半軸校直的新工藝研究

文/尋寶明·徐州開(kāi)元世紀(jì)重型鍛壓有限公司

半軸校直的新工藝研究

文/尋寶明·徐州開(kāi)元世紀(jì)重型鍛壓有限公司

半軸用來(lái)將差速器半軸齒輪輸出的動(dòng)力傳給驅(qū)動(dòng)輪或輪邊減速器，是汽車傳動(dòng)系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分。半軸內(nèi)端以花鍵連接著半軸齒輪，半軸齒輪在工作時(shí)只將扭矩傳給半軸，幾個(gè)行星齒輪對(duì)半軸齒輪施加的徑向力是互相平衡的，因而并不傳給半軸內(nèi)端。主減速器從動(dòng)齒輪所受徑向力則由差速器殼的兩軸承直接傳給主減速器殼，半軸內(nèi)端只受扭矩而不受彎曲力矩。半軸是汽車的軸類零件中承受扭矩最大的零件，為了滿足半軸的強(qiáng)度要求，多年來(lái)，世界各國(guó)除了用各種各樣的計(jì)算方法外，還在材料選擇、毛坯成形、機(jī)械加工和熱處理等方面進(jìn)行著不懈的努力。

半軸校直工藝

半軸齒輪廣泛用于汽車、拖拉機(jī)等機(jī)械的差速器中，應(yīng)用面廣，需求量大。采用精密模鍛生產(chǎn)半軸的工藝流程為：棒料切斷→法蘭、花鍵部分熱鐓輾成形（感應(yīng)加熱、預(yù)鐓機(jī)和擺輾機(jī)） →正火→淬火、回火→噴砂→打中心孔→校直→法蘭和花鍵部分切削加工→感應(yīng)加熱淬火、回火→校直→磁力探傷→法蘭部分加工。

通過(guò)以上的工藝流程可以看出，校直只是半軸生產(chǎn)工序中的兩個(gè)環(huán)節(jié)，可以分為粗校直和精校直。但是校直工序?qū)Π胼S的性能及其生產(chǎn)成本有著很大的影響。本文主要是對(duì)半軸在校直工序各種工藝的對(duì)比及新工藝研究。

傳統(tǒng)的半軸校直可以稱之為物理方法校直，就是讓半軸彎曲的地方反向受力，使之在反方向過(guò)彎曲，然后反彈達(dá)到校直的目的。如圖1所示。

傳統(tǒng)物理方法校直半軸存在以下缺點(diǎn)：①操作繁瑣；②施壓點(diǎn)不準(zhǔn)確；③下壓量難以把握；④校直效率極低；⑤勞動(dòng)強(qiáng)度大；⑥對(duì)半軸金屬纖維有一定的破壞，半軸品質(zhì)降低；⑦校直精度極低，原材料利用率極低。

半軸校直設(shè)備

隨著汽車工業(yè)對(duì)半軸的要求越來(lái)越嚴(yán)格，采購(gòu)價(jià)格越來(lái)越低，迫使半軸生產(chǎn)企業(yè)需要在半軸生產(chǎn)的每個(gè)工序提高生產(chǎn)效率、提高半軸品質(zhì)和降低生產(chǎn)成本。針對(duì)市場(chǎng)需求，我公司研發(fā)了一種新型的半軸校直工藝，也稱為熱校直方法。該工藝通過(guò)四件模具同時(shí)對(duì)熱半軸進(jìn)行擠壓，在保壓的同時(shí)，用冷卻水對(duì)半軸進(jìn)行冷卻，達(dá)到校直的目的。校直設(shè)備如圖2所示。

圖1 傳統(tǒng)物理校直方法

圖2 半軸校直設(shè)備

圖2 所示的設(shè)備包括機(jī)架、校直滑塊、校直油缸、壓平缸、頂出缸、動(dòng)力系統(tǒng)及電氣控制系統(tǒng)等；校直滑塊分為四件，分四個(gè)方向安裝在機(jī)架內(nèi)部，用于校直半軸桿部，每個(gè)校直滑塊連接有三個(gè)校直油缸；壓平油缸安裝在機(jī)架上部，用于壓平汽車半軸的法蘭盤；頂出缸安裝在機(jī)架的底部，用于頂出工件；校直油缸、壓平油缸和頂出油缸均采用位移傳感器來(lái)控制其位移達(dá)到精準(zhǔn)的運(yùn)動(dòng)；該設(shè)備具有熱校直、保壓冷卻的工藝特點(diǎn)，其優(yōu)點(diǎn)是能夠大大提高半軸性能，金屬纖維沒(méi)有受到任何損傷；校直精度高，節(jié)約原材料，校直效率大大提高。

