[发明专利]一种汽车传动轴滑动叉复合挤压锻造成形的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种金属塑性成形领域，具体涉及一种汽车传动轴滑动叉复合挤压锻造成形的方法。

背景技术

汽车传动轴是汽车传动系中传动动力的重要部件，它的作用是与变速箱，驱动桥一起将发动机的动力传递给车轮，使汽车产生驱动。传动轴的滑动叉位于传动轴的端部，主要作用：一是传递扭矩，使汽车获得前进的动力。二是当汽车后桥钢板弹簧处于不同状态时，由它调整传动轴的长短及其位置。轴部中空为花键孔，与传动轴叉配合组成滑动花键副，经常承受交变载荷和冲击载荷，容易疲劳破坏，工作环境恶劣，质量要求高。

传统的万向外滑动副为万向节叉和滑动套焊接而成，滑动套则为低碳钢板卷制的电焊钢管制成，制造成本高，使用时间短，已不能满足现在汽车工业的要求。目前国内各主要锻造厂主要采用轴部实心的开式模锻工艺，生产整体结构的万向滑动叉，将万向节叉与外滑动花键副的一部分（滑动套）组合起来，使其成为一个零件，其使用寿命与传统的万向节滑动套合件相比，有成倍的提高，而且强度高，加工容易，成本低，但轴部实心锻造且有大飞边。现在很多企业与院校开展无飞边锻造工艺，不产生飞边或小飞边，达到近净成形或净成形，但没有彻底解决滑动叉的空心问题。

发明内容

本发明提供了一种汽车传动轴滑动叉复合挤压锻造成形的方法，解决传动轴滑动叉中空成形，节约原材料，减少机械加工成本，改善金属流线，提高零件性能，延长零件使用寿命的问题。

本发明采用的技术方案是：一种汽车传动轴滑动叉复合挤压锻造成形的方法，包括以下步骤：

（1）锯切下料：设计锻件各成形工步的形状，并保证合适的高径比，基于体积相等原则计算出棒料的尺寸，然后锯切下料；

（2）加热：将下好的棒料整体放入中频炉内加热，升温到1100～1180℃；

（3）卡压成形：将加热好的坯料取出置于冲床上卡压模具内进行卡压，卡出端头凹槽；

（4）劈料成形：将卡压后的毛坯放入已预热至150～200℃的闭式劈叉模具中进行劈料；

（5）预锻：劈开后的坯料放入已预热至150～200℃的曲面分模结构的预锻模具中进行预锻，叉口和第一台阶孔在预锻模内一次成形，下模杆腔部不放斜度，模座上加装退料板，下模设顶料装置；

（6）终锻：预锻件放入已预热至150～200℃的曲面分模结构的终锻模具中，终锻成形锻出终锻件，终锻模只反挤第二台阶孔，模座上加装退料板，下模有顶出装置，冲头采用H13钢，正火后，淬火，两次回火，表面抛光处理。

进一步地，步骤（3）中的卡压模具、步骤（4）中的劈叉模具、步骤（5）中的预锻模具、步骤（6）中的终锻模具设计为镶块式，材料为5CrNiMoA。

进一步地，步骤（4）中的劈叉模具、步骤（5）中的预锻模具、步骤（6）中的终锻模具在设计时对模具及坯料的变形和热膨胀做出补偿。

本发明具有如下有益效果：

（1）材料利用率高，可节约材料费用的20～25%；

（2）彻底解决传动轴滑动叉空心锻造的问题，避免了后续机加工序进行整个轴部内孔的钻孔和扩孔，只去除少量的毛坯底部连皮，节约了大量加工时间，生产效率大幅提高，降低了生产成本；

（3）锻制的传动轴滑动叉花键位置具有致密的金属组织，并有沿轴向分布的连续金属流线，提高了内花键的弯曲强度、疲劳强度、耐冲击性，高于传统工艺生产的锻件产品，力学性能好，使用寿命长。

附图说明

图1是本发明流程图；

图2是传动轴滑动叉锻件图；

图3是传动轴滑动叉下料毛坯；

图4是传动轴滑动叉卡压模具；

图5是传动轴滑动叉预锻后毛坯形状；

图6是传动轴滑动叉分叉模具；

图7是传动轴滑动叉劈叉后毛坯形状；

图8是传动轴滑动叉预锻模具；

图9是传动轴滑动叉预锻后毛坯形状；

图10是传动轴滑动叉终锻模具。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。

实施例1

一种汽车传动轴滑动叉（图2）复合挤压锻造成形的方法，包括以下步骤：

（1）锯切下料：设计锻件各成形工步的形状，并保证合适的高径比，基于体积相等原则计算出棒料的尺寸，然后锯切下料；

（2）加热：将下好的棒料（图3）整体放入中频炉内加热，升温到1100～1180℃；