[发明专利]一种大比例多次变径空心轴的无芯旋压加工方法

说明书

本发明公开了一种大比例多次变径空心轴的无芯旋压加工方法，属于旋压领域。本发明包括以下步骤：S1、采用立式旋压系统，将毛坯装夹在下模单元中，下模单元驱动工件旋转，工件两侧的粗旋轮和精旋轮同时接触工件进行错距旋压，并以点接触进行曲线往返进给旋压，形成粗旋坯料；S2、将粗旋轮和精旋轮移位，工件两侧的整形旋轮与工件接触进行整形旋压，两侧的整形旋轮只沿径向进行线接触整形精旋，从而得到精旋坯料；S3、按照以上方式分别对工件需加工位置进行旋压加工，得到粗坯料。本发明克服现有技术中空心轴加工难度大、成型质量不佳的问题，制备的产品精度高，可以极大程度低减小后续加工余量，材料利用率高，生产成本降低。

技术领域

本发明涉及旋压技术领域，更具体地说，涉及一种大比例多次变径空心轴的无芯旋压加工方法。

背景技术

新能源汽车是当今世界汽车发展的必然趋势，各国竞相研发各类高密度电池或其它动力源，不断增加续航里程，取得了很好的成就，新能源汽车的市场发展潜力无疑是巨大的，新能源汽车行业对车体内部零部件重量和质量的要求也越来越严苛。目前新能源汽车内广泛采用空心车轴的设计，尤其是变径长轴类空心轴的应用越来越受到重视，行业内对变径空心长轴类工件的制造主要包括以下方法：(1)利用锻造技术将直径大的无缝钢管锻造成直径大小不同的台阶管，但该工艺生产效率和材料利用率较低，且锻造设备吨位大，导致造价高、成本高；(2)利用焊接工艺，将大小不同的无缝钢管焊接在一起组成直径大小不同的台阶管，但该工艺制备出的产品存在明显强度风险；(3)利用实心棒料精车出图纸要求的外形尺寸，但该方法采用内孔实心，增加了材料成本且难以达到减重效果。

旋压是一种综合了锻造、挤压、拉伸、弯曲、环轧和滚压等工艺特点的少无切削加工的先进工艺，是一种经济、快速成形薄壁回转体零件的优选方法。传统的旋压工艺制备空心轴类零件时，往往采用芯模与尾顶相配合的方式，但无法适用于变径类细长轴的精确加工，尤其是多变径空心轴无法采用芯棒进行加工，且普通的旋压成型往往存在轴向跳动大、成型的变径管易产生弯曲、平直度较差，因此成型长度极为受限；更容易出现由于材料流动困难或者局部弯曲变形，导致成型质量和使用性能都大大降低，因此对于变径类空心轴的旋压工艺，尤其是针对大比例多次变径空心轴的加工始终是行业内不断追求的技术难题，

经检索，关于旋压技术的优化已经有大量专利公开，如中国专利申请号：2010105448425，发明创造名称为：一种变径管无模浮动滚珠旋压方法及夹具，该申请案通过专用夹具，对管坯分段多道次旋压，具体过程包括通过试旋确定各缩径段的外径、对各缩径段分段旋压，并合理控制各旋压过程的旋压量，最终得到成形后的管件。该申请案能够有效地控制薄壁管缩径处的直径，解决了变径管局部缩径的技术难题。

又如中国专利申请号：2016103047475，发明创造名称为：一种高温合金变径管强力旋压成形方法及装置，该方法为：首先将高温合金管材固定在主轴，测量轴向跳动，控制管材平稳的安装在主轴上，继而在尾顶上安装芯棒，将芯棒插入管坯中，然后选择合适的旋压成形工艺，并利用尾顶的运动对管坯施加拉力，控制旋压成形中管材的成形长度及厚度，此时高温合金材料在旋轮的进给作用下和尾顶的拉力下，实现高温合金变径管旋压成形，最终得到壁厚均匀的多段变径管。以上申请案均涉及对变径类空心轴的旋压工艺优化，但仍有进一步提升的空间。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

本发明的目的在于克服现有技术中多次变径径空心轴加工难度大、成型质量不佳的问题，拟提供一种大比例多次变径空心轴的无芯旋压加工方法，通过采用旋压加工方式，有助于克服传统工艺加工效率低、成本高、强度低等缺陷，且采用本方法制备的产品精度高，可以极大程度低减小后续加工余量，材料利用率高，生产成本降低，适宜推广应用。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的一种大比例多次变径空心轴的无芯旋压加工方法，包括以下步骤：