本发明公开了一种外花键轴冷挤压精确成形装置及成形方法，其装置包括水平且同轴设置的主轴、花键轴和顶盘，所述花键轴套在主轴上，与主轴固定连接且能随主轴同步旋转；所述花键轴外壁设有一段用于挤压出外花键形状的加工区域，所述外花键在花键轴圆周方向上均匀分布，且每个外花键沿花键轴长度方向设置；所述加工区域两侧对称设有一飞轮，所述飞轮外壁设有滚轮。本发明解决了花键轴类产品花键冷挤压的高效成形问题。本发明在花键冷挤压成形设备上，通过两个分别沿各自特定轴线做回转运动的滚轮，逐点挤压工件，从而逐步挤压出工件的花键外形，成形效率和成形精度高，成形过程中不产生铁屑，成形后齿形已达到使用状态，材料利用率高。

技术领域

本发明涉及一种外花键成形装置及成形方法，尤其涉及一种外花键轴冷挤压精确成形装置及成形方法。

背景技术

花键在机床、汽车等机械行业的应用非常广泛，是一种重要的机械传动方式。

常见的花键加工方式有常规的拉削加工、铣削加工、滚齿加工、磨削加工等切削加工方式和精密铸造、锻造等加工方式。常规的切削加工方式精度高、但是加工效率低，另外切削加工材料纤维流线被切断，抗疲劳冲击性能较弱；铸造成型需要靠模具精度保证，而且黑色金属的铸造由于铸造本身工艺的限制，易出现材质疏松等缺陷，产品不适用于复杂交变载荷环境；锻造挤压成型对设备吨位要求高，通常需要对坯料进行加热，能耗高。另外锻造挤压成型模具所承受的挤压强度高，使用寿命较短。

发明内容

本发明的目的就在于提供一种解决上述问题，成形效率和成形精度高的外花键轴冷挤压精确成形装置及成形方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是这样的：一种外花键轴冷挤压精确成形装置，包括水平且同轴设置的主轴、花键轴和顶盘，所述花键轴套在主轴上，与主轴固定连接且能随主轴同步旋转；

所述花键轴外壁设有一段用于挤压出外花键形状的加工区域，所述外花键在花键轴圆周方向上均匀分布，且每个外花键沿花键轴长度方向设置；

所述加工区域两侧对称设有一飞轮，所述飞轮水平设置，且其转轴竖直设置，所述飞轮的转轴还连接一个二维平移机构，所述二维平移机构能带动飞轮的转轴在水平面上运动；

所述飞轮外壁中部对称设有数个水平的凹槽，凹槽内分别设有一水平的滚轮，所述滚轮外壁设有与待挤压的外花键形状匹配的外型面，所述滚轮的转轴竖直设置并与飞轮旋转连接，且滚轮的外型面能从飞轮中露出；

还包括一控制器，所述主轴、飞轮和二维平移机构均与控制器连接，由控制器控制其转动。

作为优选：所述凹槽为两个，花键轴与主轴固定连接具体为：主轴上固定有卡盘，花键轴卡盘主轴连接。

一种外花键轴冷挤压精确成形方法，包括以下步骤：

（1）安装外花键轴冷挤压精确成形装置，其中滚轮为两个，外型面与待挤压的外花键形状匹配；设外花键齿数为z，则主轴1转动的角度α=360°/z，二维平移机构沿花键轴长度方向运动为X方向，沿靠近花键轴的方向为Y方向；

（2）控制滚轮运动至初始位置，所述初始位置为：滚轮位于加工区域一端，且当飞轮带动滚轮旋转时，滚轮最外侧能刚好与加工区域接触；

（3）控制器控制上述主轴的转动以及飞轮和滚轮的二维平移运动，工作时在加工区域注入润滑油；其中，设飞轮沿X方向运动的距离与加工区域长度相同，长度均为L；

具体工作流程：

（31）飞轮转到一个滚轮逐渐靠近工件一端，主轴停止转动，飞轮带动滚轮继续转动挤压工件，挤压完成后飞轮带动滚轮远离工件，主轴再次开始转动；

（32）控制器控制飞轮旋转180度，主轴转动360度/Z，另一滚轮开始挤压下一个花键；