該設(shè)備主要由主機(jī)、液壓控制系統(tǒng)及電氣控制系統(tǒng)等組成。

主機(jī)部分

主機(jī)主要由機(jī)架、液壓油缸、滑塊及其他輔件組成。

⑴機(jī)架。機(jī)架由Q235-A優(yōu)質(zhì)鋼板焊接而成，焊后采用退火處理以徹底消除焊接應(yīng)力，退火后表面經(jīng)噴丸處理、焊縫經(jīng)打磨處理，無(wú)焊渣和留疤現(xiàn)象。保證上梁具有良好的強(qiáng)度和剛度。機(jī)架上加工有校平缸、校直油缸及頂出缸安裝孔，用于安裝油缸。

⑵液壓油缸。設(shè)備校直油缸為四面共12個(gè)活塞式油缸，缸體通過(guò)法蘭與機(jī)身連接，活塞桿與滑塊連接，缸體材料為35#鍛件，活塞桿材料為45#鍛件，活塞桿表面進(jìn)行淬火處理，硬度達(dá)到HRC45以上，活塞缸密封采用國(guó)內(nèi)優(yōu)質(zhì)Yx形密封圈密封，密封可靠，使用壽命長(zhǎng)。

⑶滑塊。采用四周同步向內(nèi)擠壓的方式校直工件，故有四部分完全相同的滑塊，且四部能組合成一個(gè)完整的中空（圓孔）實(shí)體件?；瑝K導(dǎo)向?yàn)閳A柱導(dǎo)向桿導(dǎo)向，保證滑塊導(dǎo)向精度和防止校直滑塊受偏載旋轉(zhuǎn)，導(dǎo)軌間隙可調(diào)，導(dǎo)向精度高?；瑝K下部安裝有直線導(dǎo)軌，以便滑塊運(yùn)動(dòng)自如。直線導(dǎo)軌下部安裝有可更換的淬火板。

液壓控制系統(tǒng)

液壓傳動(dòng)和控制系統(tǒng)主要由泵、閥塊、冷卻過(guò)濾系統(tǒng)、壓力顯示和控制系統(tǒng)、管路等組成，借助于電氣系統(tǒng)的控制，完成液壓機(jī)各種動(dòng)作的控制。

⑴動(dòng)力系統(tǒng)。液壓系統(tǒng)中的校直滑塊油缸、壓緊油缸和頂出油缸均采用YCY14-1B恒功率軸向柱塞泵供油，校直滑塊油缸采用單獨(dú)的液壓系統(tǒng)。

⑵油箱。油箱本體為鋼板焊接結(jié)構(gòu)，油箱安裝時(shí)進(jìn)行酸洗、鈍化和防銹處理。油箱上設(shè)有油位指示和濾油器堵塞顯示及報(bào)警功能。液壓控制閥塊在油箱上平面有序排列，液壓管路及電纜走線管（槽）排列整齊。

⑶油液冷卻和過(guò)濾。液壓系統(tǒng)設(shè)有水冷卻和過(guò)濾裝置，用以保持液壓系統(tǒng)的清潔度和使用油液溫度在液壓系統(tǒng)允許的范圍之內(nèi)。

⑷管路。液壓系統(tǒng)中高壓管路采用法蘭連接，防止管路泄漏，管路安裝時(shí)進(jìn)行酸洗鈍化處理，管路為冷拔精密無(wú)縫鋼管，在管路中易產(chǎn)生共振的地方加有阻尼減振裝置，并采用抗振管夾和耐振壓力表。

⑸壓力顯示裝置。本機(jī)主缸的壓力顯示采用耐振壓力表顯示和數(shù)字顯示，壓力調(diào)整采用遠(yuǎn)程調(diào)壓閥實(shí)現(xiàn)，當(dāng)遠(yuǎn)程調(diào)壓閥調(diào)整壓力時(shí)，壓力調(diào)壓范圍為公稱壓力的10%～100%。

電氣控制系統(tǒng)

電氣控制系統(tǒng)分為動(dòng)力系統(tǒng)和控制系統(tǒng)兩部分，動(dòng)力部分包括控制總電源、各個(gè)電動(dòng)機(jī)的啟停及保護(hù)開(kāi)關(guān)等；控制部分包括控制箱，主操作臺(tái)和移動(dòng)操作臺(tái)等。

控制箱安裝有PLC可編程序控制系統(tǒng)，可完成對(duì)該機(jī)的全部動(dòng)作的控制，主操作臺(tái)可完成該機(jī)的全部動(dòng)作的操作，主操作臺(tái)上設(shè)有液壓機(jī)各部分動(dòng)作的操作按鈕，功能轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)、觸摸屏、各個(gè)電機(jī)的啟停按鈕及各部分的報(bào)警、監(jiān)視指示燈等。移動(dòng)操作臺(tái)主要用于半自動(dòng)工作，上有雙手壓制按鈕、回程和急停按鈕，以及有電指示燈。

結(jié)束語(yǔ)

以上介紹的半軸校直新工藝及設(shè)備，采用一臺(tái)機(jī)械手配合完成，可以做到更加理想的效果。其最突出的優(yōu)勢(shì)是，半軸產(chǎn)品的品質(zhì)大大提高，生產(chǎn)效率大大提高，原材料利用率大大提高。