[发明专利]三球道等速万向节筒形壳精整成形方法及其精整凸模

说明书

技术领域

本发明属于不等截面内腔的精密冷锻成形技术领域，尤其涉及一种三球道等速万向节筒形壳不等截面内腔的精整成形方法。

背景技术

三球道等速万向节是汽车前驱动系统关键零部件之一。一个典形的三球道等速万向节由筒形壳、星形套、保持架和三个钢球组成。筒形壳是一精密成形零件，包括筒形壳壳体1和壳体下端设置的柄部2，所述的壳体1设有内腔，所述的内腔由中心圆腔3以及中心圆腔外均匀分布的三个球沟道腔4构成，其显著特点是园筒形状的内腔有三条精密成形的，柱形沟道，与具有相应沟道的星形套、保持架和三个钢球组装成一个在一定角度内可以灵活摆动和转动的关节。目前国内外制造厂家均采用内腔精锻成形毛坯技术，这样既能满足精度要求，又降低了制造成本及周期，同时也符合当今世界制造业发展的趋势。现有技术中三球道等速万向节筒形壳毛坯精锻成形工艺，包括温挤—冷精整工艺，浙江万向机械有限公司赵成元发表在《轴承》2000.NO.4等速万向节筒形壳温挤—冷精整工艺：圆钢下料一精车外圆端面及倒角一中频加热一温挤一球化退火一检验一喷丸处理一磷化、皂化一冷精整，但其精密成形的沟道呈等分并在空间呈直线状平行分布。现有技术中三球道筒形壳沟道呈三等分并在空间呈直线状平行分布。这样的结构虽然装配精密，但筒口间隙小，装配难度高。另外，在正常装车使用中，滑动摩擦最频繁的位置是筒形壳中段，这个区域会迅速产生磨损，使筒形壳的三条沟道呈现鼓形误差，配合间隙出现两端小、中间大的特征，导致传动轴较早出现异响和抖动现象。        

发明内容

本发明克服现有技术的不足，提供一种易于装配、配合精度好、筒形壳的沟道不会呈现鼓形误差，传动轴传动平稳，使用寿命长的三球道等速万向节筒形壳精整成形方法。

本发明是通过如下技术方案来实现的：

三球道等速万向节筒形壳精整成形方法，包括温锻和冷精整塑性成形步骤，所述的冷精整塑性成形为变薄拉伸冷精整工序，将坯料套装在精整凸模上，利用冷精整成形凹模对坯料压向精整凸模向心力的作用，坯料在冷精整成形凹模作用下受力塑性变形，紧贴着精整凸模并沿凹模运动方向流动，使筒形壳壳体内壁呈凸弧形面，即所述的中心圆腔和球沟道腔都呈两腔端内径大、中间内径小的结构。

所述的冷精整成形凹模的模腔尺寸比温锻预成形毛坯外径小。

所述的温锻成形工艺包括a、断料：截取金属棒材；b、制坯抛丸：对金属棒材定经定尺、车外圆、端面倒角，抛丸：将坯料放入抛丸机内进行表面喷砂；c、涂层：将上述金属棒材加热至180-220℃，稀石墨浸泡，进行表面涂层； d、正挤压：将上述涂层好的坯料，加热至800-900℃放入凹模中，对坯料的上端面进行正挤压，形成大直径的圆柱体以及其下端设置的柄部⑵；e、镦粗：对上述坯料进行镦粗挤压；f、反挤压：将镦粗后的坯料放入反挤凹模中，对坯料的上端面进行反挤，形成筒形壳壳体,所述的壳体设有内腔，所述的内腔由中心圆腔以及中心圆腔外均匀分布的三个球沟道腔构成，其中心圆腔内壁呈直线状，三条球沟道腔呈三等分并在空间呈直线状平行分布。

本发明温锻成形的预成形毛坯内腔形状已接近成品，但其精密成形的沟道呈等分并在空间呈直线状平行分布，尺寸和形状精度离成品要求差得很多。将这样的毛坯套在一个按筒形壳内腔形状和尺寸精密加工的凸模上，并用一个比预成形毛坯小一号的凹模勒过毛坯。毛坯材料在精整凹模的作用下紧贴着精整凸模并沿凹模运动方向流动，使毛坯内腔获得与凸模相近的精度和粗糙度。这样的精整方法涉及一种金属塑性成形技术，具有变薄拉伸的工艺特征。

筒形壳内腔尺寸和形状与精整凸模的尺寸形状密切相关。因此需要制造出凸弧形面内腔形状的筒形壳，那么精整凸模的形状也必须需与筒形壳的凸弧形面内腔形状相匹配。但是，制造精整凸模的加工手段通常为高精度线切割或数控仿形磨削加工，这样的加工手段只能制造出沟道尺寸呈柱形或锥形规律分布的精整凸模，因此现有技术精整后的筒形壳沟道只能按直线状空间平行规律或锥形规律分布，很难获得弧形内腔形状规律分布的毛坯。

本发明还提供了一种精整三球道等速万向节筒形壳凸弧形面内腔形状的精整凸模。

三球道等速万向节筒形壳精整凸模，所述的精整凸模圆柱体外壁上均匀设置有三个圆弧凸块，所述的凸模头为弧面结构，所述的精整凸模外壁沿该精整凸模长度方向呈凹弧形面结构。

所述的精整凸模的圆柱体外壁沿精整凸模长度方向呈两端直径大、中间直径小的结构。

所述的圆弧凸块沿精整凸模长度方向呈两端厚、中间薄的结构。