[发明专利]偏心阶梯轴的楔横轧工艺

说明书

本发明属于金属压力加工行业。

偏心阶梯轴类零件广泛应用于汽车、拖拉机、机床等机械产品上。传统的制造方法是用模锻成形，然后切边，整形，共需三道工序完成锻坯制造任务，工序多，材料利用率低。

JP昭62-234631专利提出了应用楔横轧法生产偏心阶梯轴的工艺。其特征是应用带有人字形凸起的模具，对坯料交替施压，使其产生偏心。这种人字形凸起、上升段与下降段变化剧烈，属于不连续曲线，工作中必然产生冲击和振动，更严重的是在工作中，模具之间的距离不断变化，不能保证偏心部分横截面是圆，因而偏心部分精度较低。这种方法只能成形偏心部分直径大于或等于同心部分的偏心轴，其实用范围较小。

本发明的目的就是为了解决现有生产偏心阶梯轴工艺的缺点，提高偏心阶梯轴锻件精度，提供一种模具工作表面母线为连续周期变化的篇心阶梯轴楔横轧工艺。

本发明提出的偏心阶梯轴楔横轧工艺，是先将加热的坯料在楔横轧机上轧成同心阶梯轴，然后将需要偏心的部分变形，制成偏心轴，同心阶梯轴成形，偏心阶梯轴成形和切断是在轧机运转的一圈内完成的，其特征在于：偏心阶梯轴的变形靠安装在楔横轧机上，工作表面母线为连续周期变化的锒块模来实现的，这一工艺既可用在平板式楔横轧机上，也可用在辊式楔横轧机上。当使用平板式楔横轧机时，其工作表面的母线方程为：

y＝-asin (x)/(r)

当选用两辊式楔横轧机时，其工作表面母线方程为：

R=R_o-asin (R_O)/(r) θ

偏心量的极限值公式为：

a max= r ［ 1 +1 + R4 μ 2(R + r)( 1 -1 + 8 μ2) ］ ]]>

同心阶梯轴成形是依靠普通楔横轧工艺实现的。在这一阶段得到锻坯上要求的非偏心部分与偏心部分在长度与直径方向上的形状与尺寸。这一变形阶段结束时，具有特殊工作表面，母线的锒块模开始作用，使相应部位金属产生径向转移，形成偏心阶梯轴。在工件旋转过程中，金属径向转移是随着压下量逐渐增大而逐渐完成的。为保证两个变形阶段的平稳过渡，偏心部分的压下量应从零开始逐渐增大。这种方法可以成形偏心部分直径大于、等于、小于同心部分的偏心阶梯轴。

锒块模的工作表面母线方程，与偏心圆直径和偏心量大小有关，与所选用的轧机形式有关。当选用平板式楔横轧机时，工作表面母线方程是标准的正弦曲线，其方程为：

y＝-asin (x)/(r) ……（1）

其中：a为偏心量（a≤a_max）

r为偏心圆半径

当选用两辊式楔横轧机时，工作表面母线方程为：

R=R_o-asin (R_O)/(r) θ……（2）

其中：a为偏心量（a≤a_max）

r为偏心圆半径

R_o为无偏心时模具楔顶圆半径。

R为工作表面母线半径。

θ为圆心角。

坐标及各参数见附图1、附图2。附图1为平板式楔横轧机模具工作表面母线示意图，附图2为辊式楔横轧机的模具工作表面母线示意图。

偏心量的最大值a_max可由下式计算：

a max= r ［ 1 +R4 μ 2(R + r)( 1 -1 + 8 μ2) ］ ……(3) ]]>