[发明专利]空心轴类零件的成形方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种材料加工工程中的金属塑性加工技术，尤其涉及一种空心轴类零件的成形方法。

背景技术

空心轴类零件在汽车、机械、航空航天等领域有着广泛的应用，如载重卡车半轴套管、压入式轴头、石油钻杆接头、轿车变速箱的各种传动轴等。空心轴类零件通常作为传动部件承受复杂的载荷，工作条件对零件性能有着严格的要求。空心轴类件相对于实心轴类件，在保证使用要求的情况下，具有节约材料、降低产品重量等明显优势，特别是在行走机械如汽车、飞行器等上表现更为明显，因此其在工业生产中的应用发展非常迅速。由于工业产品的小批量多规格的发展趋势，使得相应的各种空心轴类零件也具有小批量多规格的特点。

空心轴类零件的成形方法很多，目前工业生产中可以成熟应用的主要方法包括：机械加工法和塑性成形法。

对于一些小批量的空心轴类件，一般采用机械加工法，由于切削加工会将材料的纤维流线切断，削弱了零件的承载强度，影响了零件的使用寿命且浪费了材料，加大了材料消耗。

在塑性成形方法中，多种工艺可以成形空心轴类零件，主要有挤压、楔横轧、旋转锻造等。

挤压工艺一般成形的零件外形比较简单，对于复杂外形的零件，需要进行多道次成形，工艺过程复杂，生产需要采用的设备为大行程的液压机和专用模具，设备及工装投资大，一般针对一些单一品种的大批量零件的成形，另外成形零件的长度范围有限，对于一些长度较大的零件工艺难度较大甚至无法成形。

楔横轧是成形轴类零件的一种连续回转成形工艺，生产上比较成熟。然而对于空心轴类件来讲，楔横轧工艺成形的空心零件，内孔的变形是自由的，因而无法控制。尽管目前已有相关带芯棒轧制的楔横轧工艺，然而由于其变形规律的复杂性，加之芯棒装卸等工序较多，实际应用范围有限。

旋转锻造工艺理论比较成熟。但其设备结构复杂，制造成本高，维修保养较其他锻压设备复杂。另外，由于这种工艺产生较大噪音，对环境影响较大，也限制了它的应用。虽然这种工艺的应用范围较广，但适用性差，每台设备对坯料的直径和尺寸都有一定要求，工艺万能性差。由于旋转锻造所用的锻机是专用设备，所以只适用于大批量生产，单件小批量不宜采用此工艺。

发明内容

本发明的目的是提供一种工艺简单、效率高、材料利用率高、生产成本低、适合小批量多品种柔性生产的空心轴类零件的成形方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的空心轴类零件的成形方法，在轧轮的一侧对准轧缝中间的位置设有顶头，包括步骤：

首先，选取圆棒料，锯切下坯料；

然后，在中频加热炉中对所述的坯料进行整体或局部加热；

之后，轧轮同时同速向坯料靠近，达到指定位置，由进给机构的夹紧装置夹紧加热后的坯料，进给机构不断进给，轧轮与顶头配合动作，完成空心轴的轧制；

或者，将加热后的坯料进给至指定位置，轧轮同时同速向坯料靠近，轧至指定直径后，轧轮停止进给，进给机构再次进给坯料，轧轮与顶头配合动作，完成空心轴的轧制。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的空心轴类零件的成形方法，由于在轧轮的一侧对准轧缝中间的位置设有顶头，首先选取圆棒料，锯切下坯料；然后在中频加热炉中对所述的坯料进行整体或局部加热；之后通过轧轮与顶头配合动作，完成空心轴的轧制，使一次加热一次成形工艺得以实现，大大减少了坯料的加热次数和成形工序数量，简化了工艺流程，提高了轧件质量，提高了生产效率，减少了生产设备的数量、节省了投资、降低了能耗。

附图说明

图1a、1b分别为本发明实施例提供的两种空心轴类零件的成形设备的结构示意图；

图2a、2b、2c、2d分别为本发明实施例一提供的空心轴类零件的成形方法的工艺过程示意图；

图3a、3b、3c、3d分别为本发明实施例二提供的空心轴类零件的成形方法的工艺过程示意图；

图4a、4b、4c、4d、4e、4f、4g、4h分别为坯料加工过程中的结构示意图。

具体实施方式

下面将对本发明实施例作进一步地详细描述。

本发明的空心轴类零件的成形方法，其较佳的具体实施方式是：

在轧轮的一侧对准轧缝中间的位置设有顶头，包括步骤：

首先，选取圆棒料，锯切下坯料；

然后，在中频加热炉中对所述的坯料进行整体或局部加热；